EP3612658B1 - Hot dip galvanizing device and method - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the technical field of galvanizing iron-based or iron-containing components, in particular steel-based or steel-containing components (steel components) or components, preferably for the automobile or motor vehicle industry, but also for other technical areas of application (e.g. for the construction industry, the area of general mechanical engineering, the electrical industry, etc.), by means of hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing).
- the present invention relates to a device for hot-dip galvanizing, also known as a hot-dip connection, of components with a galvanizing kettle for receiving a zinc melt in a boiler interior formed by a wall of the galvanizing kettle, as well as a method for hot-dip galvanizing components using an aforementioned device for hot-dip galvanizing components.
- Hot-dip galvanizing is understood to be a process which protects iron-based or iron-containing or steel-based or steel-containing components from corrosion, in particular rust.
- a metallic zinc coating is applied to the surface of the iron or steel-containing component by immersion in a hot, liquid zinc melt.
- a resistant alloy layer consisting primarily of iron and zinc is formed on the surface of the component after galvanizing and a very firmly adhering, pure zinc layer is arranged over this alloy layer.
- Hot-dip galvanizing is one of various galvanizing methods.
- hot-dip galvanizing between discontinuous piece galvanizing of components and continuous strip galvanizing of, for example, sheet steel or wire.
- Both batch galvanizing and strip galvanizing are standardized or standardized processes, cf. B. the standards DIN EN ISO 1461 for batch galvanizing or DIN EN 10143 and DIN EN 10346 for strip galvanizing.
- strip galvanizing the strip galvanized steel is a preliminary or intermediate semi-finished product, which is further processed after galvanizing, in particular by forming, punching, cutting, etc.
- Batch galvanizing uses completely manufactured or shaped components, which are only hot-dip galvanized after production and thus protected against corrosion.
- the zinc melt For hot-dip galvanizing, the zinc melt must be kept in a hot liquid state so that solidification of the zinc melt in the hot-dip galvanizing kettle is avoided.
- the temperature of the zinc melt lies approximately in a temperature range of 440 ° C to 460 ° C. This temperature range results on the one hand from the melting point of zinc at 419.5 ° C and on the other hand from processing aspects.
- hot-dip galvanizing with zinc alloys e.g. B. zinc-aluminum melts and / or a special process management, z. B. in high-temperature galvanizing
- the operating temperature of the zinc melt can also be above the aforementioned temperature range.
- the disadvantage of all hot-dip galvanizing processes and hot-dip galvanizing plants is that the zinc melt continuously loses heat, both via radiation losses and via the zinc bath surface and the boiler walls. Furthermore, temperature fluctuations occur due to the immersion of relatively cold items to be galvanized, for example iron-containing components, which causes the melt to cool down locally. In order to compensate for the occurring heat losses and to keep the zinc melt molten during the hot-dip galvanizing operation in the aforementioned temperature range, so that the iron components that are immersed in the zinc melt can react with the zinc melt and accordingly a thin zinc layer is formed on the component surface, the galvanizing kettle must continuously heated. This is usually done by indirect heating of the galvanizing boiler from the outside, essentially via the burner devices using gas burners.
- the introduction of heat into the melt by the hot-dip galvanizing kettle with other, alternative, different energy sources is conceivable.
- the temperature on the outside of the wall of the galvanizing kettle is greater than the target temperature of the zinc melt or the temperature of the zinc melt in the interior of the galvanizing kettle.
- the galvanizing kettle is subject to permanent global thermal stress, which is also characterized by a temperature gradient across the wall thickness.
- the galvanizing kettle is subject to mechanical stress caused by the static pressure of the zinc melt.
- Galvanizing kettles are usually set in special ovens in which the heating devices are installed.
- the hot-dip galvanizing kettles are mostly designed as steel kettles or as kettles with special sheets and / or special coatings with a thickness of at least essentially 50 mm.
- the attack or the reaction of the molten zinc with the non-inert migration material results in material removal from the kettle wall, which thus causes a reduction in the kettle wall thickness.
- This removal of the boiler wall thickness is undesirable, but cannot be avoided in the prior art, so that there is a gradual removal of the wall thickness over the useful life of the galvanizing boiler.
- the speed of the removal depends on a variety of factors, for example the throughput, the zinc melt temperature, the boiler wall temperature and the frequency and amplitude of the temperature fluctuations caused by the immersion of the ferrous components in the zinc melt.
- a large wall thickness can be selected to ensure the longest possible operating life and / or service life of the boiler with simultaneously high throughput rates and low procurement and operating costs. It is important to ensure that the wall thickness does not fall below a minimum. If the wall thickness is too small, a boiler breakthrough or a boiler failure can occur, with a boiler failure causing very high costs. These high costs arise from production stoppages, zinc losses, repair costs for zinc recovery, especially in the event of an average, and possibly a replacement investment. If the wall thickness of the galvanizing kettle is too small, this may result in a local and / or global loss of stability of the galvanizing kettle.
- the galvanizing kettle is, as already mentioned, exchanged by means of a corresponding risk management system with defined minimum wall thicknesses.
- the galvanizing kettle is replaced, the contents of the kettle - the hot molten zinc - is pumped out and a new kettle is inserted into the melting furnace, after which the molten zinc that has in the meantime remained molten is pumped back again.
- This replacement not only leads to a standstill, but also leads to increased costs for the new purchase of the boiler and for the time-consuming replacement of the galvanizing boiler.
- the DE 36 22 106 A1 relates to a method for measuring the wall thickness of a container which contains a hot zinc melt, which deposits a hard zinc layer on the container wall and into which an ultrasonic measuring probe is immersed, the inner surface of the hard zinc layer being mechanically removed before the measurement until a Thickness measurement sufficient echo of the ultrasound is received.
- the NL 7209733 A a device and a corresponding method for measuring the wall thickness of a molten zinc boiler, wherein one or more ultrasonic probes are introduced into the outer wall of the molten zinc boiler via bores, each bore being located near the heat input zone of a burner; the zinc smelting kettle is surrounded by an outer vessel, the measuring probes being provided in the space, whereby the ultrasonic measurement is intended to provide a conclusion about the wall of the galvanizing vessel.
- DE 1 220 086 B a device for indicating incipient and complete melting crucible breakthroughs, especially in induction furnaces, the device consisting of at least one axially supported jacket electrode embedded in the insulation between the outer wall of the crucible and the induction coil, which is in conductive connection with the inside of the crucible via a voltage source through a display instrument , with the jacket electrode being subdivided along the entire circumference in the edge area of the induction coil and with the jacket electrode ultimately measuring whether a boiler breakthrough takes place.
- the DE 20 2013 105 789 U1 relates to a melting furnace, in particular a hot-dip galvanizing furnace, with a boiler designed for immersion treatment in a melt, in particular zinc melt, a burner unit acting on an outer surface of the boiler for heating the boiler and a control unit controlling the burner unit for monitoring and regulating the temperature of the melt, the Burner unit has at least two independently controllable burners acting on spaced apart heat input areas of the outer surface of the boiler and the control unit has a temperature measuring unit for contactless measurement of the temperature of the heat input areas.
- the object of the present invention is now to avoid or at least largely reduce the disadvantages in the prior art.
- the present invention proposes - according to a first aspect of the present invention - a device for hot-dip galvanizing according to claim 1; further, in particular special and / or advantageous configurations of the device according to the invention are the subject of the related device subclaims.
- the present invention further relates - according to a second aspect of the present invention - to a method for hot-dip galvanizing according to the relevant independent method claim; further, in particular special and / or advantageous embodiments of the method according to the invention are the subject matter of the related method subclaims.
- the subject of the present invention - according to a first aspect of the present invention - is thus a device for hot-dip galvanizing of components with a galvanizing kettle for receiving a zinc melt in a kettle interior formed by a wall of the galvanizing kettle, a monitoring device for monitoring the wall thickness of the wall of the galvanizing kettle during of the galvanizing plant is provided, the monitoring device having at least one sensor provided in the area of the outside of the wall of the galvanizing kettle for measuring at least the temperature of the galvanizing kettle and an evaluation device coupled to the sensor for processing the measured value recorded by the sensor and calculating and / or deriving the wall thickness .
- the galvanizing operation is understood not only to mean the immersion of a component in a galvanizing kettle, but also that the hot liquid zinc melt must be kept in a hot liquid state, whereby, for this purpose, heat is always, in particular continuously, in the galvanizing kettle via the wall of the galvanizing kettle the zinc melt is introduced.
- An automatic monitoring of the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel offers various advantages according to the invention. In this way, both global and local stability losses of the boiler can be avoided or at least largely reduced, which results in both an increase in work and operational safety and a reduction in operating and production costs.
- the galvanizing kettle can be used purposefully and purposefully by the monitoring device, whereby it can always be ensured that the galvanizing kettle does not reach a critical wall thickness that would make it necessary to replace the galvanizing kettle.
- increased, in particular local, removal rates, for example at thermally induced "hotspots" can be detected early, so that a local loss of stability of the galvanizing kettle can be avoided.
- the invention Due to the continuous measurement of the boiler wall thickness, the invention enables precise and reliable monitoring of the wall or the wall thickness as well as individual, defined or all wall areas of the boiler. Due to the removal of the wall thickness that is recorded in this way, the system safety is increased and thus a greater utilization of the material is possible without loss of safety. The minimum wall thickness to be kept can therefore be reduced, since the wall thickness of the galvanizing vessel no longer has to be estimated, but is instead measured purposefully. It goes without saying that the measurement or determination of the boiler wall thickness can also take place indirectly according to the invention, so that the boiler wall thickness can be derived from other characteristic values.
- the monitoring device results in an increased service life of the galvanizing kettle, since the replacement of the galvanizing kettle now does not have to take place at predetermined intervals, but is carried out in a targeted manner as and when required. This results in a more efficient use of the galvanizing kettle, in particular with the monitoring device offering the possibility of not only recognizing local and / or global stability losses, but also counteracting them. This results in an optimized, even and reduced wall removal of the galvanizing vessel.
- the monitoring device can be retrofitted to existing galvanizing devices or to existing galvanizing tanks.
- the effort involved in this regard is low, especially taking into account the resulting essential advantages.
- the monitoring device has at least one sensor provided in the area of the outside of the wall of the galvanizing kettle for measuring at least the temperature of the galvanizing kettle.
- the sensor for example, a detector, measuring transducer and / or measuring sensor is regarded as a sensor, the sensor being a technical component being able to detect both physical and chemical properties or characteristic values. These characteristic values are recorded by means of a physical and / or chemical effect and then converted into an electrical signal, in particular for later processing.
- the senor is coupled to an evaluation device for processing the measured value recorded by the sensor, in particular the characteristic value and, preferably, further recorded characteristic values, and for calculating and / or deriving the wall thickness, preferably by means of the measured value and / or characteristic value.
- an evaluation device for processing the measured value recorded by the sensor, in particular the characteristic value and, preferably, further recorded characteristic values, and for calculating and / or deriving the wall thickness, preferably by means of the measured value and / or characteristic value.
- the galvanizing kettle can have a multilayer structure, whereby it can preferably also have an outer kettle. It is advisable here for the sensor or sensors to be arranged between the actual galvanizing kettle and the outer kettle.
- the outer kettle advantageously protects the inner kettle of the galvanizing kettle.
- the additional protection of the outer boiler can provide further protection for the sensor, which accordingly preferably no longer directly faces a burner device or the furnace structure.
- the outside boiler is also advantageous in that, in the event of a leak in the inner galvanizing vessel, it prevents the hot liquid zinc melt from escaping into the area of the furnace structure.
- the sensors are preferably designed so that they can withstand thermal loads at temperatures of over 450 ° C., preferably between 450 ° C. to 1000 ° C., more preferably between 550 ° C. to 850 ° C. and in particular at least can withstand essentially between 550 ° C to 700 ° C.
- This thermal load on the sensor results in particular from the fact that the sensor is preferably arranged in the area of the outside of the wall of the galvanizing boiler, so that it is exposed to the thermal load due to a burner device that generates the required heat or the required energy input into the area of the interior of the boiler Ensures the zinc melt withstands.
- a sensor that is designed in this way can be used specifically for temperature detection in the area of the wall of the galvanizing kettle. As a result, there is an increased service life or service life of the sensor, so that frequent replacement of the sensor due to thermal loads can be avoided and, consequently, there is a reduction in operating costs.
- the monitoring device is designed in such a way that measured value acquisition can take place continuously.
- Continuous recording of measured values is understood to mean recording the characteristic values for determining the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel at predetermined, usually regular time intervals.
- the time intervals between the recorded or measured characteristic values are in particular adapted to the existing operating situation and preferably to the component throughput.
- the intervals between the recordings for the measured values are preferably to be selected to be at least essentially constant, whereby a continuous monitoring of the wall thickness can preferably be ensured.
- a minute and / or hourly measurement value recording can advantageously take place.
- At least one further sensor is provided for measuring at least one measured value of the device for hot-dip galvanizing, in particular the burner space and / or the boiler interior and / or the zinc melt.
- the further sensor in particular analogous to the sensor of the measured value of the galvanizing kettle, coupled to the evaluation device, in particular the evaluation device processing the measured value recorded by the further sensor and for calculating and / or deriving the wall thickness of the wall of the galvanizing kettle, in particular using that recorded by the sensor Measured value, uses.
- the further sensor and / or the further sensors can record, for example, the temperature of the zinc melt and / or the temperature in the burner space and use them to later calculate the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel.
- a plurality of further sensors for measuring measured values of the device for hot-dip galvanizing can be provided.
- the number of measuring points for the other sensors for the burner chamber and zinc melt temperatures and the accuracy of the detection due to the air volume in the burner chamber and the zinc melt volume in the interior of the galvanizing boiler, it can be assumed with sufficient accuracy that a homogeneous temperature distribution in the air or in the zinc melt is present and measurement value acquisition at comparatively few points, in particular at least two points and preferably less than twenty measuring points, is sufficient.
- the galvanizing kettle surrounds the support structure of a furnace, which means that the galvanizing kettle is arranged inside a galvanizing furnace.
- the sensor in particular designed as a temperature sensor, is preferably arranged in the region of the boundary surface of the wall of the galvanizing vessel, in particular in the region of the outer wall of the galvanizing vessel.
- the sensor is further preferably placed at least in some areas on the outside of the wall of the galvanizing kettle. This arrangement enables the walls of the galvanizing kettle to be monitored continuously.
- the senor is designed as a thin-film thermocouple and / or as a jacket thermocouple.
- the sensors, as already shown above, and the cabling belonging to the sensors are preferably designed in such a way that they withstand high temperature loads, in particular at temperatures in the range from 400 ° C. to 700 ° C., as well as the wall pressure of the galvanizing kettle.
- thin-film thermocouples are particularly suitable, which are directly on the outside of the wall of the galvanizing kettle or can be applied or attached in this area.
- other suitable sensors such as, for example, sheathed thermocouples, which are designed for a high temperature load, can also be used.
- the thin-film thermocouples are particularly suitable for high-precision temperature measurement on surfaces in demanding, versatile applications.
- the thin-film thermocouples are preferably designed to be small, light, thin and / or flexible and have fast response times. In addition, they are also advantageously designed to be robust.
- the response times of the thin-film thermocouples are preferably provided in the millisecond range. Sheathed thermocouples are characterized in particular by their slight flexibility and their high resistance to high temperature loads. In addition, they preferably have mechanical insensitivity and a short response time.
- a plurality of sensors distributed over an area of the outside of the wall of the galvanizing vessel is provided.
- a plurality of sensors is preferably arranged in the interface of the wall of the galvanizing vessel.
- the expression "boundary surface of the wall" denotes, on the one hand, the outside of the wall itself, with the sensors being attached directly to the wall.
- the boundary surface of the wall also means an area, in particular an area immediately adjacent to the wall. In this case, the sensors are not in direct contact with the wall of the galvanizing kettle. So you are in an adjacent area.
- the sensors are then not attached to the wall, but by other means, which will be discussed in more detail below.
- the sensors preferably have direct contact with the wall or are in direct contact with it.
- the sensors or the sensor can be attached to the outside of the wall of the galvanizing vessel and / or the sensor and / or the sensors are in contact with the wall of the galvanizing vessel.
- a continuous measurement in connection with a possible two-dimensional measurement based on a plurality of sensors enables thermal hotspots, in particular local stability losses, to be detected at an early stage, so that these thermal hotspots can be avoided by suitable countermeasures , Removal of the boiler wall thickness results. Additionally is Redundancy of the monitoring device is guaranteed by a plurality of sensors, since the other sensors can continue to guarantee the continuous recording of measured values even if one sensor fails. A redundant monitoring device increases failure, functional and operational safety. A plurality of sensors not only ensures redundancy of the monitoring device, but also covers a large area of the wall of the galvanizing vessel.
- At least the areas of the galvanizing kettle which are directly exposed to the burner device are detected by sensors.
- at least 20%, in particular more than 40% and particularly preferably more than 60% of the outside of the wall of the galvanizing kettle are detected by sensors and it goes without saying that the aforementioned kettle area relates to the area of the galvanizing kettle that is usually filled with the hot liquid melt.
- the upper area of the galvanizing kettle, in which there is usually no melt, is accordingly irrelevant and is also not monitored.
- usually only the upper 5 to 10 cm of the galvanizing kettle are not filled with the hot liquid melt, so that, preferably, the wall thickness of the galvanizing kettle is monitored over the entire area that is in contact with the hot molten zinc.
- the sensor and / or the plurality of sensors at one, in particular over the entire height of the galvanizing kettle and / or a carrier plate extending over a defined area, in particular wherein the sensors have direct and / or immediate contact with the outside of the wall of the galvanizing kettle through the carrier plate.
- the sensors can also preferably be embedded in the carrier plate, so that in particular a direct arrangement on the galvanizing vessel wall results.
- the sensors are additionally protected by the carrier plate and / or the carrier plate, since the carrier plate is arranged in particular between a burner device having at least one burner and the galvanizing boiler wall, in particular with the sensors or the sensor facing the side of the galvanizing boiler facing away from the burner device are / is.
- the temperature is thus preferably recorded by means of the sensor between the carrier plate or the carrier plate and the wall of the galvanizing kettle, in particular in the boundary surface of the wall, in particular wherein the wall thickness of the galvanizing kettle can be deduced from a correlative relationship between the temperature and the wall thickness or the wall thickness can be derived or calculated by means of the temperature.
- the carrier plate with the sensor or the sensors is to be attached to the outside of the galvanizing vessel wall in such a way that a full-surface, in particular uninterrupted, contact with the wall of the galvanizing vessel is established.
- the carrier plate is preferably screwed to the galvanizing vessel wall.
- the boiler wall is preferably designed in advance in such a way that weld studs with threads are placed on it.
- this embodiment variant results in low costs, both for production and for assembly.
- the carrier plate having the sensor or the sensors does not have to assume any static load-bearing effect, in particular for the galvanizing kettle, so that the carrier plate or the carrier plate can preferably be made relatively thin.
- the result is that the carrier plate can be attached quickly and easily to the outside of the galvanizing kettle, in particular before it is lifted into the supporting structure of the furnace, so that the assembly effort and the associated downtime of the galvanizing kettle can be minimized.
- the idea on which the aforementioned embodiment is based is that, by means of the temperature in the space between the carrier plate and the galvanizing vessel wall, in particular by means of the temperature of the boundary surface of the wall, the wall thickness of the galvanizing vessel can be inferred or calculated, in particular on the basis of the first Fourier's Equation.
- the first Fourier equation describes the heat output Q ⁇ transferred by heat conduction, also called heat diffusion or conduction or heat flow.
- the heat output is understood as the heat flow in a solid and / or a fluid at rest as a result of the influence of temperature.
- the temperature T 4 (temperature on the inner wall of the galvanizing kettle) and the temperature T 1 (temperature in the burner space) are preferably recorded by the further sensor.
- the monitoring device is used in an existing hot-dip galvanizing boiler, the device for hot-dip galvanizing already having sensors for measuring the temperature in the burner space and in the zinc melt, the measured values of these existing sensors can advantageously be used. In principle, it is also conceivable, if there are no measured values for the temperature in the burner space or for the temperature in the zinc melt, to estimate these in particular by means of further measured values.
- At least one sensor is provided on an additional wall section, in particular extending over the entire height and / or length of the galvanizing vessel.
- the galvanizing kettle can in principle have a multilayer design, in particular it provides an outer outer kettle surrounding the inner part of the galvanizing kettle.
- the additional wall or the wall section can preferably assume a supporting function for the galvanizing kettle, so that this is relieved. It is advantageous that, compared to a full boiler that fully encompasses the galvanizing boiler, a material-saving design is made possible while at the same time relieving the galvanizing boiler, so that only areas are covered where the burners are also arranged or the heat input zones are provided.
- the side surfaces, in particular the burnerless areas, preferably the bottom and in particular the end faces, cannot be arranged on an additional wall section, which preferably extends over the entire height and width of the associated galvanizing vessel wall.
- the gap between the wall section and the galvanizing vessel wall in particular due to the manufacturing process, is closed.
- the detection of the wall thickness takes place in particular analogously to the measurement method already described for the carrier plate, since the sensor records the temperature on the wall of the galvanizing vessel, which is aligned with the wall section.
- the sensor and / or the sensors are provided in the space, in particular in the boundary surface of the wall, on the outside, at least in some areas, on an outer kettle surrounding the galvanizing kettle.
- the at least one sensor records the temperature of the interface in the space between the wall of the galvanizing kettle and the outer kettle, which can be roughly equated to the temperature of the outer wall of the galvanizing kettle, so that the wall thickness can be determined using the one-dimensional, flat heat equation (first Fourier's Law).
- the outer boiler is particularly advantageous with regard to operational safety, since it prevents the zinc melt from running out in the event of a breakdown in the galvanizing boiler or in the event of a leak in the galvanizing boiler.
- the wall thickness of the galvanizing kettle can preferably be reduced due to the outer kettle, in particular from 50 mm to 30 mm, the kettle service life not having to be reduced.
- the reduction in the wall thickness of the galvanizing vessel results in a reduced transport and lifting weight, so that the logistical effort when replacing a galvanizing vessel can be significantly reduced.
- the outer boiler preferably takes on part of the load-bearing function with regard to the absorption of the load as a result of the hydrostatic pressure of the zinc melt from the galvanizing boiler, so that the stress state in the galvanizing boiler material can preferably be considerably reduced. In this way, corrosion due to stress, also called stress corrosion, can be largely reduced. In particular, this results in a reduction in the total removal of the boiler wall thickness.
- the galvanizing kettle is preferably let into the outer kettle so that there is a gap between the unfilled galvanizing kettle and the outer kettle.
- the gap is required with a view to assembling and to compensate for manufacturing tolerances.
- the galvanizing kettle is filled with the zinc melt in the inside of the kettle, the gap closes due to the hydrostatic pressure caused by the zinc melt, so that preferably both kettles come into direct contact with one another. If the sensor or sensors are provided on the inside of the outer kettle facing the galvanizing kettle, this preferably results in a preferably almost exact recording of the temperature on the galvanizing kettle wall, advantageously without the influence of interfering influences or false signals.
- full-surface contact of the boiler walls creates an optimal heat transfer due to the heat conduction from the outer boiler to the galvanizing boiler, with the outside of the outer boiler facing the burner device.
- the at least one sensor is protected from the high thermal loads on the burner device by the outer boiler wall.
- the outer vessel and / or the wall section and / or the carrier plate have increased strength compared to the galvanizing vessel.
- S355 steels are used in particular for stressed parts in machine and steel construction.
- the S355 steel has a increased strength than the material of the galvanizing kettle, in particular wherein the galvanizing kettle is preferably made of VZH steel.
- VZH steel is preferably used for galvanizing and lead melting pans as well as for similar purposes.
- VZH steel is a soft special steel that is melted without the addition of silicon. The calming takes place with aluminum, whereby the aluminum content is matched to the nitrogen content.
- the standard version of a VZH galvanizing kettle has a strength at a temperature of 450 ° C of less than 55 MPa.
- the minimum yield strength especially for sheet metal thicknesses between 35 and 70 mm, is around 175 MPa for VZH steel at room temperature.
- the minimum yield strength at room temperature for an S355 steel is 355 MPa, in particular where the strength at a temperature of approximately 450 ° C. is 250 MPa.
- the strength in the existing temperature range of the hot-dip galvanizing of an S355 steel is preferably five times higher than that of a VZH steel, so that in particular the required cross-section of the boiler plate to absorb the same load can be considerably lower.
- the sensor is advantageously arranged in areas on the outside of the wall of the galvanizing vessel and / or rests against the outside of the wall of the galvanizing vessel.
- the wall layer thickness of the galvanizing kettle can be determined directly via the temperature of the outside of the galvanizing kettle, in particular without the use of a further wall.
- the one-dimensional, stationary heat equation of a flat wall is used.
- the temperature is only a function of the x-coordinate and the heat is only transferred in this direction.
- a wall of thickness t 2 separates a hot fluid, in particular a molten zinc melt, from an outer region.
- the wall temperatures on the hot and cold sides are denoted by T 3 and T 4 , respectively.
- a further wall is to be provided in particular to determine the wall thickness by means of the temperature, for example in the form of a carrier plate and / or a wall section and / or an outer vessel.
- the temperature can also be measured by means of at least one sensor directly on the outside of the wall of the galvanizing vessel using a carrier plate and / or a further wall section and / or an outer vessel.
- the monitoring device has at least one storage device for storing the measured and / or calculated and / or derived values.
- the storage device can in particular be designed in such a way that the operating states are recorded so that evidence of certain processes in the galvanizing operation can be ensured. As a result, this storage is also particularly advantageous if a fault has occurred that is to be evaluated later.
- the time course of the boiler wall thickness can be viewed and / or taken into account by means of a memory device, so that not only can an immediate reaction to characteristic values take place, but also a creeping course or change in the characteristic values can be reacted to.
- a storage device consequently offers the possibility of sustainably optimizing the galvanizing process and making it more efficient.
- the monitoring device preferably has a display device for optical and / or acoustic display, in particular the display device being coupled to the evaluation device in such a way that a display signal is displayed when the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel falls below a predetermined limit value.
- the display device can be coupled to the memory device, so that a display of a time profile of the characteristic values is also made possible.
- the galvanizing personnel it is possible for the galvanizing personnel to understand the change in the wall thickness of the galvanizing kettle over time, so that the galvanizing kettle can be used more efficiently.
- a wall thickness of 20 mm has already reached a critical condition of the galvanizing kettle and a possible global and / or local loss of stability of the galvanizing kettle cannot be ruled out, so that when the critical wall thickness or the limit value of the wall thickness is reached, it is particularly advantageous to send a notification.
- the monitoring device is advantageously coupled to a burner device having at least one burner, the monitoring device being designed to control the burner device.
- the burner device brings the required thermal energy into the zinc melt via the galvanizing vessel wall.
- the burner device preferably has a plurality of burners, which are preferably distributed around the circumference and / or the height of the galvanizing kettle, and secondly, in particular equally spaced apart, are aligned on its outer wall, with the burners creating a heat input zone on the Galvanizing boiler wall is formed.
- the area of the outer wall of the galvanizing kettle that is directly covered by the flame of the burner or the flame cone of the burner is referred to as the heat input zone.
- the individual burners of the burner devices can be controlled via the control device in terms of their burner output and / or their orientation.
- the burner device is to be controlled and / or aligned in such a way that an at least substantially uniform heat input zone results on the outer wall of the galvanizing kettle.
- the control device of the burner device is preferably designed in such a way that the boiler wall thickness is removed evenly. In particular, minimal removal of the boiler wall should be ensured.
- the combustion output of a burner can be changed, for example.
- the heat input zones can be set.
- an individual setting is preferably provided for each burner.
- a maximum and / or minimum limit value of a characteristic value is reached, for example 20 mm as the wall thickness of the wall, an immediate shutdown of the burner device can also be initiated.
- the burner device can be set as a function of the recorded measured values and, in particular, as a function of the time course of characteristic values, so that there is an increase in material efficiency and a longer service life of the galvanizing kettle.
- the control of the burner device is advantageously implemented via the gas supply and / or the air supply to the burner of the burner device.
- the gas supply and / or the air supply can be adapted to the effect that there is an increased or a reduced thermal output of the burner.
- the burner device has at least two independently controllable burners.
- Two independent burners offer the advantage that different heat input zones are possible on the galvanizing kettle or the wall of the galvanizing kettle if this is necessary due to the galvanizing process and the components introduced into the galvanizing bath.
- the heat introduction zones are advantageously arranged at a distance from one another on the outside of the galvanizing kettle, so that uniform heating or a constant temperature of the zinc melt is ensured.
- the sensor and / or the sensors are arranged in the region of a heat input zone of the burner device.
- This arrangement of the sensor and / or the sensors is advantageous because possible "hotspots" can arise primarily in areas of the heat input zone.
- By arranging at least one sensor in at least one heat input zone it can be ensured that these zones, which in particular are subject to an increased risk of increased boiler wall removal, can be continuously monitored so that a breakthrough in the boiler wall in the area of a heat input zone can be avoided or bypassed .
- the burner of the burner device is provided in the area of a furnace support structure surrounding the galvanizing kettle at a distance.
- the burners or the burner of the burner device are directed towards the outside of the galvanizing kettle. In the case of a plurality of burners, these are distributed over the circumference of the outside of the galvanizing vessel, it being advisable for the burners to be spaced from one another at the same distance.
- adjacent burners are arranged offset from one another in relation to the boiler height and thus fire areas of the galvanizing boiler of different heights with respect to the boiler height. Such an arrangement is particularly suitable for flat flame burners.
- the flame rests against the furnace wall around the burner outlet, in particular due to the geometry and the flow velocity, so that the flame extends in a ring around the burner outlet. Starting from the burner outlet, the heat or energy is introduced evenly into the burner chamber.
- Flat flame burners are characterized by both high flame stability and the possibility of changing cold or heated burner air.
- High-speed burners are characterized by a high flame exit speed of the hot gas and consequently ensure an effective mixing of the furnace atmosphere or the burner chamber atmosphere. Furthermore, these burners are characterized by a stable burning behavior, even in the under- and / or over-stoichiometric range.
- the carrier plate is therefore only installed in the areas on which the burner acts.
- the sensor or the sensors are preferably in the areas of increased removal Wall of the galvanizing vessel arranged so that a local and / or global loss of stability can be avoided.
- Another object of the present invention - according to a second aspect of the present invention - is a method for hot-dip galvanizing of components, in particular using a device according to the invention, as described above, for hot-dip galvanizing in a zinc melt, the zinc melt in a zinc bath formed by a wall of a galvanizing kettle
- the inside of the boiler is located and / or arranged, the wall thickness of the wall of a galvanizing boiler being monitored during galvanizing operation by means of a monitoring device, at least one sensor provided in the area of the outside of the wall of the galvanizing boiler measuring at least the temperature of the galvanizing boiler and an evaluation device coupled to the sensor processes the recorded measured value and calculates and / or derives the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel.
- the monitoring of the hot-dip galvanizing device offers - as already explained above - the advantage that increased boiler wall removal can be recognized early and / or corrective measures can be taken and / or that the boiler wall removal is minimized and continuously recorded. As a result, in particular the boiler service life can be increased and / or the minimum boiler wall thickness can be reduced.
- By monitoring the wall thickness of the galvanizing kettle it is possible to avoid a breakthrough in the galvanizing kettle, which is caused in particular by thermal "hotspots". As a result, both the operational safety is increased and, moreover, the production and repair costs of the galvanizing kettle are reduced.
- At least one sensor provided in the area of the outside of the wall of the galvanizing kettle measures at least the temperature of the galvanizing kettle and an evaluation device coupled to the sensor measures the recorded measured value, preferably with further recorded characteristic values, processed and the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel is calculated and / or derived therefrom.
- the wall thickness can be determined by the recorded measured value or the determined characteristic value, so that an evaluation device can determine the desired wall thickness.
- Another sensor preferably measures further measured values of the device for hot-dip galvanizing, in particular the temperature of the zinc melt and / or the temperature in the burner space.
- the further sensor advantageously transfers the measured value to the evaluation device for determining the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel.
- a continuous measurement value acquisition is preferably carried out by means of at least one sensor.
- the continuous acquisition of measured values is to be implemented in such a way that a measured value acquisition of at least one characteristic value, in particular to determine the wall thickness of the wall, is carried out at regular intervals.
- the continuous recording of measured values offers the advantage that the wall thickness of the galvanizing kettle can be monitored during the entire galvanizing operation, so that it is possible to react individually to extraordinary operating situations or malfunctions.
- At least one storage device of the monitoring device stores the, in particular calculated and / or derived values. Storing the values, in particular the wall thickness, enables the change in the value over time to be traced in order to derive or recognize any deviations from the target value or target curve.
- the monitoring device can also be designed in such a way that not only limit values for the wall thickness of the galvanizing vessel are monitored, but also increased vessel wall removal over a certain period of time. This can possibly detect errors in the galvanizing period. In any case, it is possible that the boiler wall removal is reproduced by the storage device and a functional relationship between the boiler wall thickness of the galvanizing boiler, the galvanizing process and / or the time is established.
- a display device of the monitoring device displays an optical and / or acoustic display signal.
- This display signal is preferably displayed when the wall thickness of the wall of the galvanizing kettle falls below a predetermined limit value.
- the display device is coupled to the evaluation device so that it can be recognized that the value falls below a predetermined limit.
- the limit value of the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel is preferably about 20 to 25 mm and / or is in a range from 5 to 30 mm, preferably 10 to 25 mm.
- the operating personnel can, for example, initiate an immediate shutdown of the burner device and / or are made aware that particular areas of the galvanizing kettle must be given special attention.
- the monitoring device is preferably coupled to a burner device having at least one burner, the monitoring device controlling the burner device. Controlling the burner device via the monitoring device ensures that the burner device can influence the heat input zones on the wall as a function of the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel. It is thus possible to enlarge or reduce a heat input zone with the same, increased or reduced heat output. In addition, especially in the case of an automated process, thermal hotspots on the wall of the galvanizing kettle or on the outside facing the burners can be avoided.
- Controlling the burner device by means of the monitoring device enables the burner device to be coupled to the evaluation device and / or the storage device.
- the coupling of the burner device to the evaluation device acquiring the measurement data ensures that, in particular, an optimized introduction of heat into the zinc melt can take place and that the wall thickness of the galvanizing kettle is preferably evenly removed.
- the monitoring device controls the gas supply and / or the air supply to the burner of the burner device so that the burner output can be based on the calculated and / or derived wall thickness of the wall of the galvanizing vessel.
- the monitoring device can not only control the gas supply and / or the air supply to the burner, but in particular also the alignment of the burner, preferably the burner cone, or, in particular with a plurality of burners, can control individual burners and / or operate or operate the burners separately even switch off.
- the invention relates to a device for hot-dip galvanizing of components with a galvanizing kettle for receiving a zinc melt in the boiler interior, a monitoring device being provided for monitoring the wall thickness of the wall of the galvanizing kettle during operation of the galvanizing kettle.
- the invention provides a method using the aforementioned device for hot-dip galvanizing of components.
- the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel can in particular be calculated and / or derived from at least one measurement or characteristic value that is measured or derived by the monitoring device.
- Fig. 1 shows a device 1 for hot-dip galvanizing of components 2, with a galvanizing kettle 3 for receiving a zinc melt 4 in a boiler interior 5 formed by a wall 8 of the galvanizing kettle 3.
- a monitoring device 6 - according to Fig. 9 - Is provided for monitoring the wall thickness 7 of the wall 8 of the galvanizing vessel 3 during the galvanizing operation.
- the components 2 to be galvanized are immersed in the zinc melt 4 of the galvanizing kettle 3 by means of a goods carrier 21 which is movably attached to a traverse 23 via a trolley 22, for example.
- the galvanizing operation occurs when the components 2 are immersed in the zinc melt 4 and / or when the zinc melt 4 is kept in a molten state.
- FIG. 1 shows that the galvanizing kettle 3 is enclosed in a support structure of the furnace 25.
- the Figure 2A shows that the monitoring device 6 - according to Fig. 9 - At least one, in particular provided in the area of the outside 9 of the wall 8 of the galvanizing vessel 3, sensor 10 for measurement has at least one characteristic value, namely the temperature of the galvanizing kettle 3.
- sensor 10 for measurement has at least one characteristic value, namely the temperature of the galvanizing kettle 3.
- sensor 10 for measurement has at least one characteristic value, namely the temperature of the galvanizing kettle 3.
- FIG. 1 shows that the galvanizing kettle 3 is enclosed in a support structure of the furnace 25.
- the Figure 2A shows that the monitoring device 6 - according to Fig. 9 - At least one, in particular provided in the area of the outside 9 of the wall 8 of the galvanizing vessel 3, sensor 10 for measurement has at least one characteristic value, namely the temperature of the galvanizing kettle 3.
- sensor 10 for measurement has at least one characteristic value, namely the temperature of the gal
- the interspace 14 is so narrow that the interspace 14 as such does not actually represent a “interspace”.
- the interspace 14 was shown schematically to illustrate the area of the boundary surface of the wall 8 of the galvanizing vessel 3.
- a schematic widening of the interspace 14 was additionally shown to illustrate the arrangement of the sensor or sensors 10 according to FIG Figures 2A and 2B elected.
- the outer boiler 15 comprises the galvanizing boiler 3, which means that the outer boiler 15 is ultimately part of the galvanizing boiler 3.
- a multi-layer structure of the galvanizing vessel 3 can be provided in a further exemplary embodiment. In this case, no separate external boiler 15 is provided.
- the sensors or the sensor 10 are arranged on the outside 9 of the wall 8 of the galvanizing vessel 3.
- the Fig. 9 shows that the sensor 10 is coupled to an evaluation device 11, the evaluation device 11 being provided as a characteristic value for processing the measured value recorded by the sensor 10 and for calculating and / or deriving the wall thickness 7 of the wall 8 of the galvanizing kettle 3.
- the sensor 10 transmits the measured value to the evaluation device 11 by means of a signal, in particular an electrical signal.
- the monitoring device 6 is designed in such a way that a continuous measurement value acquisition takes place.
- measured values are recorded at regular time intervals that are between one minute and one hour. For example, it is possible to record measured values every ten minutes.
- the respective measured values are processed via the evaluation device 11 independently of the frequency of the measurement value acquisition.
- further sensors 10 and / or a further sensor are provided for measuring further characteristic values and / or measured values of the device 1 for hot-dip galvanizing.
- the other measured values relate, for example, to the burner chamber and / or the boiler interior 5 and / or to the molten zinc 4.
- the temperature in the burner chamber and / or the temperature of the molten zinc 4 is measured, preferably to determine the wall thickness 7 of the wall 8 of the galvanizing boiler 3, together with the temperature in the intermediate plane 14 and / or in the area of the boundary surface of the wall 8 of the galvanizing vessel 3.
- the further sensor 10 is coupled to the evaluation device 11.
- the wall thickness 7 of the wall 8 of the galvanizing kettle 3 can be determined by measuring the temperature in the interface of the wall 8 of the galvanizing kettle 3, in particular with the aid of the standard and / or additionally recorded temperatures in the burner space and in the zinc melt 4.
- the sensor 10 in particular designed as a temperature sensor, is provided in the area of the boundary surface of the wall 8 of the galvanizing kettle 3. This is also used in Figures 2A and 2B made clear.
- the calculation assumes that the temperature distribution in the burner space as well as in the boiler interior 5 or in the galvanizing boiler 3 is to be regarded as homogeneous.
- the theoretical temperature T 2 set in the interface or in the intermediate space 14 is detected by means of the sensor 10.
- the calibration can be carried out in the new condition by comparing the theoretical target value and the actual recorded actual value.
- This critical wall thickness 7 of the galvanizing kettle 3 can be continuously monitored by the monitoring device 6 and if the value falls below a limit value, for example below 25 mm, either a display signal and / or countermeasures can be triggered or initiated.
- the senor 10 is designed as a thin-film thermocouple and / or as a jacket thermocouple. In particular, the sensor 10 withstands thermal loads of over 650 ° C.
- a plurality of sensors 10 distributed over an area of the outside 9 of the wall 8 of the galvanizing vessel 3 is provided.
- This plurality of sensors 10 is either on the inside of the outer vessel 15 (according to FIG Figure 2A ) and / or on the outside of the galvanizing kettle 3 (according to Figure 2B ) intended.
- the sensors 10 in particular detect the temperature in the space 14 between the outer boiler 15 and the galvanizing boiler 3, in particular the interface of the wall 8 of the galvanizing boiler 3.
- the sensors 10 can be attached or arranged on the outside 9 of the galvanizing vessel 3 in various ways.
- Fig. 3 shows schematically that the sensor 10, in Fig. 3 the sensors 10 is / are provided on a carrier plate 12.
- the carrier plate 12 is preferably in the area of a heat input zone 20 - according to FIG Fig. 1 - Arranged, wherein the heat introduction zone 20 is exposed to an increased thermal load.
- the sensor or sensors 10 can be placed on the carrier plate 12 in the form of a network (according to FIG Fig. 5 ) or individually.
- the Fig. 4 shows that the sensor or sensors 10 are provided on a wall section 13.
- the wall section 13 extends over the entire height and over the entire height of the galvanizing vessel 3 and over the entire height of the galvanizing vessel 3
- Fig. 4 is schematic insofar as it does not show the support structure of the furnace 25 or the burner device 18 and also shows the gap between the outside 9 of the wall 8 of the galvanizing kettle 3 and the inside of the wall section 13 enlarged, as well as the wall section to clarify the arrangement of the sensors 10 13 does not assign a thickness.
- the wall section 13 extends over the entire height and / or length of the galvanizing vessel 3.
- the sensors 10, which are incorporated on the carrier plate 12 and / or the wall section 13, are flush with the outside 9 of the wall 8 of the galvanizing vessel 3.
- the sensor 10 or the sensors 10 are in the intermediate space 14 or the boundary surface of the wall 8 - in the exploded view of FIG Figure 2A 1 and B - arranged, preferably on the inside of the outer kettle 15, which is separate from the galvanizing kettle 3.
- the monitoring device 6 In addition to the at least one sensor 10 and the evaluation device 11, the monitoring device 6 has a storage device 16.
- the storage device 16 is used to store the measured and / or calculated and / or derived values, in particular the wall thickness 7 of the wall 8 of the galvanizing kettle 3.
- the signal containing the values is fed to the memory device 16 via the evaluation device 11.
- the evaluation device 11 also receives the measured value of the sensor 10 via a signal.
- the monitoring device 6 has a display device 17 for optical and / or acoustic display. According to Fig. 9 the display device 17 is coupled to the evaluation device 11.
- the display device 17 can receive a signal for triggering a display signal both from the evaluation device 11 and from the memory device 16.
- a control device 24 is provided in the monitoring device 6, which is used to control a burner device 18.
- the burner device 18 has at least one burner 19.
- a plurality of burners 19 is provided in the embodiment shown.
- the control device 24 can receive the signals required for control from the display device 17 and / or from the storage device 16 - according to FIG Fig. 9 - receive.
- control device 24 is designed to control the gas supply and / or the air supply of the burner 19 of the burner device 18.
- the control device 24 can, in particular, control the gas supply and / or air supply to the burner 19 of the burner device 18 in such a way that there is optimum heat transfer through the burner device 18 into the zinc melt 4.
- the sensor 10 is arranged in the region of a heat input zone 20.
- a heat input zone 20 is provided on the galvanizing kettle 3 in the area in which a burner 19 acts on the galvanizing kettle 3.
- the heat introduction zone 20 the thermal energy is introduced into the zinc melt 4 or into the boiler interior 5.
- Fig. 5 shows schematically a carrier plate 12 which is arranged on the outside 9 of the galvanizing vessel 3.
- the arrangement of the sensors 10 according to Fig. 5 is, in particular in the case of a galvanizing kettle 3 using a flat flame burner, designed in the form of a network structure, preferably in areas of the heat input zone 20.
- this arrangement of the sensors 10, in particular in the form of a network in areas of the Heat introduction zone 20, can also be provided on the outer boiler 15 and / or on a wall section 13.
- the high-speed burners are positioned at the front and fire parallel to the longitudinal wall of the galvanizing boiler 3 into the burner space. Similar to the arrangement of the sensors 10 in flat flame burners according to FIG Fig. 5 a network-like arrangement of the sensors 10 is possible. A planar arrangement of the sensors 10 on the inside of the outer vessel 15 is recommended, as can be seen from this Fig. 10 results. In further, not shown embodiments, it can be provided that the planar arrangement of the sensors 10 is provided on a carrier plate 12 and / or on a wall section 13, as is also the case Fig. 10 results.
- the thermal conductivity ⁇ 1 also called the coefficient of thermal conductivity or heat transfer coefficient, of both the outer boiler 15 and / or the wall section 13 and / or the carrier plate 12 and the thermal conductivity ⁇ 2 of the wall 8 of the Galvanizing kettle 3 required.
- the heat transfer coefficient ⁇ 1 of the outer boiler 15 and the heat coefficient ⁇ 2 of the galvanizing boiler 3 can be regarded as the same. This simplifies the calculation of the wall thickness 7 of the galvanizing vessel 3.
- the Fig. 6 shows schematically the temperature decrease over the wall thickness x with the same thermal conductivities. How out Fig. 6 results, there is a linear relationship between the temperature T and the wall thickness x.
- the thermal conductivity ⁇ 1 of the outer boiler 15 is greater than the thermal conductivity ⁇ 2 of the galvanizing boiler 3, then there is a schematic relationship according to FIG Fig. 7 , the temperature T falling more sharply in the area of the wall thickness 7 of the wall 8 of the galvanizing vessel 3 than in the area of the outer vessel 15.
- the Fig. 8 shows, however, that there is a schematic relationship between the temperature T and the wall thickness x, with the temperature in the area of the outer vessel 15 falling more sharply than the wall thickness 7 of the galvanizing vessel 3, assuming that the thermal conductivity ⁇ 1 of the outer vessel 15 is lower than the thermal conductivity ⁇ 2 of the wall 8 of the galvanizing kettle 3.
- the wall thickness 7 of the wall 8 of the galvanizing vessel 3 is monitored by means of a monitoring device 6 during the galvanizing operation.
- the Fig. 9 shows the monitoring device 6, which is used to monitor the wall thickness 7 of the galvanizing kettle 3.
- the Fig. 1 shows the galvanizing kettle 3 in the galvanizing operation, the zinc melt 4 being kept in a hot liquid state and components 2 being immersed in the zinc melt 4 via a goods carrier 21.
- At least one sensor 10 is provided in the area of the outside 9 of the wall 8 of the galvanizing vessel 3.
- a plurality of sensors 10 are provided here.
- the sensor 10 measures the temperature on the wall 8 of the galvanizing kettle 3 Fig. 9
- the sensor 10 transmits the measured characteristic value, in particular by means of a signal, the temperature in the illustrated embodiment, to the evaluation device 11 coupled to the sensor 10.
- the evaluation device 11 processes the measured value of the sensor 10 and determines and / or calculates and / or derives the wall thickness 7 of the wall 8 of the galvanizing vessel 3.
- the characteristic value is continuously recorded to determine the wall thickness 7 of the wall 8 of the galvanizing vessel 3.
- a storage device 16 stores the calculated and / or derived values of the evaluation device 11.
- the storage device 16 can be coupled to a display device 17 of the monitoring device 6.
- a display device 17 of the monitoring device 6 displays an optical and / or acoustic display signal. What is not shown is that the optical and / or acoustic display signal is displayed when, for example, the wall thickness 7 of the wall 8 of the galvanizing kettle 3 falls below a predetermined limit value, in particular a limit value in the range of 15 to 25 mm.
- the display device 17 is coupled to the evaluation device 11.
- a display signal is also triggered by the memory device 16, in particular in the event of a time-critical change in the wall thickness 7 of the wall 8 of the galvanizing kettle 3.
- the monitoring device 6 can according to Fig. 9 control the burner device 18 via a control device 24.
- the control device 24 receives signals either from the display device 17 and / or from the evaluation device 11 and / or from the storage device 16.
- control device 24 and / or the monitoring device 6 controls the gas supply and / or the air supply of the burner 19 of the burner device 18.
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Verzinkung von eisenbasierten bzw. eisenhaltigen Bauteilen, insbesondere stahlbasierten bzw. stahlhaltigen Bauteilen (Stahlbauteilen) bzw. Komponenten, vorzugsweise für die Automobil- bzw. Kraftfahrzeugindustrie, aber auch für andere technische Anwendungsgebiete (z. B. für die Bauindustrie, den Bereich des allgemeinen Maschinenbaus, die Elektroindustrie etc.), mittels Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung).The present invention relates to the technical field of galvanizing iron-based or iron-containing components, in particular steel-based or steel-containing components (steel components) or components, preferably for the automobile or motor vehicle industry, but also for other technical areas of application (e.g. for the construction industry, the area of general mechanical engineering, the electrical industry, etc.), by means of hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing).
Insbesondere betrifft vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Feuerverzinkung, auch Schmelztauchverbindung genannt, von Bauteilen mit einem Verzinkungskessel zur Aufnahme einer Zinkschmelze in einem durch eine Wandung des Verzinkungskessels gebildeten Kesselinnenraum sowie ein Verfahren zur Feuerverzinkung von Bauteilen unter Verwendung einer vorgenannten Vorrichtung zur Feuerverzinkung von Bauteilen.In particular, the present invention relates to a device for hot-dip galvanizing, also known as a hot-dip connection, of components with a galvanizing kettle for receiving a zinc melt in a boiler interior formed by a wall of the galvanizing kettle, as well as a method for hot-dip galvanizing components using an aforementioned device for hot-dip galvanizing components.
Als Feuerverzinkung wird dabei ein Verfahren verstanden, welches eisenbasierte bzw. eisenhaltige oder stahlbasierte bzw. stahlhaltige Bauteile vor Korrosion, insbesondere Rost, schützt. Beim Feuerverzinken wird dabei ein metallischer Zinküberzug auf die Oberfläche des eisen- bzw. stahlhaltigen Bauteils durch Eintauchen in eine flüssigheiße Zinkschmelze aufgebracht. Eine widerstandsfähige Legierungsschicht aus vornehmlich Eisen und Zink bildet sich nach der Verzinkung auf der Oberfläche des Bauteils aus und über dieser Legierungsschicht ist eine sehr fest haftende, reine Zinkschicht angeordnet. Das Feuerverzinken stellt eine von verschiedenen Verzinkungsmethoden dar.Hot-dip galvanizing is understood to be a process which protects iron-based or iron-containing or steel-based or steel-containing components from corrosion, in particular rust. In the case of hot-dip galvanizing, a metallic zinc coating is applied to the surface of the iron or steel-containing component by immersion in a hot, liquid zinc melt. A resistant alloy layer consisting primarily of iron and zinc is formed on the surface of the component after galvanizing and a very firmly adhering, pure zinc layer is arranged over this alloy layer. Hot-dip galvanizing is one of various galvanizing methods.
Prozessseitig wird bei der Feuerverzinkung zwischen diskontinuierlicher Stückverzinkung von Bauteilen und kontinuierlicher Bandverzinkung von beispielsweise Stahlblech oder Draht unterschieden. Sowohl das Stückverzinken als auch das Bandverzinken sind genormte bzw. standardisierte Verfahren, vgl. z. B. die Normen DIN EN ISO 1461 für die Stückverzinkung oder DIN EN 10143 und DIN EN 10346 für die Bandverzinkung. Beim Bandverzinken ist der bandverzinkte Stahl ein Vor- bzw. Zwischenprodukt-Halbzeug, welches nach dem Verzinken, insbesondere durch Umformen, Stanzen, Zuschneiden etc., weiterverarbeitet wird. Das Stückverzinken hingegen nutzt vollständig gefertigte bzw. geformte Bauteile, die erst nach der Fertigung feuerverzinkt und somit vor Korrosion geschützt werden.On the process side, a distinction is made in hot-dip galvanizing between discontinuous piece galvanizing of components and continuous strip galvanizing of, for example, sheet steel or wire. Both batch galvanizing and strip galvanizing are standardized or standardized processes, cf. B. the standards DIN EN ISO 1461 for batch galvanizing or DIN EN 10143 and DIN EN 10346 for strip galvanizing. In the case of strip galvanizing, the strip galvanized steel is a preliminary or intermediate semi-finished product, which is further processed after galvanizing, in particular by forming, punching, cutting, etc. Batch galvanizing, on the other hand, uses completely manufactured or shaped components, which are only hot-dip galvanized after production and thus protected against corrosion.
Zur Feuerverzinkung muss die Zinkschmelze kontinuierlich in einem flüssigheißen Zustand gehalten werden, so dass ein Erstarren der Zinkschmelze im Feuerverzinkungskessel vermieden wird. Die Temperatur der Zinkschmelze liegt etwa in einem Temperaturintervall von 440 °C bis 460 °C. Dieses Temperaturintervall ergibt sich zum einen durch den Schmelzpunkt von Zink bei 419,5 °C sowie zum anderen aus verarbeitungstechnischen Aspekten. Bei der Feuerverzinkung mit Zinklegierungen, z. B. Zink-Aluminium-Schmelzen und/oder einer speziellen Prozessführung, z. B. bei der Hochtemperaturverzinkung, kann die Betriebstemperatur der Zinkschmelze auch oberhalb des vorgenannten Temperaturintervalls liegen.For hot-dip galvanizing, the zinc melt must be kept in a hot liquid state so that solidification of the zinc melt in the hot-dip galvanizing kettle is avoided. The temperature of the zinc melt lies approximately in a temperature range of 440 ° C to 460 ° C. This temperature range results on the one hand from the melting point of zinc at 419.5 ° C and on the other hand from processing aspects. When hot-dip galvanizing with zinc alloys, e.g. B. zinc-aluminum melts and / or a special process management, z. B. in high-temperature galvanizing, the operating temperature of the zinc melt can also be above the aforementioned temperature range.
Bei allen Feuerverzinkungsverfahren und Feuerverzinkungsanlagen ist nachteilig, dass die Zinkschmelze kontinuierlich Wärme verliert, sowohl über Abstrahlungsverluste als auch über die Zinkbadoberfläche sowie über die Kesselwandungen. Des Weiteren treten Temperaturschwankungen durch das Eintauchen von relativ kalten Verzinkungsgut, beispielsweise eisenhaltigen Bauteilen, auf, wodurch eine lokale Abkühlung der Schmelze hervorgerufen wird. Um die auftretenden Wärmeverluste auszugleichen und die Zinkschmelze während des Feuerverzinkungsbetriebes in dem vorgenannten Temperaturintervall schmelzflüssig zu halten, so dass die Eisenbauteile, die in die Zinkschmelze getaucht werden, mit der Zinkschmelze reagieren können und sich demgemäß eine dünne Zinkschicht auf der Bauteiloberfläche ausbildet, muss der Verzinkungskessel kontinuierlich beheizt werden. Dies erfolgt üblicherweise durch eine indirekte Beheizung des Verzinkungskessels von außen, im Wesentlichen über die Brennereinrichtungen mittels Gasbrennern. Neben der Brennereinrichtung ist die Wärmeeinbringung in die Schmelze durch den Feuerverzinkungskessel mit weiteren, alternativen unterschiedlichen Energieträgern denkbar. Zum Ausgleich von Wärmeverlusten ist die Temperatur an der Außenseite der Wandung des Verzinkungskessels größer als die Zieltemperatur der Zinkschmelze bzw. die Temperatur der Zinkschmelze im Innenraum des Verzinkungskessels. Der Verzinkungskessel unterliegt einer dauerhaften globalen thermischen Belastung, die zudem durch ein Temperaturgefälle über die Wandungsdicke gekennzeichnet ist. Darüber hinaus unterliegt der Verzinkungskessel einer mechanischen Belastung, die aus dem statischen Druck der Zinkschmelze hervorgerufen wird.The disadvantage of all hot-dip galvanizing processes and hot-dip galvanizing plants is that the zinc melt continuously loses heat, both via radiation losses and via the zinc bath surface and the boiler walls. Furthermore, temperature fluctuations occur due to the immersion of relatively cold items to be galvanized, for example iron-containing components, which causes the melt to cool down locally. In order to compensate for the occurring heat losses and to keep the zinc melt molten during the hot-dip galvanizing operation in the aforementioned temperature range, so that the iron components that are immersed in the zinc melt can react with the zinc melt and accordingly a thin zinc layer is formed on the component surface, the galvanizing kettle must continuously heated. This is usually done by indirect heating of the galvanizing boiler from the outside, essentially via the burner devices using gas burners. In addition to the burner device, the introduction of heat into the melt by the hot-dip galvanizing kettle with other, alternative, different energy sources is conceivable. To compensate for heat losses, the temperature on the outside of the wall of the galvanizing kettle is greater than the target temperature of the zinc melt or the temperature of the zinc melt in the interior of the galvanizing kettle. The galvanizing kettle is subject to permanent global thermal stress, which is also characterized by a temperature gradient across the wall thickness. In addition, the galvanizing kettle is subject to mechanical stress caused by the static pressure of the zinc melt.
Verzinkungskessel sind meist in Spezialöfen eingefasst, in denen die Erwärmungseinrichtungen angebracht sind.Galvanizing kettles are usually set in special ovens in which the heating devices are installed.
Im Übrigen sind die Feuerverzinkungskessel meist als Stahlkessel bzw. als Kessel mit Spezialblechen und/ oder Spezialbeschichtungen mit einer Dicke von zumindest im Wesentlichen 50 mm ausgeführt. An den Innenwänden des Feuerverzinkungskessels ergibt sich durch den Angriff bzw. die Reaktion des schmelzflüssigen Zinks mit dem nicht inerten Wanderungsmaterial ein Werkstoffabtrag der Kesselwandung, was somit eine Reduktion der Kesselwandstärke hervorruft. Dieser Abtrag der Kesselwandstärke ist unerwünscht, jedoch im Stand der Technik nicht vermeidbar, so dass sich ein sukzessiver Abtrag der Wandstärke über die Nutzungsdauer des Verzinkungskessels ergibt. Die Geschwindigkeit des Abtrags hängt dabei von vielfältigen Faktoren ab, beispielsweise dem Mengendurchsatz, der Zinkschmelzetemperatur, der Kesselwandtemperatur sowie der Frequenz und Amplitude der Temperaturschwankungen, die durch das Eintauchen der eisenhaltigen Bauteile in die Zinkschmelze hervorgerufen werden.In addition, the hot-dip galvanizing kettles are mostly designed as steel kettles or as kettles with special sheets and / or special coatings with a thickness of at least essentially 50 mm. On the inner walls of the hot-dip galvanizing kettle, the attack or the reaction of the molten zinc with the non-inert migration material results in material removal from the kettle wall, which thus causes a reduction in the kettle wall thickness. This removal of the boiler wall thickness is undesirable, but cannot be avoided in the prior art, so that there is a gradual removal of the wall thickness over the useful life of the galvanizing boiler. The speed of the removal depends on a variety of factors, for example the throughput, the zinc melt temperature, the boiler wall temperature and the frequency and amplitude of the temperature fluctuations caused by the immersion of the ferrous components in the zinc melt.
Zur Gewährleistung einer möglichst langen Betriebsdauer und/oder Standzeit des Kessels bei gleichzeitig hohen Durchsatzleistungen sowie geringen Beschaffungs- und Betriebskosten kann eine große Wandstärke gewählt werden. Dabei ist darauf zu achten, dass eine minimale Wandstärke nicht unterschritten wird. Bei einer zu geringen Wandstärke kann ein Kesseldurchbruch bzw. ein Kesselausfall entstehen, wobei ein Kesselausfall sehr hohe Kosten verursacht. Diese hohen Kosten entstehen durch Produktionsausfall, Zinkverluste, Reparaturaufwand der Zinkbergung, insbesondere bei Havarie, und eventuell einer Ersatzinvestition. Eine zu geringe Wandstärke des Verzinkungskessels erzeugt dabei eventuell einen lokalen und/oder globalen Stabilitätsverlust des Verzinkungskessels. Bei einem lokalen Stabilitätsverlust des Verzinkungskessels kann eine Leckage zum Auslaufen der flüssigheißen Zinkschmelze führen, wodurch ein sehr hoher, wirtschaftlicher Schaden, ein stark erhöhtes Betriebsrisiko und eine Gefährdung der Arbeitssicherheit für den Verzinkungsbetrieb entsteht. Zusätzlich wird bei einem globalen Stabilitätsverlust eine mögliche starke Verformung des Kessels hervorgerufen, wobei bei einer Verformung des Kessels ein Kesselwechsel stark erschwert wird und folglich erhebliche Verzögerungen beim Kesselaustausch entstehen. Um die vorgenannten Probleme zu vermeiden, werden Verzinkungskessel in der Praxis relativ frühzeitig durch einen neuen Kessel ersetzt. Das Ersetzungsintervall ergibt sich aufgrund von Erfahrungswerten, wobei angenommen wird, dass der Abtrag der Kesselwandung langsam und gleichmäßig erfolgt, insbesondere mit etwa 2 bis 3 mm pro Jahr.A large wall thickness can be selected to ensure the longest possible operating life and / or service life of the boiler with simultaneously high throughput rates and low procurement and operating costs. It is important to ensure that the wall thickness does not fall below a minimum. If the wall thickness is too small, a boiler breakthrough or a boiler failure can occur, with a boiler failure causing very high costs. These high costs arise from production stoppages, zinc losses, repair costs for zinc recovery, especially in the event of an average, and possibly a replacement investment. If the wall thickness of the galvanizing kettle is too small, this may result in a local and / or global loss of stability of the galvanizing kettle. In the event of a local loss of stability of the galvanizing kettle, a leak can lead to the leakage of the hot liquid zinc melt, which results in very high economic damage, a greatly increased operational risk and a risk to occupational safety for the galvanizing company. In addition, in the event of a global loss of stability, a possible severe deformation of the boiler is caused, with a boiler change being made more difficult when the boiler is deformed and consequently considerable delays occur in the boiler replacement. In order to avoid the aforementioned problems, galvanizing kettles are replaced by a new kettle relatively early in practice. The replacement interval is based on empirical values, where it is assumed that the boiler wall is removed slowly and evenly, in particular at around 2 to 3 mm per year.
Ein erhöhter lokaler Abtrag und somit ein möglicher lokaler Stabilitätsverlust des Verzinkungskessels kann in Folge einer dauerhaften und/oder temporären Fehlstellung eines Brenners auftreten. Ein erhöhter Kesselverschleiß ist demgemäß meist auf einen nicht ordnungsgemäßen Verzinkungsbetrieb zurückzuführen. Ein nicht ordnungsgemäßer Verzinkungsbetrieb kann dabei allerdings nicht immer durch den Verzinker erkannt und vermieden werden, so dass der Verzinkungskessel an einigen Stellen einer erhöhten thermischen und/oder mechanischen Belastung ausgesetzt ist. Diese Belastung und damit einhergehend ein beschleunigter Abtrag kann unter anderem durch eine Fehleinstellung des Brenners und durch eine falsche Anordnung der Wärmeeinbringungszone, d. h. die Zone, auf die der Brenner wirkt, bedingt sein.Increased local abrasion and thus a possible local loss of stability of the galvanizing kettle can occur as a result of permanent and / or temporary misalignment of a burner. Accordingly, increased boiler wear is usually due to improper galvanizing operation. An improper galvanizing operation cannot always be recognized and avoided by the galvanizer, so that the galvanizing kettle is exposed to increased thermal and / or mechanical stress in some places. This load and the associated accelerated erosion can be caused, among other things, by an incorrect setting of the burner and by an incorrect arrangement of the heat input zone, i. H. the zone on which the burner acts may be conditional.
Um die lokalen und/oder globalen Stabilitätsverluste des Verzinkungskessels zu vermeiden, wird der Verzinkungskessel, wie bereits erwähnt, über ein entsprechendes Risikomanagement bei festgelegten Minimalwanddicken ausgetauscht. Bei einem Austausch des Verzinkungskessels wird der Kesselinhalt - die flüssigheiße Zinkschmelze - ausgepumpt und in den Schmelzofen wird ein neuer Kessel eingesetzt, wobei anschließend die in der Zwischenzeit weiterhin schmelzflüssig gehaltene Zinkschmelze wieder zurückgepumpt wird. Dieser Austausch erzeugt nicht nur einen Betriebsstillstand, sondern führt auch zu erhöhten Kosten für die Neuanschaffung des Kessels und für den aufwändigen Austausch des Verzinkungskessels.In order to avoid the local and / or global loss of stability of the galvanizing kettle, the galvanizing kettle is, as already mentioned, exchanged by means of a corresponding risk management system with defined minimum wall thicknesses. When the galvanizing kettle is replaced, the contents of the kettle - the hot molten zinc - is pumped out and a new kettle is inserted into the melting furnace, after which the molten zinc that has in the meantime remained molten is pumped back again. This replacement not only leads to a standstill, but also leads to increased costs for the new purchase of the boiler and for the time-consuming replacement of the galvanizing boiler.
Die
Weiterhin betrifft die
Darüber hinaus betrifft die
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die Nachteile im Stand der Technik zu vermeiden oder zumindest weitgehend zu reduzieren.The object of the present invention is now to avoid or at least largely reduce the disadvantages in the prior art.
Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Feuerverzinkung bzw. ein Verfahren bereitzustellen, welche(s) einen Kesselausfall, insbesondere aufgrund eines lokalen und/oder globalen Stabilitätsverlustes des Verzinkungskessels, vermeidet.In particular, it is the object of the invention to provide a device for hot-dip galvanizing or a method which avoids a boiler failure, in particular due to a local and / or global loss of stability of the galvanizing boiler.
Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine effiziente sowie sichere Nutzung des Verzinkungskessels zu ermöglichen.In particular, it is the object of the present invention to enable efficient and safe use of the galvanizing kettle.
Zur Lösung des zuvor geschilderten Problems schlägt die vorliegende Erfindung - gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung - eine Vorrichtung zur Feuerverzinkung gemäß Anspruch 1 vor; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der diesbezüglichen Vorrichtungsunteransprüche.To solve the problem described above, the present invention proposes - according to a first aspect of the present invention - a device for hot-dip galvanizing according to
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein Verfahren zur Feuerverzinkung gemäß dem diesbezüglichen unabhängigen Verfahrensanspruch; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der diesbezüglichen Verfahrensunteransprüche.The present invention further relates - according to a second aspect of the present invention - to a method for hot-dip galvanizing according to the relevant independent method claim; further, in particular special and / or advantageous embodiments of the method according to the invention are the subject matter of the related method subclaims.
Es versteht sich bei den nachfolgenden Ausführungen von selbst, dass Ausgestaltungen, Ausführungsformen, Vorteile und dergleichen, welche nachfolgend zu Zwecken der Vermeidung von Wiederholungen nur zu einem Erfindungsaspekt ausgeführt sind, selbstverständlich auch in Bezug auf die übrigen Erfindungsaspekte entsprechend gelten, ohne dass dies einer gesonderten Erwähnung bedarf.It goes without saying in the following statements that configurations, embodiments, advantages and the like, which are explained below for the purpose of avoiding repetitions only for one aspect of the invention, of course also apply accordingly with regard to the other aspects of the invention, without this being a separate one Mention is required.
Bei allen nachstehend genannten relativen bzw. prozentualen gewichtsbezogenen Angaben, insbesondere relativen Mengen- oder Gewichtsangaben, ist weiterhin zu beachten, dass diese im Rahmen der vorliegenden Erfindung vom Fachmann derart auszuwählen sind, dass sie sich in der Summe unter Einbeziehung aller Komponenten bzw. Inhaltsstoffe, insbesondere wie nachfolgend definiert, stets zu 100 % bzw. 100 Gew.-% ergänzen bzw. addieren; dies versteht sich aber für den Fachmann von selbst.With all of the relative or percentage weight-related information mentioned below, in particular relative amounts or weight information, it should also be noted that these are to be selected by the person skilled in the art within the scope of the present invention in such a way that they are in total including all components or ingredients, in particular as defined below, always add or add to 100% or 100% by weight; but this goes without saying for the expert.
Im Übrigen gilt, dass der Fachmann - anwendungsbezogen oder einzelfallbedingt - von den nachfolgend angeführten Bereichsangaben erforderlichenfalls abweichen kann, ohne dass er den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlässt.In addition, it applies that the person skilled in the art - depending on the application or on a case-by-case basis - can, if necessary, deviate from the range information given below without departing from the scope of the present invention.
Zudem gilt, dass alle im Folgenden genannten Werte- bzw. Parameterangaben oder dergleichen grundsätzlich mit genormten bzw. standardisierten oder explizit angegebenen Bestimmungsverfahren oder andernfalls mit dem Fachmann auf diesem Gebiet an sich geläufigen Bestimmungs- bzw. Messmethoden ermittelt bzw. bestimmt werden können.In addition, all of the values or parameters or the like mentioned below can in principle be determined or determined using standardized or standardized or explicitly stated determination methods or otherwise with determination or measurement methods known per se to the person skilled in the art.
Dies vorausgeschickt, wird die vorliegende Erfindung nunmehr nachfolgend im Detail erläutert.Having said that, the present invention will now be explained in detail below.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist somit eine Vorrichtung zur Feuerverzinkung von Bauteilen mit einem Verzinkungskessel zur Aufnahme einer Zinkschmelze in einem durch eine Wandung des Verzinkungskessels gebildeten Kesselinnenraum, wobei eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels während des Verzinkungsbetriebes vorgesehen ist, wobei die Überwachungseinrichtung wenigstens einen im Bereich der Außenseite der Wandung des Verzinkungskessels vorgesehenen Sensor zur Messung wenigstens der Temperatur des Verzinkungskessels und eine mit dem Sensor gekoppelte Auswerteeinrichtung zur Verarbeitung des vom Sensor aufgenommenen Messwertes und Berechnung und/oder Ableitung der Wandstärke aufweist.The subject of the present invention - according to a first aspect of the present invention - is thus a device for hot-dip galvanizing of components with a galvanizing kettle for receiving a zinc melt in a kettle interior formed by a wall of the galvanizing kettle, a monitoring device for monitoring the wall thickness of the wall of the galvanizing kettle during of the galvanizing plant is provided, the monitoring device having at least one sensor provided in the area of the outside of the wall of the galvanizing kettle for measuring at least the temperature of the galvanizing kettle and an evaluation device coupled to the sensor for processing the measured value recorded by the sensor and calculating and / or deriving the wall thickness .
In diesem Zusammenhang wird unter dem Verzinkungsbetrieb nicht nur das Eintauchen eines Bauteils in einen Verzinkungskessel verstanden, sondern auch, dass die flüssigheiße Zinkschmelze in einem flüssigheißen Zustand gehalten werden muss, wobei dazu stets, insbesondere kontinuierlich, Wärme in den Verzinkungskessel über die Wandung des Verzinkungskessels in die Zinkschmelze eingebracht wird.In this context, the galvanizing operation is understood not only to mean the immersion of a component in a galvanizing kettle, but also that the hot liquid zinc melt must be kept in a hot liquid state, whereby, for this purpose, heat is always, in particular continuously, in the galvanizing kettle via the wall of the galvanizing kettle the zinc melt is introduced.
Im Zusammenhang mit Untersuchungen, die im Vorfeld der Erfindung durchgeführt worden sind, ist zunächst festgestellt worden, dass der Verzinkungskessel, wenn er ausgetauscht worden ist, lediglich an einer bzw. an wenigen Stellen eine kritische Dicke erreicht, so dass ein Großteil des Kessels weiterhin noch gebrauchsfähig gewesen wäre. Da jedoch im Hinblick auf die Arbeitssicherheit und/oder Betriebssicherheit nicht die durchschnittliche, sondern die minimale Wandstärke entscheidend ist, ist ein Austausch des Verzinkungskessels auch in diesem Zustand für erforderlich gehalten worden. Durch die erfindungsgemäße automatische Überwachung ist es nun möglich, den Zustand der Dicke der Kesselwandung genauer zu überwachen und auch den Verzinkungsprozess besser zu steuern, so dass die wirtschaftlichen Nachteile, die sich bisher bei einem turnusmäßigen Austausch eines Verzinkungskessels ergeben haben, vermieden werden können.In connection with investigations that were carried out in advance of the invention, it was first established that the galvanizing kettle, when it has been replaced, only reaches a critical thickness in one or a few places, so that a large part of the kettle still continues would have been usable. However, since it is not the average but rather the minimum wall thickness that is decisive with regard to occupational safety and / or operational safety, it has been considered necessary to replace the galvanizing kettle in this state as well. The automatic monitoring according to the invention now makes it possible to monitor the condition of the thickness of the boiler wall more precisely and also to better control the galvanizing process, so that the economic disadvantages that previously resulted from a regular replacement of a galvanizing boiler can be avoided.
Eine automatische Überwachung der Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels bietet erfindungsgemäß diverse Vorteile. So können sowohl globale als auch lokale Stabilitätsverluste des Kessels vermieden oder zumindest weitgehend reduziert werden, wodurch sich sowohl eine Erhöhung der Arbeits- und Betriebssicherheit, als auch eine Senkung der Betriebs- und Produktionskosten ergibt. Der Verzinkungskessel kann durch die Überwachungseinrichtung ziel- und zweckgerichtet eingesetzt werden, wobei stets sichergestellt werden kann, dass der Verzinkungskessel keine kritische Wandstärke, die einen Austausch des Verzinkungskessels erforderlich machen würde, erreicht. Insbesondere aufgrund einer kontinuierlichen und/oder flächigen Messung mittels der Überwachungseinrichtung der Wandstärke können erhöhte, insbesondere lokale, Abtragsraten, beispielsweise an thermisch bedingten "Hotspots" frühzeitig erkannt werden, so dass ein lokaler Stabilitätsverlust des Verzinkungskessels vermieden werden kann.An automatic monitoring of the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel offers various advantages according to the invention. In this way, both global and local stability losses of the boiler can be avoided or at least largely reduced, which results in both an increase in work and operational safety and a reduction in operating and production costs. The galvanizing kettle can be used purposefully and purposefully by the monitoring device, whereby it can always be ensured that the galvanizing kettle does not reach a critical wall thickness that would make it necessary to replace the galvanizing kettle. In particular, due to a continuous and / or area measurement by means of the monitoring device of the wall thickness, increased, in particular local, removal rates, for example at thermally induced "hotspots", can be detected early, so that a local loss of stability of the galvanizing kettle can be avoided.
Durch die Erfindung ist aufgrund der kontinuierlichen Messung der Kesselwanddicke eine punktgenaue und sichere Überwachung der Wandung bzw. der Wandstärke sowie einzelner definierter oder aller Wandungsbereiche des Kessels möglich. Aufgrund der somit erfassten Abträge der Wandungsdicke wird die Anlagensicherheit erhöht und somit eine stärkere Materialausnutzung ohne Sicherheitsverlust möglich. Es kann also die vorzuhaltende Minimalwanddicke reduziert werden, da die Wandstärke des Verzinkungskessels nicht mehr abgeschätzt werden muss, sondern zweckgerichtet gemessen wird. Dabei versteht es sich, dass die Messung bzw. Ermittlung der Kesselwandstärke erfindungsgemäß auch mittelbar erfolgen kann, so dass die Kesselwandstärke aus anderen Kennwerten abgeleitet werden kann.Due to the continuous measurement of the boiler wall thickness, the invention enables precise and reliable monitoring of the wall or the wall thickness as well as individual, defined or all wall areas of the boiler. Due to the removal of the wall thickness that is recorded in this way, the system safety is increased and thus a greater utilization of the material is possible without loss of safety. The minimum wall thickness to be kept can therefore be reduced, since the wall thickness of the galvanizing vessel no longer has to be estimated, but is instead measured purposefully. It goes without saying that the measurement or determination of the boiler wall thickness can also take place indirectly according to the invention, so that the boiler wall thickness can be derived from other characteristic values.
Durch die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung ergibt sich eine erhöhte Standdauer des Verzinkungskessels, da der Austausch des Verzinkungskessels nunmehr nicht in vorab festgelegten Intervallen erfolgen muss, sondern zielgerichtet bei Bedarf und tatsächlicher Notwendigkeit durchgeführt wird. Demgemäß ergibt sich eine effizientere Nutzung des Verzinkungskessels, insbesondere wobei die Überwachungseinrichtung die Möglichkeit bietet, nicht nur lokale und/oder globale Stabilitätsverluste zu erkennen, sondern auch gegen diese anzusteuern. Daraus ergibt sich ein optimierter, gleichmäßiger und reduzierter Wandabtrag des Verzinkungskessels.The monitoring device according to the invention results in an increased service life of the galvanizing kettle, since the replacement of the galvanizing kettle now does not have to take place at predetermined intervals, but is carried out in a targeted manner as and when required. This results in a more efficient use of the galvanizing kettle, in particular with the monitoring device offering the possibility of not only recognizing local and / or global stability losses, but also counteracting them. This results in an optimized, even and reduced wall removal of the galvanizing vessel.
Darüber hinaus kann die Überwachungseinrichtung bei bereits vorhandenen Vorrichtungen zum Verzinken bzw. bei vorhandenen Verzinkungskesseln nachgerüstet werden. Der diesbezügliche Aufwand ist gering, insbesondere unter Berücksichtigung der sich ergebenden wesentlichen Vorteile.In addition, the monitoring device can be retrofitted to existing galvanizing devices or to existing galvanizing tanks. The effort involved in this regard is low, especially taking into account the resulting essential advantages.
Wie zuvor ausgeführt, weist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Überwachungseinrichtung wenigstens einen im Bereich der Außenseite der Wandung des Verzinkungskessels vorgesehenen Sensor zur Messung wenigstens der Temperatur des Verzinkungskessels auf. Als Sensor wird in diesem Zusammenhang beispielsweise ein Detektor, Messaufnehmer und/oder Messfühler angesehen, wobei der Sensor als technisches Bauteil sowohl physikalische als auch chemische Eigenschaften bzw. Kennwerte erfassen kann. Diese Kennwerte werden dabei mittels eines physikalischen und/oder chemischen Effektes erfasst und anschließend in ein elektrisches Signal, insbesondere zur späteren Verarbeitung, umgewandelt.As stated above, in the device according to the invention the monitoring device has at least one sensor provided in the area of the outside of the wall of the galvanizing kettle for measuring at least the temperature of the galvanizing kettle. In this context, the sensor, for example, a detector, measuring transducer and / or measuring sensor is regarded as a sensor, the sensor being a technical component being able to detect both physical and chemical properties or characteristic values. These characteristic values are recorded by means of a physical and / or chemical effect and then converted into an electrical signal, in particular for later processing.
Erfindungsgemäß ist der Sensor mit einer Auswerteeinrichtung zur Verarbeitung des vom Sensor aufgenommenen Messwertes, insbesondere des Kennwertes und, vorzugsweise, weiterer erfassten Kennwerte, und zur Berechnung und/oder Ableitung der Wandstärke, vorzugsweise mittels des Messwertes und/oder Kennwertes, gekoppelt. Durch die Erfassung des Messwertes durch den Sensor bzw. des umgewandelten Kennwertes kann auf die Wandstärke des Verzinkungskessels geschlossen werden, wodurch eine Reaktion des Verzinkers im Hinblick auf die Wandstärke der Wandung ermöglicht wird.According to the invention, the sensor is coupled to an evaluation device for processing the measured value recorded by the sensor, in particular the characteristic value and, preferably, further recorded characteristic values, and for calculating and / or deriving the wall thickness, preferably by means of the measured value and / or characteristic value. By recording the measured value by the sensor or the converted characteristic value, conclusions can be drawn about the wall thickness of the galvanizing vessel, which enables the galvanizer to react with regard to the wall thickness of the wall.
Erfindungsgemäß bietet es sich an, den oder die Sensoren und auch die zugehörige Messtechnik derart anzuordnen, dass sie einem geringen Verschleiß unterliegen und im Übrigen leicht zugänglich sind, so dass eine Wartung, Inspektion und/oder Instandsetzung der Überwachungseinrichtung leicht zugänglich und einfach erfolgen kann. Grundsätzlich versteht es sich in diesem Zusammenhang, dass der Verzinkungskessel mehrschichtig aufgebaut sein kann, wobei er bevorzugt auch einen Außenkessel aufweisen kann. Dabei bietet es sich an, dass der oder die Sensoren zwischen dem eigentlichen Verzinkungskessel und dem Außenkessel angeordnet sind. Dabei schützt der Außenkessel vorteilhafterweise den inneren Kessel des Verzinkungskessels. Demzufolge kann durch den zusätzlichen Schutz des Außenkessels ein weiterer Schutz des Sensors, der vorzugsweise demgemäß nicht mehr unmittelbar einer Brennereinrichtung bzw. der Ofenstruktur zugewandt ist, erfolgen. Der Außenkessel ist darüber hinaus auch dahingehend vorteilhaft, da er bei einer Leckage des inneren Verzinkungskessels verhindert, dass die flüssigheiße Zinkschmelze in den Bereich der Ofenstruktur austritt.According to the invention, it is advisable to arrange the sensor (s) and the associated measurement technology in such a way that they are subject to little wear and tear and are otherwise easily accessible so that maintenance, inspection and / or repair of the monitoring device can be carried out easily and easily. In principle, it goes without saying in this context that the galvanizing kettle can have a multilayer structure, whereby it can preferably also have an outer kettle. It is advisable here for the sensor or sensors to be arranged between the actual galvanizing kettle and the outer kettle. The outer kettle advantageously protects the inner kettle of the galvanizing kettle. As a result, the additional protection of the outer boiler can provide further protection for the sensor, which accordingly preferably no longer directly faces a burner device or the furnace structure. In addition, the outside boiler is also advantageous in that, in the event of a leak in the inner galvanizing vessel, it prevents the hot liquid zinc melt from escaping into the area of the furnace structure.
In diesem Zusammenhang versteht es sich, dass die Sensoren vorzugsweise so ausgebildet sind, dass sie thermischen Belastungen bei Temperaturen von über 450 °C, bevorzugt zwischen 450 °C bis 1000 °C, weiter bevorzugt zwischen 550 °C bis 850 °C und insbesondere zumindest im Wesentlichen zwischen 550 °C bis 700 °C, standhalten können. Diese thermische Belastung des Sensors ergibt sich insbesondere dadurch, dass der Sensor bevorzugt im Bereich der Außenseite der Wandung des Verzinkungskessels angeordnet ist, so dass er der thermischen Belastung aufgrund einer Brennereinrichtung, welche die benötigte Wärme bzw. den benötigten Energieeintrag in den Bereich des Kesselinnenraums in die Zinkschmelze sicherstellt, standhält. Ein Sensor, der so ausgebildet ist, kann zweckgerichtet zur Temperaturerfassung im Bereich der Wandung des Verzinkungskessels eingesetzt werden. Folglich ergibt sich eine erhöhte Nutzungsdauer bzw. Standzeit des Sensors, so dass ein häufiges Austauschen des Sensors aufgrund von thermischen Belastungen vermieden werden kann und sich folglich eine Senkung der Betriebskosten ergibt.In this context, it goes without saying that the sensors are preferably designed so that they can withstand thermal loads at temperatures of over 450 ° C., preferably between 450 ° C. to 1000 ° C., more preferably between 550 ° C. to 850 ° C. and in particular at least can withstand essentially between 550 ° C to 700 ° C. This thermal load on the sensor results in particular from the fact that the sensor is preferably arranged in the area of the outside of the wall of the galvanizing boiler, so that it is exposed to the thermal load due to a burner device that generates the required heat or the required energy input into the area of the interior of the boiler Ensures the zinc melt withstands. A sensor that is designed in this way can be used specifically for temperature detection in the area of the wall of the galvanizing kettle. As a result, there is an increased service life or service life of the sensor, so that frequent replacement of the sensor due to thermal loads can be avoided and, consequently, there is a reduction in operating costs.
Des Weiteren ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass eine kontinuierliche Messwerterfassung erfolgen kann. Unter einer kontinuierlichen Messwerterfassung wird eine Erfassung der Kennwerte zur Ermittlung der Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels in vorgegebenen, üblicherweise regelmäßigen Zeitabständen verstanden. Die zeitlichen Intervalle zwischen den aufgenommenen bzw. gemessenen Kennwerten sind dabei insbesondere an die vorhandene Betriebssituation und bevorzugt an den Bauteildurchsatz angepasst. Vorzugsweise sind die Intervalle zwischen den Aufzeichnungen für die Messwerte zumindest im Wesentlichen konstant zu wählen, wodurch bevorzugt eine kontinuierliche Überwachung der Wandstärke sichergestellt werden kann. Vorteilhafterweise kann eine minütliche und/oder stündliche Messwertaufnahme erfolgen.Furthermore, in an advantageous embodiment of the inventive concept, it is provided that the monitoring device is designed in such a way that measured value acquisition can take place continuously. Continuous recording of measured values is understood to mean recording the characteristic values for determining the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel at predetermined, usually regular time intervals. The time intervals between the recorded or measured characteristic values are in particular adapted to the existing operating situation and preferably to the component throughput. The intervals between the recordings for the measured values are preferably to be selected to be at least essentially constant, whereby a continuous monitoring of the wall thickness can preferably be ensured. A minute and / or hourly measurement value recording can advantageously take place.
Zudem ist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass wenigstens ein weiterer Sensor zur Messung wenigstens eines Messwertes der Vorrichtung zur Feuerverzinkung, insbesondere des Brennerraums und/oder des Kesselinnenraums und/oder der Zinkschmelze, vorgesehen ist. Vorzugsweise ist der weitere Sensor, insbesondere analog zum Sensor des Messwertes des Verzinkungskessels, mit der Auswerteeinrichtung gekoppelt, insbesondere wobei die Auswerteeinrichtung den vom weiteren Sensor aufgenommenen Messwert verarbeitet und zur Berechnung und/oder Ableitung der Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels, insbesondere unter Nutzung des vom Sensor aufgenommenen Messwertes, nutzt. Der weitere Sensor und/oder die weiteren Sensoren können beispielsweise die Temperatur der Zinkschmelze und/oder die Temperatur im Brennerraum aufzeichnen und zur späteren Berechnung der Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels verwenden. In diesem Zusammenhang versteht es sich, dass eine Mehrzahl von weiteren Sensoren zur Messung von Messwerten der Vorrichtung zur Feuerverzinkung vorgesehen sein können. Bezüglich der Anzahl an Messpunkten für die weiteren Sensoren für die Brennerraum- sowie Zinkschmelztemperaturen und die Genauigkeit der Erfassung kann aufgrund des Luftvolumens im Brennerraum sowie des Zinkschmelzvolumens im Innenraum des Verzinkungskessels mit hinreichender Genauigkeit davon ausgegangen werden, dass eine homogenen Temperaturverteilung in der Luft bzw. in der Zinkschmelze vorliegt und eine Messwerterfassung an vergleichsweise wenigen Stellen, insbesondere wenigstens zwei Stellen und vorzugsweise weniger als zwanzig Messpunkte, ausreichend ist.In addition, in a particularly preferred embodiment it is provided that at least one further sensor is provided for measuring at least one measured value of the device for hot-dip galvanizing, in particular the burner space and / or the boiler interior and / or the zinc melt. Preferably is the further sensor, in particular analogous to the sensor of the measured value of the galvanizing kettle, coupled to the evaluation device, in particular the evaluation device processing the measured value recorded by the further sensor and for calculating and / or deriving the wall thickness of the wall of the galvanizing kettle, in particular using that recorded by the sensor Measured value, uses. The further sensor and / or the further sensors can record, for example, the temperature of the zinc melt and / or the temperature in the burner space and use them to later calculate the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel. In this context, it goes without saying that a plurality of further sensors for measuring measured values of the device for hot-dip galvanizing can be provided. With regard to the number of measuring points for the other sensors for the burner chamber and zinc melt temperatures and the accuracy of the detection, due to the air volume in the burner chamber and the zinc melt volume in the interior of the galvanizing boiler, it can be assumed with sufficient accuracy that a homogeneous temperature distribution in the air or in the zinc melt is present and measurement value acquisition at comparatively few points, in particular at least two points and preferably less than twenty measuring points, is sufficient.
Im Übrigen umgibt den Verzinkungskessel bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die Tragstruktur eines Ofens, was bedeutet, dass der Verzinkungskessel innerhalb eines Verzinkungsofens angeordnet ist. Der, insbesondere als Temperatursensor ausgebildete, Sensor ist vorzugsweise im Bereich der Grenzfläche der Wandung des Verzinkungskessels, insbesondere im Bereich der äußeren Wandung des Verzinkungskessels, angeordnet. Der Sensor ist weiter bevorzugt zumindest bereichsweise an der Außenseite der Wandung des Verzinkungskessels angelegt. Diese Anordnung ermöglicht die kontinuierliche Überwachung der Wandung des Verzinkungskessels.Incidentally, in a further preferred embodiment, the galvanizing kettle surrounds the support structure of a furnace, which means that the galvanizing kettle is arranged inside a galvanizing furnace. The sensor, in particular designed as a temperature sensor, is preferably arranged in the region of the boundary surface of the wall of the galvanizing vessel, in particular in the region of the outer wall of the galvanizing vessel. The sensor is further preferably placed at least in some areas on the outside of the wall of the galvanizing kettle. This arrangement enables the walls of the galvanizing kettle to be monitored continuously.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Sensor als Dünnfilmthermoelement und/oder als Mantelthermoelement ausgebildet. Bevorzugt sind die Sensoren, wie bereits vorab dargestellt, und die zu den Sensoren zugehörige Verkabelung derart ausgebildet, dass sie Hochtemperaturbelastungen, insbesondere bei Temperaturen im Bereich von 400 °C bis zu 700 °C, sowie dem Wanddruck des Verzinkungskessels standhalten. Für diese Belastungen sind insbesondere Dünnfilmthermoelemente geeignet, die direkt an der Außenseite der Wandung des Verzinkungskessels oder in diesem Bereich aufgebracht bzw. angebracht werden können. Alternativ oder zusätzlich können auch weitere geeignete Sensoren, wie beispielsweise Mantelthermoelemente, die für eine Hochtemperaturbelastung ausgebildet sind, verwendet werden. Die Dünnfilmthermoelemente sind insbesondere zur hochgenauen Temperaturmessung an Oberflächen in anspruchsvollen, vielseitigen Anwendungen geeignet. Die Dünnfilmthermoelemente sind dabei bevorzugt klein, leicht, dünn und/oder flexibel ausgebildet und weisen schnelle Antwortzeiten auf. Zusätzlich sind sie vorteilhafterweise ebenfalls robust ausgeführt. Die Antwortzeiten der Dünnfilmthermoelemente sind bevorzugt im Millisekunden-Bereich vorgesehen. Mantelthermoelemente zeichnen sich insbesondere durch ihre leichte Biegsamkeit und ihre hohe Widerstandsfähigkeit gegen Hochtemperaturbelastungen aus. Zusätzlich weisen sie bevorzugt eine mechanische Unempfindlichkeit und eine kurze Ansprechzeit auf.According to a further preferred embodiment of the device according to the invention, the sensor is designed as a thin-film thermocouple and / or as a jacket thermocouple. The sensors, as already shown above, and the cabling belonging to the sensors are preferably designed in such a way that they withstand high temperature loads, in particular at temperatures in the range from 400 ° C. to 700 ° C., as well as the wall pressure of the galvanizing kettle. For these loads, thin-film thermocouples are particularly suitable, which are directly on the outside of the wall of the galvanizing kettle or can be applied or attached in this area. As an alternative or in addition, other suitable sensors, such as, for example, sheathed thermocouples, which are designed for a high temperature load, can also be used. The thin-film thermocouples are particularly suitable for high-precision temperature measurement on surfaces in demanding, versatile applications. The thin-film thermocouples are preferably designed to be small, light, thin and / or flexible and have fast response times. In addition, they are also advantageously designed to be robust. The response times of the thin-film thermocouples are preferably provided in the millisecond range. Sheathed thermocouples are characterized in particular by their slight flexibility and their high resistance to high temperature loads. In addition, they preferably have mechanical insensitivity and a short response time.
Darüber hinaus ist bei einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Mehrzahl von über einen Bereich der Außenseite der Wandung des Verzinkungskessels verteilten Sensoren vorgesehen. Eine Mehrzahl von Sensoren ist dabei bevorzugt in der Grenzfläche der Wandung des Verzinkungskessels angeordnet. Dabei bezeichnet der Ausdruck "Grenzfläche der Wandung" zum einen die Außenseite der Wandung selbst, wobei die Sensoren unmittelbar an der Wandung befestigt sind. Die Grenzfläche der Wandung meint aber auch einen der Wandung, insbesondere unmittelbar benachbarten, Bereich. Hierbei liegen die Sensoren dann nicht unmittelbar an der Wandung des Verzinkungskessels an. Sie befinden sich also in einem angrenzenden Bereich. Die Befestigung der Sensoren erfolgt dann gerade nicht an der Wandung, sondern über andere Mittel, worauf nachfolgend noch näher eingegangen wird. Vorzugsweise weisen die Sensoren einen unmittelbaren Kontakt zur Wandung auf bzw. liegen an dieser direkt an. Dabei können die Sensoren bzw. der Sensor auf der Außenseite der Wandung des Verzinkungskessels befestigt sein und/oder der Sensor und/oder die Sensoren weisen einen Kontakt zur Wandung des Verzinkungskessels auf.In addition, in a special embodiment of the device according to the invention, a plurality of sensors distributed over an area of the outside of the wall of the galvanizing vessel is provided. A plurality of sensors is preferably arranged in the interface of the wall of the galvanizing vessel. The expression "boundary surface of the wall" denotes, on the one hand, the outside of the wall itself, with the sensors being attached directly to the wall. However, the boundary surface of the wall also means an area, in particular an area immediately adjacent to the wall. In this case, the sensors are not in direct contact with the wall of the galvanizing kettle. So you are in an adjacent area. The sensors are then not attached to the wall, but by other means, which will be discussed in more detail below. The sensors preferably have direct contact with the wall or are in direct contact with it. The sensors or the sensor can be attached to the outside of the wall of the galvanizing vessel and / or the sensor and / or the sensors are in contact with the wall of the galvanizing vessel.
Eine kontinuierliche Messung in Verbindung mit einer möglichen flächigen Messung aufgrund einer Mehrzahl von Sensoren ermöglicht, dass thermische Hotspots, insbesondere lokale Stabilitätsverluste, frühzeitig erkannt werden können, so dass durch geeignetes Gegensteuern diese thermischen Hotspots vermieden werden können, wobei sich demzufolge ein gleichmäßiger, insbesondere geringfügiger, Abtrag der Kesselwandstärke ergibt. Zusätzlich ist durch eine Mehrzahl von Sensoren eine Redundanz der Überwachungseinrichtung gewährleistet, da auch bei Ausfall eines Sensors die weiteren Sensoren die kontinuierliche Messwerterfassung weiterhin gewährleisten können. Eine redundante Überwachungseinrichtung erhöht sowohl die Ausfall-, Funktions- als auch die Betriebssicherheit. Durch eine Mehrzahl von Sensoren wird nicht nur eine Redundanz der Überwachungseinrichtung gewährleistet, sondern auch ein großflächiger Bereich der Wandung des Verzinkungskessels abgedeckt.A continuous measurement in connection with a possible two-dimensional measurement based on a plurality of sensors enables thermal hotspots, in particular local stability losses, to be detected at an early stage, so that these thermal hotspots can be avoided by suitable countermeasures , Removal of the boiler wall thickness results. Additionally is Redundancy of the monitoring device is guaranteed by a plurality of sensors, since the other sensors can continue to guarantee the continuous recording of measured values even if one sensor fails. A redundant monitoring device increases failure, functional and operational safety. A plurality of sensors not only ensures redundancy of the monitoring device, but also covers a large area of the wall of the galvanizing vessel.
Bevorzugt ist es im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung im Übrigen so, dass zumindest die Bereiche des Verzinkungskessel, die der Brennereinrichtung unmittelbar ausgesetzt sind, von Sensoren detektiert werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass wenigstens 20 %, insbesondere mehr als 40 % und besonders bevorzugt mehr als 60 % der Außenseite der Wandung des Verzinkungskessels über Sensoren detektiert werden und dabei versteht es sich, dass sich die vorgenannte Kesselfläche auf den Bereich des Verzinkungskessels bezieht, der üblicherweise mit der flüssigheißen Schmelze gefüllt ist. Der obere Bereich des Verzinkungskessels, in dem sich üblicherweise keine Schmelze befindet, ist dementsprechend unbeachtlich und wird auch nicht überwacht. In der Praxis sind üblicherweise meist nur die oberen 5 bis 10 cm des Verzinkungskessels nicht mit der flüssigheißen Schmelze befüllt, so dass, vorzugsweise, eine Überwachung der Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels über den gesamten Bereich erfolgt, der einen Kontakt zur flüssigheißen Zinkschmelze aufweist.In connection with the present invention, it is also preferred that at least the areas of the galvanizing kettle which are directly exposed to the burner device are detected by sensors. In particular, it is provided that at least 20%, in particular more than 40% and particularly preferably more than 60% of the outside of the wall of the galvanizing kettle are detected by sensors and it goes without saying that the aforementioned kettle area relates to the area of the galvanizing kettle that is usually filled with the hot liquid melt. The upper area of the galvanizing kettle, in which there is usually no melt, is accordingly irrelevant and is also not monitored. In practice, usually only the upper 5 to 10 cm of the galvanizing kettle are not filled with the hot liquid melt, so that, preferably, the wall thickness of the galvanizing kettle is monitored over the entire area that is in contact with the hot molten zinc.
Wenngleich es grundsätzlich möglich ist, den oder die Sensoren unmittelbar an der Außenseite der Wandung des Verzinkungsprozesses anzuordnen und zu befestigen, ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Sensor und/oder die Mehrzahl von Sensoren auf einer, insbesondere über die gesamte Höhe des Verzinkungskessels und/oder über einen definierten Bereich reichenden, Trägerplatte angeordnet ist, insbesondere wobei durch die Trägerplatte die Sensoren einen direkten und/oder unmittelbaren Kontakt zur Außenseite der Wandung des Verzinkungskessels aufweisen. Die Sensoren können dabei auch bevorzugt in die Trägerplatte eingelassen werden, so dass sich insbesondere eine direkte Anordnung an die Verzinkungskesselwand ergibt. Durch das Trägerblech und/oder die Trägerplatte werden die Sensoren zusätzlich geschützt, da die Trägerplatte insbesondere zwischen einer wenigstens einen Brenner aufweisenden Brennereinrichtung und der Verzinkungskesselwand angeordnet ist, insbesondere wobei die Sensoren bzw. der Sensor der Brennereinrichtung abgewandten Seite des Verzinkungskessels zugewandt sind/ist. Vorzugsweise wird somit die Temperatur mittels des Sensors zwischen dem Trägerblech bzw. der Trägerplatte und der Wandung des Verzinkungskessels, insbesondere in der Grenzfläche der Wandung, aufgezeichnet, insbesondere wobei aufgrund einer korrelativen Beziehung zwischen der Temperatur und der Wandstärke auf die Wandstärke des Verzinkungskessels geschlossen werden kann bzw. die Wandstärke mittels der Temperatur abgeleitet bzw. berechnet werden kann.Although it is basically possible to arrange and fasten the sensor (s) directly on the outside of the wall of the galvanizing process, in a preferred embodiment of the invention it is provided that the sensor and / or the plurality of sensors at one, in particular over the entire height of the galvanizing kettle and / or a carrier plate extending over a defined area, in particular wherein the sensors have direct and / or immediate contact with the outside of the wall of the galvanizing kettle through the carrier plate. The sensors can also preferably be embedded in the carrier plate, so that in particular a direct arrangement on the galvanizing vessel wall results. The sensors are additionally protected by the carrier plate and / or the carrier plate, since the carrier plate is arranged in particular between a burner device having at least one burner and the galvanizing boiler wall, in particular with the sensors or the sensor facing the side of the galvanizing boiler facing away from the burner device are / is. The temperature is thus preferably recorded by means of the sensor between the carrier plate or the carrier plate and the wall of the galvanizing kettle, in particular in the boundary surface of the wall, in particular wherein the wall thickness of the galvanizing kettle can be deduced from a correlative relationship between the temperature and the wall thickness or the wall thickness can be derived or calculated by means of the temperature.
Weiter bevorzugt ist, dass die Trägerplatte mit dem Sensor bzw. den Sensoren auf der Außenseite der Verzinkungskesselwand so zu befestigen ist, dass ein vollflächiger, insbesondere lückenloser, Kontakt zur Wandung des Verzinkungskessels hergestellt wird. Vorzugsweise wird dabei die Trägerplatte mit der Verzinkungskesselwand verschraubt. Bei einer Verschraubung der Trägerplatte mit der Kesselwand ist bevorzugt vorab die Kesselwand so ausgebildet worden, dass an diese Schweißbolzen mit Gewinden gesetzt worden sind. Insbesondere ergeben sich bei dieser Ausführungsvariante geringe Kosten, sowohl für die Herstellung als auch für die Montage. Dabei muss die den Sensor bzw. die Sensoren aufweisende Trägerplatte keine statische Tragwirkung, insbesondere für den Verzinkungskessel, übernehmen, so dass bevorzugt das Trägerblech bzw. die Trägerplatte relativ dünn ausgeführt sein kann. Darüber hinaus ergibt sich, dass die Trägerplatte schnell und einfach an der Außenseite des Verzinkungskessels, insbesondere vor dessen Einheben in die Tragstruktur des Ofens, befestigt werden kann, wodurch der Montageaufwand und die damit verbundene Stillstandzeit des Verzinkungskessels minimiert werden kann.It is further preferred that the carrier plate with the sensor or the sensors is to be attached to the outside of the galvanizing vessel wall in such a way that a full-surface, in particular uninterrupted, contact with the wall of the galvanizing vessel is established. The carrier plate is preferably screwed to the galvanizing vessel wall. When the carrier plate is screwed to the boiler wall, the boiler wall is preferably designed in advance in such a way that weld studs with threads are placed on it. In particular, this embodiment variant results in low costs, both for production and for assembly. The carrier plate having the sensor or the sensors does not have to assume any static load-bearing effect, in particular for the galvanizing kettle, so that the carrier plate or the carrier plate can preferably be made relatively thin. In addition, the result is that the carrier plate can be attached quickly and easily to the outside of the galvanizing kettle, in particular before it is lifted into the supporting structure of the furnace, so that the assembly effort and the associated downtime of the galvanizing kettle can be minimized.
Die der vorgenannten Ausführungsform zugrundeliegende Idee ist, dass mittels der Temperatur in dem Zwischenraum zwischen dem Trägerblech und der Verzinkungskesselwand, insbesondere mittels der Temperatur der Grenzfläche der Wandung, auf die Wandstärke des Verzinkungskessels geschlossen bzw. diese berechnet werden kann, insbesondere auf Basis der ersten Fourierschen Gleichung. Die erste Fouriersche Gleichung beschreibt die durch Wärmeleitung übertragene Wärmeleistung Q̇, auch Wärmediffusion oder Konduktion oder Wärmestrom genannt. Dabei wird die Wärmeleistung als Wärmefluss in einem Feststoff und/oder einem ruhenden Fluid infolge eines Temperatureinflusses verstanden. Die Wärme fließt dabei - gemäß dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik - immer in Richtung der geringeren Temperatur. Aufgrund des Energieerhaltungssatzes kann keine Wärmeenergie verloren gehen. Die Wärmeleitung ist dabei die Diffusion von thermischer Energie, wobei sie bei einem Temperaturfeld T(x, y, z, τ) nach dem ersten Fourierschen Gesetz vektoriell geschrieben werden kann als:
Unter der Annahme, dass ein isotropes Material vorliegt, kann λ als ein Skalar angenommen werden. Differentiell ergibt sich:
Im nicht-isotropen Fall gilt in differentieller Schreibweise:
Als Spezialfall, insbesondere zur einfachen Berechnung der Wandstärke, kann eine stationäre Wärmeleistung, auch Wärmestrom und/oder Wärmefluss genannt, angenommen werden, wobei τ in diesem Fall die Zeit darstellt.
Folglich lässt sich die Gleichung (1) im eindimensionalen Fall mit (4) vereinfachen zu
Mittels Integration ergibt sich bei einem ersten System mit der Wärmeleitfähigkeit λ1, wobei eine ebene Platte die Dicke t1 aufweist und auf der einen Seite die Temperatur T 1 und auf der anderen Seite der ebenen Platte die Temperatur T 2 vorhanden ist, dass:
Das erste System ist dabei bevorzugt die Trägerplatte, wobei
- T1
- Temperatur im Brennerraum
- T2
- Temperatur in der Zwischenebene zwischen Trägerplatte und Verzinkungskesselwand
- t1
- Dicke der Trägerplatte
- A1
- Fläche durch die die Wärmeleistung Q strömt
- T1
- Temperature in the burner chamber
- T2
- Temperature in the intermediate level between the carrier plate and the galvanizing vessel wall
- t1
- Thickness of the carrier plate
- A1
- Area through which the heat output Q flows
Bei einem zweiten System, insbesondere welches eine ebene Platte, bevorzugt die Verzinkungswand, aufweist und sich vorzugsweise an das erste System anschließt, gilt bei einer Wärmeleitfähigkeit λ2 mit einer Dicke t2 einer Platte, dass
- T3
- Temperatur in der Zwischenebene zwischen Trägerplatte und Verzinkungskesselwand
- T4
- Temperatur an der Innenwand des Verzinkungskessels
- t2
- Dicke des Verzinkungskessels
- A2
- Fläche, durch die die Wärmeleistung Q strömt
- T3
- Temperature in the intermediate level between the carrier plate and the galvanizing vessel wall
- T4
- Temperature on the inside wall of the galvanizing kettle
- t2
- Thickness of the galvanizing kettle
- A2
- Area through which the heat output Q flows
Hieraus lässt sich ableiten, dass
Damit lässt sich folgender Zusammenhang zur Bestimmung der Wandstärke des Verzinkungskessels herleiten (mit λ 1 = λ und A 1 = A):
Lediglich bei der Verwendung von unterschiedlichen Materialien ist die Berechnung mit den entsprechenden, insbesondere bekannten Wärmeübergangskoeffizienten bzw. Wärmeleitfähigkeiten λ 1, λ 2 der verwendeten Materialien durchzuführen.Only when using different materials does the calculation need to be carried out with the corresponding, in particular known, heat transfer coefficients or thermal conductivities λ 1 , λ 2 of the materials used.
Vorzugsweise wird die Temperatur T4 (Temperatur an der Innenwand des Verzinkungskessels) sowie die Temperatur T1 (Temperatur im Brennerraum) durch den weiteren Sensor erfasst. Sofern die Überwachungseinrichtung in einem bestehenden Feuerverzinkungskessel eingesetzt wird, wobei die Vorrichtung zur Feuerverzinkung bereits Sensoren zur Messung der Temperatur im Brennerraum und in der Zinkschmelze aufweist, so können die Messwerte dieser bereits vorhandenen Sensoren vorteilhafterweise genutzt werden. Grundsätzlich ist es auch denkbar, sofern keine Messwerte zur Temperatur im Brennerraum bzw. zur Temperatur in der Zinkschmelze vorliegen, diese insbesondere durch weitere Messwerte, abzuschätzen.The temperature T 4 (temperature on the inner wall of the galvanizing kettle) and the temperature T 1 (temperature in the burner space) are preferably recorded by the further sensor. If the monitoring device is used in an existing hot-dip galvanizing boiler, the device for hot-dip galvanizing already having sensors for measuring the temperature in the burner space and in the zinc melt, the measured values of these existing sensors can advantageously be used. In principle, it is also conceivable, if there are no measured values for the temperature in the burner space or for the temperature in the zinc melt, to estimate these in particular by means of further measured values.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Sensor auf einem, insbesondere über die gesamte Höhe und/oder Länge des Verzinkungskessels reichenden, zusätzlichen Wandabschnitt vorgesehen ist. Der Verzinkungskessel kann dabei grundsätzlich mehrschichtig ausgeführt sein, insbesondere wobei er eine den inneren Teil des Verzinkungskessel umgebenden äußeren Außenkessel vorsieht. Die zusätzliche Wand bzw. der Wandabschnitt kann vorzugsweise eine stützende Funktion für den Verzinkungskessel übernehmen, so dass dieser entlastet wird. Vorteilhaft ist, dass im Vergleich zu einen dem Verzinkungskessel vollumfassenden Vollkessel eine materialsparende Bauweise bei gleichzeitiger Entlastung des Verzinkungskessels ermöglicht wird, so dass lediglich Bereiche abgedeckt werden, an denen auch die Brenner angeordnet bzw. die Wärmeeinbringungszonen vorgesehen sind. Insbesondere können demzufolge die Seitenflächen, insbesondere die brennerlosen Bereiche, vorzugsweise der Boden und insbesondere die Stirnseiten, nicht an einem zusätzlichen Wandabschnitt, der bevorzugt über die gesamte Höhe und Breite der zugehörigen Verzinkungskesselwand reicht, angeordnet werden. Vorzugsweise wird aufgrund des hydrostatischen Druckes des Verzinkungskessels, der insbesondere an die Außenwand übertragen wird, der, insbesondere herstellungsbedingt vorliegende, Spalt zwischen dem Wandabschnitt und der Verzinkungskesselwand geschlossen. Die Erfassung der Wandstärke erfolgt insbesondere analog zu der bereits geschilderten Messmethode bei der Trägerplatte, da der Sensor die Temperatur an der Wandung des Verzinkungskessels, die zu dem Wandabschnitt ausgerichtet ist, aufzeichnet.In a further preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that at least one sensor is provided on an additional wall section, in particular extending over the entire height and / or length of the galvanizing vessel. The galvanizing kettle can in principle have a multilayer design, in particular it provides an outer outer kettle surrounding the inner part of the galvanizing kettle. The additional wall or the wall section can preferably assume a supporting function for the galvanizing kettle, so that this is relieved. It is advantageous that, compared to a full boiler that fully encompasses the galvanizing boiler, a material-saving design is made possible while at the same time relieving the galvanizing boiler, so that only areas are covered where the burners are also arranged or the heat input zones are provided. In particular, the side surfaces, in particular the burnerless areas, preferably the bottom and in particular the end faces, cannot be arranged on an additional wall section, which preferably extends over the entire height and width of the associated galvanizing vessel wall. Preferably, due to the hydrostatic pressure of the galvanizing vessel, which is transmitted in particular to the outer wall, the gap between the wall section and the galvanizing vessel wall, in particular due to the manufacturing process, is closed. The detection of the wall thickness takes place in particular analogously to the measurement method already described for the carrier plate, since the sensor records the temperature on the wall of the galvanizing vessel, which is aligned with the wall section.
Im Übrigen ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass der Sensor und/oder die Sensoren im Zwischenraum, insbesondere in der Grenzfläche der Wandung, außenseitig zumindest bereichsweise auf einen den Verzinkungskessel umgebenden Außenkessel vorgesehen sind. Der wenigstens eine Sensor zeichnet dabei die Temperatur der Grenzfläche im Zwischenraum zwischen der Wandung des Verzinkungskessels und den Außenkessel auf, die annähernd der Temperatur der äußeren Wandung des Verzinkungskessels gleichgesetzt werden kann, so dass eine Ermittlung der Wandstärke anhand der eindimensionalen, ebenen Wärmegleichung (erstes Fouriersches Gesetz) erfolgen kann. Der Außenkessel ist vor allem im Hinblick auf die Betriebssicherheit vorteilhaft, da er bei einer möglichen Havarie des Verzinkungskessels bzw. bei einer Leckage des Verzinkungskessels ein Auslaufen der Zinkschmelze verhindert.Incidentally, in a further advantageous embodiment of the inventive concept it is provided that the sensor and / or the sensors are provided in the space, in particular in the boundary surface of the wall, on the outside, at least in some areas, on an outer kettle surrounding the galvanizing kettle. The at least one sensor records the temperature of the interface in the space between the wall of the galvanizing kettle and the outer kettle, which can be roughly equated to the temperature of the outer wall of the galvanizing kettle, so that the wall thickness can be determined using the one-dimensional, flat heat equation (first Fourier's Law). The outer boiler is particularly advantageous with regard to operational safety, since it prevents the zinc melt from running out in the event of a breakdown in the galvanizing boiler or in the event of a leak in the galvanizing boiler.
Darüber hinaus kann bevorzugt aufgrund des Außenkessels die Wandstärke des Verzinkungskessels reduziert werden, insbesondere von 50 mm auf 30 mm, wobei die Kesselstandzeit nicht verringert werden muss. Es ergibt sich in diesem Fall der Verringerung der Wandstärke des Verzinkungskessels ein verringertes Transport- und Hubgewicht, so dass der logistische Aufwand beim Austausch eines Verzinkungskessels deutlich reduziert werden kann. Vorzugsweise übernimmt der Außenkessel einen Teil der Tragfunktion im Hinblick auf die Aufnahme der Belastung infolge des hydrostatischen Druckes der Zinkschmelze vom Verzinkungskessel, so dass bevorzugt der Spannungszustand im Verzinkungskesselmaterial erheblich reduziert werden kann. Hierdurch kann eine Korrosion aufgrund von Spannungen, auch Spannungskorrosion genannt, weitgehend reduziert werden. Dies ergibt insbesondere eine Reduktion des gesamten Abtrags der Kesselwandstärke.In addition, the wall thickness of the galvanizing kettle can preferably be reduced due to the outer kettle, in particular from 50 mm to 30 mm, the kettle service life not having to be reduced. In this case, the reduction in the wall thickness of the galvanizing vessel results in a reduced transport and lifting weight, so that the logistical effort when replacing a galvanizing vessel can be significantly reduced. The outer boiler preferably takes on part of the load-bearing function with regard to the absorption of the load as a result of the hydrostatic pressure of the zinc melt from the galvanizing boiler, so that the stress state in the galvanizing boiler material can preferably be considerably reduced. In this way, corrosion due to stress, also called stress corrosion, can be largely reduced. In particular, this results in a reduction in the total removal of the boiler wall thickness.
Der Verzinkungskessel wird dabei bevorzugt in den Außenkessel eingelassen, so dass sich ein Spalt zwischen dem unbefüllten Verzinkungskessel und dem Außenkessel ergibt. Üblicherweise wird der Spalt im Hinblick auf die Montierbarkeit und zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen benötigt. Infolge der Befüllung des Verzinkungskessels mit der Zinkschmelze in den Kesselinnenraum schließt sich der Spalt aufgrund des hydrostatischen Druckes, der aufgrund der Zinkschmelze hervorgerufen wird, so dass bevorzugt beide Kessel in einen direkten Kontakt miteinander kommen. Sind dabei auf der Innenseite des Außenkessels, die dem Verzinkungskessel zugewandt ist, der Sensor bzw. die Sensoren vorgesehen, so ergibt sich bevorzugt eine, vorzugsweise nahezu exakte, Aufnahme der anliegenden Temperatur an der Verzinkungskesselwand, vorteilhafterweise ohne Einfluss von Störeinflüssen bzw. Fehlsignalen. Darüber hinaus erzeugt ein vollflächiger Kontakt der Kesselwände einen optimalen Wärmeübertrag aufgrund der Wärmeleitung vom Außenkessel zum Verzinkungskessel, wobei die Außenseite des Außenkessels der Brennereinrichtung zugewandt ist. Bei dieser Ausführungsform wird der wenigstens eine Sensor von der Außenkesselwand vor den hohen thermischen Belastungen der Brennereinrichtung geschützt.The galvanizing kettle is preferably let into the outer kettle so that there is a gap between the unfilled galvanizing kettle and the outer kettle. Usually, the gap is required with a view to assembling and to compensate for manufacturing tolerances. As the galvanizing kettle is filled with the zinc melt in the inside of the kettle, the gap closes due to the hydrostatic pressure caused by the zinc melt, so that preferably both kettles come into direct contact with one another. If the sensor or sensors are provided on the inside of the outer kettle facing the galvanizing kettle, this preferably results in a preferably almost exact recording of the temperature on the galvanizing kettle wall, advantageously without the influence of interfering influences or false signals. In addition, full-surface contact of the boiler walls creates an optimal heat transfer due to the heat conduction from the outer boiler to the galvanizing boiler, with the outside of the outer boiler facing the burner device. In this embodiment, the at least one sensor is protected from the high thermal loads on the burner device by the outer boiler wall.
Im Übrigen ist es besonders vorteilhaft, wenn der Außenkessel und/oder der Wandabschnitt und/oder die Trägerplatte eine erhöhte Festigkeit im Vergleich zum Verzinkungskessel aufweisen. In diesem Zusammenhang bietet es sich insbesondere an, die vorgenannten Bauteile aus einem Stahl des Typs S355 auszuführen. S355-Stähle werden insbesondere für beanspruchte Teile im Maschinen- und Stahlbau verwendet. Vorzugsweise weist der S355-Stahl eine erhöhte Festigkeit als das Material des Verzinkungskessels auf, insbesondere wobei der Verzinkungskessel bevorzugt aus VZH-Stahl hergestellt wird. VZH-Stahl wird vorzugsweise für Verzinkungs- und Bleischmelzpfannen sowie für ähnliche Verwendungszwecke eingesetzt. Dabei ist VZH-Stahl ein weicher Sonderstahl, der ohne Siliciumzusatz erschmolzen wird. Die Beruhigung erfolgt mit Aluminium, wobei der Aluminiumgehalt auf den Stickstoffgehalt abgestimmt ist. Insbesondere weist die Standardausführung eines VZH-Verzinkungskessels eine Festigkeit bei einer Temperatur von 450 °C von weniger als 55 MPa auf. Die Mindeststreckgrenze, insbesondere für Blechdicken zwischen 35 bis 70 mm, beträgt bei einem VZH-Stahl bei Raumtemperatur etwa 175 MPa. Im Gegensatz beträgt dazu die Mindeststreckgrenze bei Raumtemperatur bei einem S355-Stahl 355 MPa, insbesondere wobei die Festigkeit bei einer Temperatur von etwa 450 °C 250 MPa ist. Demgemäß ist die Festigkeit in dem vorhandenen Temperaturintervall der Feuerverzinkung bei einem S355-Stahl bevorzugt fünffach höher als bei einem VZH-Stahl, so dass insbesondere der erforderliche Querschnitt des Kesselblechs zur Aufnahme der gleichen Belastung erheblich geringer ausfallen kann.In addition, it is particularly advantageous if the outer vessel and / or the wall section and / or the carrier plate have increased strength compared to the galvanizing vessel. In this context, it is particularly advisable to make the aforementioned components from a steel of the type S355. S355 steels are used in particular for stressed parts in machine and steel construction. Preferably the S355 steel has a increased strength than the material of the galvanizing kettle, in particular wherein the galvanizing kettle is preferably made of VZH steel. VZH steel is preferably used for galvanizing and lead melting pans as well as for similar purposes. VZH steel is a soft special steel that is melted without the addition of silicon. The calming takes place with aluminum, whereby the aluminum content is matched to the nitrogen content. In particular, the standard version of a VZH galvanizing kettle has a strength at a temperature of 450 ° C of less than 55 MPa. The minimum yield strength, especially for sheet metal thicknesses between 35 and 70 mm, is around 175 MPa for VZH steel at room temperature. In contrast to this, the minimum yield strength at room temperature for an S355 steel is 355 MPa, in particular where the strength at a temperature of approximately 450 ° C. is 250 MPa. Accordingly, the strength in the existing temperature range of the hot-dip galvanizing of an S355 steel is preferably five times higher than that of a VZH steel, so that in particular the required cross-section of the boiler plate to absorb the same load can be considerably lower.
Vorteilhafterweise ist der Sensor bereichsweise an der Außenseite der Wandung des Verzinkungskessels angeordnet und/oder liegt an der Außenseite der Wandung des Verzinkungskessels an. Bei einem direkten Kontakt zu der Außenwandung des Verzinkungskessels kann insbesondere ohne die Verwendung einer weiteren Wand direkt über die Temperatur der Außenseite des Verzinkungskessels die Wandschichtdicke des Verzinkungskessels ermittelt werden. Dazu wird die eindimensionale, stationäre Wärmegleichung einer ebenen Wand verwendet. Bei der eindimensionalen stationären Wärmegleichung ist die Temperatur nur eine Funktion der x-Koordinate und die Wärme wird ausschließlich in diese Richtung übertragen. Beispielsweise trennt, wie im Fall des Verzinkungskessels, eine Wand der Dicke t2 ein heißes Fluid, insbesondere eine schmelzflüssige Zinkschmelze, von einem äußeren Bereich. Die Wandtemperaturen an der heißen und an der kalten Seite sind mit T3 bzw. T4 bezeichnet.The sensor is advantageously arranged in areas on the outside of the wall of the galvanizing vessel and / or rests against the outside of the wall of the galvanizing vessel. In the case of direct contact with the outer wall of the galvanizing kettle, the wall layer thickness of the galvanizing kettle can be determined directly via the temperature of the outside of the galvanizing kettle, in particular without the use of a further wall. For this purpose, the one-dimensional, stationary heat equation of a flat wall is used. In the one-dimensional stationary heat equation, the temperature is only a function of the x-coordinate and the heat is only transferred in this direction. For example, as in the case of the galvanizing kettle, a wall of thickness t 2 separates a hot fluid, in particular a molten zinc melt, from an outer region. The wall temperatures on the hot and cold sides are denoted by T 3 and T 4 , respectively.
Durch eine geeignete Form der Wärmegleichung im Hinblick auf die eindimensionale stationäre Wärmeleitung ohne Energieerzeugung in der Wand kann folgende Gleichung angewendet werden:
Bei einer bekannten Wärmeleistung kann somit auf die Wanddicke geschlossen werden.With a known thermal output, conclusions can be drawn about the wall thickness.
Soll die Berechnung der Wandstärke ohne die Verwendung der Wärmeleistung erfolgen, so ist insbesondere eine weitere Wand zur Bestimmung der Wandstärke mittels der Temperatur vorzuhalten, beispielsweise in Form einer Trägerplatte und/oder eines Wandabschnittes und/oder eines Außenkessels. Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass auch unter der Verwendung einer Trägerplatte und/oder eines weiteren Wandabschnittes und/oder eines Außenkessels die Messung der Temperatur mittels wenigstens eines Sensors direkt an der Außenseite der Wandung des Verzinkungskessels erfolgen kann.If the wall thickness is to be calculated without using the heat output, a further wall is to be provided in particular to determine the wall thickness by means of the temperature, for example in the form of a carrier plate and / or a wall section and / or an outer vessel. In this context, it goes without saying that the temperature can also be measured by means of at least one sensor directly on the outside of the wall of the galvanizing vessel using a carrier plate and / or a further wall section and / or an outer vessel.
Darüber hinaus ist es besonders vorteilhaft, wenn die Überwachungseinrichtung wenigstens eine Speichereinrichtung zur Speicherung der gemessenen und/oder berechneten und/oder abgeleiteten Werte aufweist. Die Speichereinrichtung kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass die Betriebszustände aufgezeichnet werden, so dass ein Nachweis von bestimmten Abläufen im Verzinkungsbetrieb gewährleistet werden kann. Demzufolge ist diese Speicherung auch insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Störfall aufgetreten ist, der später bewertet werden soll. Darüber hinaus kann durch eine Speichereinrichtung der zeitliche Verlauf der Kesselwandstärke betrachtet und/oder berücksichtigt werden, so dass nicht nur eine sofortige Reaktion auf Kennwerte erfolgen kann, sondern auch auf einen schleichenden Verlauf bzw. Veränderung der Kennwerte reagiert werden kann. Eine Speichereinrichtung bietet folglich die Möglichkeit, den Verzinkungsprozess nachhaltig zu optimieren und effizienter auszugestalten.In addition, it is particularly advantageous if the monitoring device has at least one storage device for storing the measured and / or calculated and / or derived values. The storage device can in particular be designed in such a way that the operating states are recorded so that evidence of certain processes in the galvanizing operation can be ensured. As a result, this storage is also particularly advantageous if a fault has occurred that is to be evaluated later. In addition, the time course of the boiler wall thickness can be viewed and / or taken into account by means of a memory device, so that not only can an immediate reaction to characteristic values take place, but also a creeping course or change in the characteristic values can be reacted to. A storage device consequently offers the possibility of sustainably optimizing the galvanizing process and making it more efficient.
Vorzugsweise weist die Überwachungseinrichtung eine Anzeigeeinrichtung zur optischen und/oder akustischen Anzeige auf, insbesondere wobei die Anzeigeeinrichtung mit der Auswerteeinrichtung derart gekoppelt ist, dass bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes der Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels ein Anzeigesignal angezeigt wird. In diesem Zusammenhang versteht es sich auch, dass die Anzeigeeinrichtung mit der Speichereinrichtung gekoppelt sein kann, so dass auch ein Anzeigen von einem zeitlichen Verlauf der Kennwerte ermöglicht wird. Insbesondere dem Bedienpersonal der Verzinkung ist es somit möglich, die zeitliche Veränderung der Wandstärke des Verzinkungskessels nachzuvollziehen, so dass sich ein effizienterer Einsatz des Verzinkungskessels ergibt.The monitoring device preferably has a display device for optical and / or acoustic display, in particular the display device being coupled to the evaluation device in such a way that a display signal is displayed when the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel falls below a predetermined limit value. In this context, it is also understood that the display device can be coupled to the memory device, so that a display of a time profile of the characteristic values is also made possible. In particular, it is possible for the galvanizing personnel to understand the change in the wall thickness of the galvanizing kettle over time, so that the galvanizing kettle can be used more efficiently.
Als Grenzwert der Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels ist insbesondere eine Wandstärke im Bereich von 5 bis 30 mm, bevorzugt zwischen 10 bis 25 mm, weiter bevorzugt zwischen 15 bis 20 mm, insbesondere zumindest im Wesentlichen 20 mm, anzusehen. Eine Wandstärke von 20 mm hat bereits einen kritischen Zustand des Verzinkungskessels erreicht und ein möglicher globaler und/oder lokaler Stabilitätsverlust des Verzinkungskessels können nicht ausgeschlossen werden, so dass bei Erreichen der kritischen Wandstärke bzw. des Grenzwertes der Wandstärke die Aussendung einer Anzeige besonders vorteilhaft ist.A wall thickness in the range from 5 to 30 mm, preferably between 10 to 25 mm, more preferably between 15 to 20 mm, in particular at least substantially 20 mm, is to be regarded as the limit value of the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel. A wall thickness of 20 mm has already reached a critical condition of the galvanizing kettle and a possible global and / or local loss of stability of the galvanizing kettle cannot be ruled out, so that when the critical wall thickness or the limit value of the wall thickness is reached, it is particularly advantageous to send a notification.
Vorteilhafterweise ist die Überwachungseinrichtung mit einer wenigstens einen Brenner aufweisenden Brennereinrichtung gekoppelt, wobei die Überwachungseinrichtung zur Steuerung der Brennereinrichtung ausgebildet ist. Die Brennereinrichtung bringt die benötigte Wärmeenergie in die Zinkschmelze über die Verzinkungskesselwand ein. Letztlich versteht es sich, dass bevorzugt die Brennereinrichtung eine Mehrzahl an Brennern aufweist, die bevorzugt um den Umfang und/oder der Höhe des Verzinkungskessel verteilt, und zweitens insbesondere gleich beabstandet verteilt, auf dessen Außenwand ausgerichtet sind, wobei durch die Brenner eine Wärmeeinbringungszone auf der Verzinkungskesselwand ausgebildet wird. Als Wärmeeinbringungszone wird dabei der Bereich der Außenwand des Verzinkungskessels bezeichnet, der unmittelbar von der Flamme des Brenners bzw. vom Flammkegel des Brenners erfasst wird. Aufgrund der Erfindung ist es nun möglich, die Wärmeeinbringungszone so auszubilden, dass einzelne, insbesondere lokale, erhöhte Temperaturbereiche, sogenannte "Hotspots", vermieden werden. Hierzu können die einzelnen Brenner der Brennereinrichtungen von ihrer Brennerleistung und/oder ihrer Ausrichtung her über die Steuereinrichtung angesteuert werden. Insbesondere ist die Brennereinrichtung so zu steuern und/oder auszurichten, dass sich eine zumindest im Wesentlichen gleichmäßige Wärmeeinbringungszone an der Außenwand des Verzinkungskessels ergibt.The monitoring device is advantageously coupled to a burner device having at least one burner, the monitoring device being designed to control the burner device. The burner device brings the required thermal energy into the zinc melt via the galvanizing vessel wall. Ultimately, it goes without saying that the burner device preferably has a plurality of burners, which are preferably distributed around the circumference and / or the height of the galvanizing kettle, and secondly, in particular equally spaced apart, are aligned on its outer wall, with the burners creating a heat input zone on the Galvanizing boiler wall is formed. The area of the outer wall of the galvanizing kettle that is directly covered by the flame of the burner or the flame cone of the burner is referred to as the heat input zone. Due to the invention, it is now possible to design the heat input zone in such a way that individual, in particular local, elevated temperature ranges, so-called “hotspots”, are avoided. For this purpose, the individual burners of the burner devices can be controlled via the control device in terms of their burner output and / or their orientation. In particular, the burner device is to be controlled and / or aligned in such a way that an at least substantially uniform heat input zone results on the outer wall of the galvanizing kettle.
Die Steuereinrichtung der Brennereinrichtung ist bevorzugt so auszuführen, dass sich ein gleichmäßiger Abtrag der Kesselwandstärke ergibt. Insbesondere soll ein minimaler Abtrag der Kesselwand sichergestellt werden. Bei einer Abweichung der Kennwerte von vorgegebenen Sollwerten kann beispielsweise die Brennleistung eines Brenners verändert werden. Darüber hinaus ist es auch denkbar den Brennkegel eines Brenners zu verändern, insbesondere wobei die Richtung des Brenners verändert wird. So können beispielsweise die Wärmeeinbringungszonen eingestellt werden. Vorzugsweise ist bei einer Mehrzahl von Brennern eine individuelle Einstellung für jeden Brenner vorgesehen. Bei Erreichen eines maximalen und/oder minimalen Grenzwertes eines Kennwertes, beispielsweise 20 mm als Wandstärke der Wandung, kann auch eine sofortige Abschaltung der Brennereinrichtung eingeleitet werden. Folglich kann die Brennereinrichtung in Abhängigkeit der erfassten Messwerte und insbesondere in Abhängigkeit des zeitlichen Verlaufes von Kennwerten eingestellt werden, so dass sich eine Erhöhung der Materialeffizienz und eine längere Standzeit des Verzinkungskessels ergibt.The control device of the burner device is preferably designed in such a way that the boiler wall thickness is removed evenly. In particular, minimal removal of the boiler wall should be ensured. If the characteristic values deviate from predetermined setpoint values, the combustion output of a burner can be changed, for example. In addition, it is also conceivable to change the focal cone of a burner, in particular in which the direction of the burner is changed. For example, the heat input zones can be set. In the case of a plurality of burners, an individual setting is preferably provided for each burner. When a maximum and / or minimum limit value of a characteristic value is reached, for example 20 mm as the wall thickness of the wall, an immediate shutdown of the burner device can also be initiated. As a result, the burner device can be set as a function of the recorded measured values and, in particular, as a function of the time course of characteristic values, so that there is an increase in material efficiency and a longer service life of the galvanizing kettle.
Vorteilhafterweise wird die Steuerung der Brennereinrichtung über die Gaszufuhr und/oder die Luftzufuhr des Brenners der Brennereinrichtung ausgebildet. So kann die Gaszufuhr und/oder die Luftzufuhr dahingehend angepasst werden, dass sich eine erhöhte oder eine verringerte Wärmeleistung des Brenners ergibt.The control of the burner device is advantageously implemented via the gas supply and / or the air supply to the burner of the burner device. In this way, the gas supply and / or the air supply can be adapted to the effect that there is an increased or a reduced thermal output of the burner.
Im Übrigen ist bei einer weiteren Ausführungsvariante des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass die Brennereinrichtung mindestens zwei unabhängig steuerbare Brenner aufweist. Zwei voneinander unabhängige Brenner bieten den Vorteil, dass unterschiedliche Wärmeeinbringungszonen auf dem Verzinkungskessel bzw. der Wandung des Verzinkungskessels möglich sind, wenn dies aufgrund des Verzinkungsprozesses und der in das Verzinkungsbad eingebrachten Bauteile erforderlich ist.Incidentally, in a further embodiment variant of the inventive concept, it is provided that the burner device has at least two independently controllable burners. Two independent burners offer the advantage that different heat input zones are possible on the galvanizing kettle or the wall of the galvanizing kettle if this is necessary due to the galvanizing process and the components introduced into the galvanizing bath.
Vorteilhafterweise sind die Wärmeeinbringungszonen beabstandet zueinander an der Außenseite des Verzinkungskessels angeordnet, so dass ein gleichmäßiges Aufwärmen bzw. eine konstante Temperatur der Zinkschmelze gewährleistet wird.The heat introduction zones are advantageously arranged at a distance from one another on the outside of the galvanizing kettle, so that uniform heating or a constant temperature of the zinc melt is ensured.
Darüber hinaus ist bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass der Sensor und/oder die Sensoren im Bereich einer Wärmeeinbringungszone der Brennereinrichtung angeordnet sind. Diese Anordnung des Sensors und/oder der Sensoren ist deshalb vorteilhaft, da vornehmlich in Bereichen der Wärmeeinbringungszone mögliche "Hotspots" entstehen können. Durch die Anordnung von wenigstens einem Sensor in wenigstens einer Wärmeeinbringungszone kann gewährleistet werden, dass diese Zonen, die insbesondere einem erhöhten Risiko eines verstärkten Kesselwandabtrages unterliegen, kontinuierlich überwacht werden können, so dass ein Durchbruch der Kesselwand im Bereich einer Wärmeeinbringungszone vermieden bzw. umgangen werden kann.In addition, in a further particularly preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that the sensor and / or the sensors are arranged in the region of a heat input zone of the burner device. This arrangement of the sensor and / or the sensors is advantageous because possible "hotspots" can arise primarily in areas of the heat input zone. By arranging at least one sensor in at least one heat input zone, it can be ensured that these zones, which in particular are subject to an increased risk of increased boiler wall removal, can be continuously monitored so that a breakthrough in the boiler wall in the area of a heat input zone can be avoided or bypassed .
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Brenner der Brennereinrichtung im Bereich einer den Verzinkungskessel mit Abstand umgebenen Ofentragstruktur vorgesehen ist. Dabei sind die Brenner bzw. ist der Brenner der Brennereinrichtung auf die Außenseite des Verzinkungskessels gerichtet. Bei einer Mehrzahl von Brennern sind diese über den Umfang der Außenseite des Verzinkungskessels verteilt, wobei es sich anbietet, dass die Brenner mit einem gleichen Abstand voneinander beabstandet sind. Darüber hinaus oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass benachbarte Brenner bezogen auf die Kesselhöhe versetzt zueinander angeordnet sind und damit bezogen auf die Kesselhöhe unterschiedliche hohe Bereiche des Verzinkungskessels befeuern. Eine derartige Anordnung bietet sich insbesondere bei Flachflammenbrennern an.In a preferred embodiment it is provided that the burner of the burner device is provided in the area of a furnace support structure surrounding the galvanizing kettle at a distance. The burners or the burner of the burner device are directed towards the outside of the galvanizing kettle. In the case of a plurality of burners, these are distributed over the circumference of the outside of the galvanizing vessel, it being advisable for the burners to be spaced from one another at the same distance. In addition or in addition, it can be provided that adjacent burners are arranged offset from one another in relation to the boiler height and thus fire areas of the galvanizing boiler of different heights with respect to the boiler height. Such an arrangement is particularly suitable for flat flame burners.
Bei der Verwendung von Hochgeschwindigkeitsbrennern, die insbesondere stirnseitig positioniert sind und parallel zur Längswand des Verzinkungskessels in den Brennerraum feuern, ist vorteilhafterweise eine flächige Anordnung der Sensoren vorgesehen.When using high-speed burners, which are positioned in particular at the front and fire into the burner space parallel to the longitudinal wall of the galvanizing kettle, a planar arrangement of the sensors is advantageously provided.
Bei Flachflammenbrennern legt sich die Flamme um den Brenneraustritt an die Ofenwand an, insbesondere bedingt durch die Geometrie und die Strömungsgeschwindigkeit, so dass sich die Flamme ringförmig um den Brenneraustritt erstreckt. Ausgehend vom Brenneraustritt wird die Wärme bzw. die Energie gleichmäßig in den Brennerraum eingebracht. Flachflammenbrenner zeichnen sich sowohl durch eine hohe Flammstabilität als auch durch die mögliche Veränderung von kalter oder erwärmter Brennerluft aus.In the case of flat flame burners, the flame rests against the furnace wall around the burner outlet, in particular due to the geometry and the flow velocity, so that the flame extends in a ring around the burner outlet. Starting from the burner outlet, the heat or energy is introduced evenly into the burner chamber. Flat flame burners are characterized by both high flame stability and the possibility of changing cold or heated burner air.
Hochgeschwindigkeitsbrenner zeichnen sich durch eine hohe Flammenaustrittsgeschwindigkeit des Heißgases aus und sorgen demzufolge für eine effektive Durchmischung der Ofenatmosphäre bzw. der Brennerraumatmosphäre. Weiterhin zeichnen sich diese Brenner durch ein stabiles Brennverhalten aus, auch im unter- und/oder überstöchiometrischen Bereich.High-speed burners are characterized by a high flame exit speed of the hot gas and consequently ensure an effective mixing of the furnace atmosphere or the burner chamber atmosphere. Furthermore, these burners are characterized by a stable burning behavior, even in the under- and / or over-stoichiometric range.
Insbesondere bei Flachflammenbrennern ergibt sich in der Regel ein erhöhter Abtrag im Bereich des Wärmeeinbringungsbereiches bzw. der Wärmeeinbringungszone des Brenners. Bei Hochgeschwindigkeitsbrennern hingegen kann sich ein erhöhter Abtrag der Wandung des Verzinkungskessels im Bereich entlang der Flamme ergeben. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist daher die Trägerplatte nur in den Bereichen, auf die der Brenner wirkt, installiert. Der Sensor bzw. die Sensoren sind vorzugsweise in den Bereichen eines erhöhten Abtrags der Wandung des Verzinkungskessels angeordnet, so dass ein lokaler und/oder globaler Stabilitätsverlust vermieden werden kann.In the case of flat flame burners in particular, there is generally increased removal in the area of the heat input area or the heat input zone of the burner. In the case of high-speed burners, on the other hand, there may be increased removal of the wall of the galvanizing kettle in the area along the flame. In a particularly preferred embodiment, the carrier plate is therefore only installed in the areas on which the burner acts. The sensor or the sensors are preferably in the areas of increased removal Wall of the galvanizing vessel arranged so that a local and / or global loss of stability can be avoided.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist ein Verfahren zur Feuerverzinkung von Bauteilen, insbesondere unter Verwendung einer erfindungsgemäßen, wie zuvor beschriebenen Vorrichtung zur Feuerverzinkung, in einer Zinkschmelze, wobei die Zinkschmelze in einem durch eine Wandung eines Verzinkungskessels gebildeten Kesselinnenraum befindlich und/oder angeordnet ist, wobei die Wandstärke der Wandung eines Verzinkungskessels während des Verzinkungsbetriebes mittels einer Überwachungseinrichtung überwacht wird, wobei wenigstens ein im Bereich der Außenseite der Wandung des Verzinkungskessels vorgesehener Sensor wenigstens die Temperatur des Verzinkungskessels misst und eine mit dem Sensor gekoppelte Auswerteeinrichtung den aufgenommenen Messwert verarbeitet und die Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels berechnet und/oder ableitet.Another object of the present invention - according to a second aspect of the present invention - is a method for hot-dip galvanizing of components, in particular using a device according to the invention, as described above, for hot-dip galvanizing in a zinc melt, the zinc melt in a zinc bath formed by a wall of a galvanizing kettle The inside of the boiler is located and / or arranged, the wall thickness of the wall of a galvanizing boiler being monitored during galvanizing operation by means of a monitoring device, at least one sensor provided in the area of the outside of the wall of the galvanizing boiler measuring at least the temperature of the galvanizing boiler and an evaluation device coupled to the sensor processes the recorded measured value and calculates and / or derives the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel.
Die Überwachung der Feuerverzinkungsvorrichtung bietet - wie zuvor bereits ausgeführt - den Vorteil, dass frühzeitig ein erhöhter Kesselwandabtrag erkannt werden kann und/oder korrigierende Maßnahmen ergriffen werden können und/oder dass der Kesselwandabtrag minimiert und ständig erfasst wird. Demzufolge kann insbesondere die Kesselstandzeit erhöht werden und/oder die Kesselwandminimalstärke verringert werden. Durch eine Überwachung der Wandstärke des Verzinkungskessels ist es möglich, einen Durchbruch des Verzinkungskessels zu vermeiden, der insbesondere aufgrund von thermischen "Hotspots" hervorgerufen wird. Dadurch wird sowohl die Betriebssicherheit erhöht und im Übrigen werden die Produktions- bzw. die Instandsetzungskosten des Verzinkungskessels verringert. Für weitere Vorteile, die sich in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben, wird auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Feuerverzinkungsvorrichtung ausdrücklich Bezug genommen.The monitoring of the hot-dip galvanizing device offers - as already explained above - the advantage that increased boiler wall removal can be recognized early and / or corrective measures can be taken and / or that the boiler wall removal is minimized and continuously recorded. As a result, in particular the boiler service life can be increased and / or the minimum boiler wall thickness can be reduced. By monitoring the wall thickness of the galvanizing kettle, it is possible to avoid a breakthrough in the galvanizing kettle, which is caused in particular by thermal "hotspots". As a result, both the operational safety is increased and, moreover, the production and repair costs of the galvanizing kettle are reduced. For further advantages that result in connection with the method according to the invention, express reference is made to the above statements in connection with the hot-dip galvanizing device according to the invention.
Wie zuvor beschrieben, ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass wenigstens ein im Bereich der Außenseite der Wandung des Verzinkungskessels vorgesehener Sensor wenigstens die Temperatur des Verzinkungskessels misst und eine mit dem Sensor gekoppelte Auswerteeinrichtung den aufgenommenen Messwert, vorzugsweise mit weiteren erfassten Kennwerten, verarbeitet und die Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels daraus berechnet und/oder ableitet. Durch die, insbesondere indirekte, Messung bzw. Bestimmung der Wandstärke mittels des Sensors kann die Überwachung der Wandung des Verzinkungskessels erfolgen. Dabei versteht es sich, dass eine Mehrzahl von Sensoren eine Redundanz der Überwachungseinrichtung erzeugen und dahingehend ist es vorteilhaft, wenn eine Mehrzahl von Sensoren verwendet wird, insbesondere im Bereich einer Wärmeeinbringungs-zone. Durch den aufgenommenen Messwert bzw. den ermittelten Kennwert kann die Wandstärke bestimmt werden, so dass eine Auswerteeinrichtung die gewünschte Wandstärke ermitteln kann.As described above, it is provided in the method according to the invention that at least one sensor provided in the area of the outside of the wall of the galvanizing kettle measures at least the temperature of the galvanizing kettle and an evaluation device coupled to the sensor measures the recorded measured value, preferably with further recorded characteristic values, processed and the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel is calculated and / or derived therefrom. By measuring or determining the wall thickness by means of the sensor, in particular indirect, the monitoring of the wall of the galvanizing kettle can take place. It goes without saying that a plurality of sensors generate a redundancy of the monitoring device and to this end it is advantageous if a plurality of sensors is used, in particular in the area of a heat input zone. The wall thickness can be determined by the recorded measured value or the determined characteristic value, so that an evaluation device can determine the desired wall thickness.
Vorzugsweise misst ein weiterer Sensor weitere Messwerte der Vorrichtung zur Feuerverzinkung, insbesondere die Temperatur der Zinkschmelze und/oder die Temperatur im Brennerraum. Vorteilhafterweise übergibt der weitere Sensor den Messwert an die Auswerteeinrichtung zur Ermittlung der Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels.Another sensor preferably measures further measured values of the device for hot-dip galvanizing, in particular the temperature of the zinc melt and / or the temperature in the burner space. The further sensor advantageously transfers the measured value to the evaluation device for determining the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel.
Vorzugsweise erfolgt eine kontinuierliche Messwerterfassung mittels wenigstens eines Sensors. Die kontinuierliche Messwerterfassung ist insbesondere so auszuführen, dass in regelmäßigen Intervallen eine Messwerterfassung wenigstens eines Kennwertes, insbesondere zur Bestimmung der Wandstärke der Wandung, durchgeführt wird. Die kontinuierliche Messwerterfassung bietet den Vorteil, dass die Wandstärke des Verzinkungskessels während des gesamten Verzinkungsbetriebes überwacht werden kann, so dass individuell auf außerordentliche Betriebssituationen bzw. Störungen reagiert werden kann.A continuous measurement value acquisition is preferably carried out by means of at least one sensor. The continuous acquisition of measured values is to be implemented in such a way that a measured value acquisition of at least one characteristic value, in particular to determine the wall thickness of the wall, is carried out at regular intervals. The continuous recording of measured values offers the advantage that the wall thickness of the galvanizing kettle can be monitored during the entire galvanizing operation, so that it is possible to react individually to extraordinary operating situations or malfunctions.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass wenigstens eine Speichereinrichtung der Überwachungseinrichtung die, insbesondere berechneten und/oder abgeleiteten Werte, speichert. Eine Speicherung der Werte, insbesondere der Wandstärke, ermöglicht die zeitliche Veränderung des Wertes nachzuvollziehen, um daraus etwaige Abweichungen vom Sollwert oder Sollverlauf abzuleiten bzw. zu erkennen. Dabei kann die Überwachungseinrichtung auch so ausgebildet sein, dass nicht nur Grenzwerte der Wandstärke des Verzinkungskessels überwacht werden, sondern auch ein erhöhter Kesselwandabtrag über einen bestimmten Zeitraum. Hierdurch können möglicherweise Fehler beim Verzinkungszeitraum erkannt werden. Jedenfalls ist es möglich, dass durch die Speichereinrichtung der Kesselwandabtrag nachvollzogen und ein funktionaler Zusammenhang zwischen der Kesselwandstärke des Verzinkungskessels, dem Verzinkungsvorgang und/oder der Zeit hergestellt wird.In a further preferred embodiment of the method it is provided that at least one storage device of the monitoring device stores the, in particular calculated and / or derived values. Storing the values, in particular the wall thickness, enables the change in the value over time to be traced in order to derive or recognize any deviations from the target value or target curve. The monitoring device can also be designed in such a way that not only limit values for the wall thickness of the galvanizing vessel are monitored, but also increased vessel wall removal over a certain period of time. This can possibly detect errors in the galvanizing period. In any case, it is possible that the boiler wall removal is reproduced by the storage device and a functional relationship between the boiler wall thickness of the galvanizing boiler, the galvanizing process and / or the time is established.
Besonders bevorzugt ist, dass eine Anzeigeeinrichtung der Überwachungseinrichtung ein optisches und/oder akustisches Anzeigesignal anzeigt. Dieses Anzeigesignal wird vorzugsweise dann angezeigt, wenn ein vorgegebener Grenzwert der Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels unterschritten wird. Vorteilhafterweise ist dabei die Anzeigeeinrichtung mit der Auswerteeinrichtung gekoppelt, so dass das Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes erkannt werden kann. Vorzugsweise beträgt der Grenzwert der Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels etwa 20 bis 25 mm und/oder liegt in einem Bereich von 5 bis 30 mm, bevorzugt 10 bis 25 mm. Ein optisches und/oder akustisches Signal ermöglicht es, dass neben einer möglichen, bevorzugt automatisierten, Steuerung der Brennereinrichtung ein manueller Eingriff des Bedienpersonals des Verzinkungskessels ermöglicht wird, so dass das Bedienpersonal auf eine Störsituation aufmerksam gemacht wird. Das Bedienpersonal kann beispielsweise eine sofortige Abschaltung der Brennereinrichtung einleiten und/oder ist sensibilisiert, dass auf bestimmte Bereiche des Verzinkungskessels in besonderem Maße geachtet werden muss. Vorzugsweise ist die Überwachungseinrichtung mit einer wenigstens einem Brenner aufweisende Brennereinrichtung gekoppelt, wobei die Überwachungseinrichtung die Brennereinrichtung steuert. Eine Steuerung der Brennereinrichtung über die Überwachungseinrichtung gewährleistet, dass die Brennereinrichtung in Abhängigkeit der Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels die Wärmeeinbringungszonen auf der Wandung beeinflussen kann. So ist eine Vergrößerung oder Verkleinerung einer Wärmeeinbringungszone bei gleicher, erhöhter oder verringerter Wärmeleistung möglich. Darüber hinaus können, insbesondere bei einem automatisierten Vorgang, thermische Hotspots auf der Wand des Verzinkungskessels bzw. auf der Außenseite, die den Brennern zugewandt ist, vermieden werden. Eine Steuerung der Brennereinrichtung mittels der Überwachungseinrichtung ermöglicht die Kopplung der Brennereinrichtung zu der Auswerteeinrichtung und/oder der Speichereinrichtung. Durch die Kopplung der Brennereinrichtung zu der die Messdaten erfassenden Auswerteeinrichtung stellt sicher, dass insbesondere eine optimierte Wärmeeinbringung in die Zinkschmelze erfolgen kann und dass vorzugsweise ein gleichmäßiger Abtrag der Wandstärke des Verzinkungskessels erfolgt.It is particularly preferred that a display device of the monitoring device displays an optical and / or acoustic display signal. This display signal is preferably displayed when the wall thickness of the wall of the galvanizing kettle falls below a predetermined limit value. Advantageously, the display device is coupled to the evaluation device so that it can be recognized that the value falls below a predetermined limit. The limit value of the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel is preferably about 20 to 25 mm and / or is in a range from 5 to 30 mm, preferably 10 to 25 mm. An optical and / or acoustic signal enables, in addition to a possible, preferably automated, control of the burner device, manual intervention by the operators of the galvanizing kettle, so that the operators are made aware of a fault situation. The operating personnel can, for example, initiate an immediate shutdown of the burner device and / or are made aware that particular areas of the galvanizing kettle must be given special attention. The monitoring device is preferably coupled to a burner device having at least one burner, the monitoring device controlling the burner device. Controlling the burner device via the monitoring device ensures that the burner device can influence the heat input zones on the wall as a function of the wall thickness of the wall of the galvanizing vessel. It is thus possible to enlarge or reduce a heat input zone with the same, increased or reduced heat output. In addition, especially in the case of an automated process, thermal hotspots on the wall of the galvanizing kettle or on the outside facing the burners can be avoided. Controlling the burner device by means of the monitoring device enables the burner device to be coupled to the evaluation device and / or the storage device. The coupling of the burner device to the evaluation device acquiring the measurement data ensures that, in particular, an optimized introduction of heat into the zinc melt can take place and that the wall thickness of the galvanizing kettle is preferably evenly removed.
Im Übrigen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Überwachungseinrichtung die Gaszufuhr und/oder die Luftzufuhr des Brenners der Brennereinrichtung steuert, so dass die Brennerleistung an die berechnete und/oder abgeleitete Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels erfolgen kann. Letztlich kann die Überwachungseinrichtung nicht nur die Gaszufuhr und/oder die Luftzufuhr des Brenners steuern, sondern insbesondere auch die Ausrichtung des Brenners, vorzugsweise den Brennkegel, oder kann, insbesondere bei einer Mehrzahl von Brennern, einzelne Brenner ansteuern und/oder die Brenner separat bedienen oder sogar abschalten.In addition, it is particularly advantageous if the monitoring device controls the gas supply and / or the air supply to the burner of the burner device so that the burner output can be based on the calculated and / or derived wall thickness of the wall of the galvanizing vessel. Ultimately, the monitoring device can not only control the gas supply and / or the air supply to the burner, but in particular also the alignment of the burner, preferably the burner cone, or, in particular with a plurality of burners, can control individual burners and / or operate or operate the burners separately even switch off.
Im Ergebnis betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Feuerverzinkung von Bauteilen mit einem Verzinkungskessel zur Aufnahme einer Zinkschmelze im Kesselinnenraum, wobei eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels während des Verzinkungskesselbetriebes vorgesehen ist. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß ein Verfahren unter Verwendung der vorgenannten Vorrichtung zur Feuerverzinkung von Bauteilen vorgesehen. Die Wandstärke der Wandung des Verzinkungskessels kann insbesondere berechnet und/oder abgeleitet werden aus wenigstens einem Mess- oder Kennwert, der durch die Überwachungseinrichtung gemessen oder abgeleitet wird.As a result, the invention relates to a device for hot-dip galvanizing of components with a galvanizing kettle for receiving a zinc melt in the boiler interior, a monitoring device being provided for monitoring the wall thickness of the wall of the galvanizing kettle during operation of the galvanizing kettle. In addition, the invention provides a method using the aforementioned device for hot-dip galvanizing of components. The wall thickness of the wall of the galvanizing vessel can in particular be calculated and / or derived from at least one measurement or characteristic value that is measured or derived by the monitoring device.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und der Zeichnung selbst. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüche oder deren Rückbeziehung.Further features, advantages and possible applications of the present invention emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing and the drawing itself. All of the features described and / or illustrated form the subject matter of the present invention individually or in any combination, regardless of their Summary in the claims or their back-references.
Es zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Verzinkungskessels,
- Fig. 2A
- eine schematische Querschnittsansicht einer Alternative des Details A aus
Fig. 1 , - Fig. 2B
- eine schematische Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform des Details A aus
Fig. 1 , - Fig. 3
- eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verzinkungskessels,
- Fig. 4
- eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verzinkungskessels,
- Fig. 5
- eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Trägerplatte,
- Fig. 6
- eine schematische Darstellung der Temperaturabnahme über die Wandstärke eines Verzinkungskessels,
- Fig. 7
- eine schematische Darstellung der Temperaturabnahme über die Wandstärke einer weiteren Ausführungsform eines Verzinkungskessels,
- Fig. 8
- eine schematische Darstellung der Temperaturabnahme über die Wandstärke einer weiteren Ausführungsform eines Verzinkungskessels,
- Fig. 9
- eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung und
- Fig. 10
- eine schematische Ansicht von Teilen eines Verzinkungskessels unter Verwendung von Hochgeschwindigkeitsbrennern.
- Fig. 1
- a schematic cross-sectional view of a galvanizing kettle according to the invention,
- Figure 2A
- a schematic cross-sectional view of an alternative of the detail A from FIG
Fig. 1 , - Figure 2B
- a schematic cross-sectional view of another embodiment of the detail A from
Fig. 1 , - Fig. 3
- a schematic cross-sectional view of a further embodiment of a galvanizing kettle according to the invention,
- Fig. 4
- a schematic perspective view of a further embodiment of a galvanizing kettle according to the invention,
- Fig. 5
- a schematic plan view of a carrier plate according to the invention,
- Fig. 6
- a schematic representation of the temperature decrease over the wall thickness of a galvanizing kettle,
- Fig. 7
- a schematic representation of the temperature decrease over the wall thickness of a further embodiment of a galvanizing kettle,
- Fig. 8
- a schematic representation of the temperature decrease over the wall thickness of a further embodiment of a galvanizing kettle,
- Fig. 9
- a schematic representation of the monitoring device according to the invention and
- Fig. 10
- Figure 3 is a schematic view of parts of a galvanizing kettle using high speed burners.
Wie sich aus
Die
Nicht dargestellt ist, dass die Überwachungseinrichtung 6 derart ausgebildet ist, dass eine kontinuierliche Messwerterfassung erfolgt. Bei der vorliegenden Ausführungsform erfolgt eine Messwerterfassung in regelmäßigen zeitlichen Intervallen, die zwischen einer Minute und einer Stunde liegen. So ist es beispielsweise möglich, alle zehn Minuten eine Messwerterfassung vorzunehmen. Unabhängig von der Häufigkeit der Messwerterfassung werden die jeweiligen Messwerte über die Auswerteeinrichtung 11 verarbeitet.It is not shown that the
Weiterhin ist nicht dargestellt, dass weitere Sensoren 10 und/oder ein weiterer Sensor zur Messung von weiteren Kennwerten und/oder Messwerten der Vorrichtung 1 zur Feuerverzinkung vorgesehen sind. Die weiteren Messwerte beziehen sich beispielsweise auf den Brennerraum und/oder den Kesselinnenraum 5 und/oder auf die Zinkschmelze 4. Insbesondere wird die Temperatur in dem Brennerraum und/oder die Temperatur der Zinkschmelze 4 gemessen, vorzugsweise zur Bestimmung der Wandstärke 7 der Wandung 8 des Verzinkungskessels 3, gemeinsam mit der Temperatur in der Zwischenebene 14 und/oder im Bereich der Grenzfläche der Wandung 8 des Verzinkungskessels 3. Zusätzlich ist nicht dargestellt, dass der weitere Sensor 10 mit der Auswerteeinrichtung 11 gekoppelt ist.Furthermore, it is not shown that
Eine Ermittlung der Wandstärke 7 der Wandung 8 des Verzinkungskessels 3 kann durch Messung der Temperatur in der Grenzfläche der Wandung 8 des Verzinkungskessels 3, insbesondere unter Zuhilfenahme der standardmäßig und/oder zusätzlich erfassten Temperaturen im Brennerraum sowie in der Zinkschmelze 4, erfolgen. Dabei ist der, insbesondere als Temperatursensor ausgebildete, Sensor 10 im Bereich der Grenzfläche der Wandung 8 des Verzinkungskessels 3 vorgesehen. Dies wird auch in
Anhand eines Rechenbeispiels wird nachfolgend verdeutlicht, wie die Wandstärke 7 des Verzinkungskessels 3 aus der Temperatur berechnet werden kann.Using a calculation example, it is illustrated below how the
Zunächst erfolgt eine Kalibrierung des Sensors 10 im Grenzbereich der Wandung 8 des Verzinkungskessels 3, vorzugsweise im Neuzustand des Verzinkungskessels 3 und/oder bei Installation der Überwachungsvorrichtung 6, insbesondere zumindest unter Kenntnis einer bekannten Wandstärke 7. Es wird die Formel (10) genutzt:
- T1
- Temperatur im Brennerraum,
Außenseite der Trägerpatte 12 und/oder des Außenkessels 15 und/oder des Wandabschnitts 13 - T2
- Temperatur in der Zwischenebene zwischen Trägerplatte 12 und Verzinkungskessel 3 (
Innenseite Trägerplatte 12/Außenseite 9 des Verzinkungskessels 3) - T4
- Temperatur an der Innenwand des Verzinkungskessels 3
- t1
Wanddicke der Trägerplatte 12 und/oder des Außenkessels 15 und/oder des Wandabschnitts 13- t2
Wandstärke 7der Wandung 8 desVerzinkungskessels 3
- T1
- Temperature in the burner space, outside of the
support plate 12 and / or of theouter boiler 15 and / or of thewall section 13 - T2
- Temperature in the intermediate level between
carrier plate 12 and galvanizing kettle 3 (insidecarrier plate 12 / outside 9 of galvanizing kettle 3) - T4
- Temperature on the inside wall of the galvanizing
kettle 3 - t1
- Wall thickness of the
carrier plate 12 and / or of theouter vessel 15 and / or of thewall section 13 - t2
-
Wall thickness 7 of thewall 8 of the galvanizingkettle 3
Zur Ermittlung der Temperatur T2 kann folgende Umformung getroffen werden:
- t 1 = 20 mm
- t 2 = 50 mm
- T 1 = 600° C
- T 4 = 450° C
- t 1 = 20 mm
- t 2 = 50 mm
- T 1 = 600 ° C
- T 4 = 450 ° C
Bei der Berechnung wird angenommen, dass die Temperaturverteilung im Brennerraum wie auch im Kesselinnenraum 5 bzw. im Verzinkungskessel 3 als homogen anzusehen ist. Die sich in der Grenzfläche eingestellte bzw. in dem Zwischenraum 14 einstellende theoretische Temperatur T2 wird dabei mittels des Sensors 10 erfasst. Über den Abgleich des theoretischen SOLL-Wertes und des tatsächlichen erfassten IST-Wertes kann die Kalibrierung im Neuzustand durchgeführt werden.The calculation assumes that the temperature distribution in the burner space as well as in the
Bei einer kontinuierlichen Messwerterfassung ergibt sich beispielsweise ein Zustand nach acht Jahren, der dadurch charakterisiert ist, dass
Die Dicke bzw. die Wandstärke 7 des Verzinkungskessels 3 lässt sich wie folgt bestimmen:
Es ergibt sich mit den bekannten Größen:
Es liegt somit eine deutliche Abnahme der Wandstärke 7 des Verzinkungskessels 3 nach acht Jahren von 50 mm auf 26 mm vor. Durch die Überwachungseinrichtung 6 kann diese kritische Wandstärke 7 des Verzinkungskessels 3 kontinuierlich überwacht werden und bei Unterschreiten eines Grenzwertes, beispielsweise unter 25 mm, kann entweder ein Anzeigesignal und/oder ein Gegensteuern ausgelöst bzw. eingeleitet werden.There is thus a significant decrease in the
Im Übrigen ist nicht dargestellt, dass der Sensor 10 als Dünnfilmthermoelement und/oder als Mantelthermoelement ausgebildet ist. Insbesondere hält der Sensor 10 thermischen Belastungen von über 650 °C stand.Otherwise, it is not shown that the
Wie bereits erläutert, zeigt die
Die Sensoren 10 können auf verschiedene Weise an der Außenseite 9 des Verzinkungskessels 3 angebracht bzw. angeordnet werden.
Die
Darüber hinaus zeigt die
Ferner zeigt
Nicht dargestellt ist, dass die Steuereinrichtung 24 zur Steuerung der Gaszufuhr und/oder der Luftzufuhr des Brenners 19 der Brennereinrichtung 18 ausgebildet ist. Die Steuereinrichtung 24 kann insbesondere die Gaszufuhr und/oder Luftzufuhr des Brenners 19 der Brennereinrichtung 18 so steuern, dass eine optimale Wärmeübertragung durch die Brennereinrichtung 18 in die Zinkschmelze 4 vorliegt.It is not shown that the
Weiterhin nicht dargestellt ist, dass der Sensor 10 im Bereich einer Wärmeeinbringungszone 20 angeordnet ist. Gemäß
Weiterhin kann gemäß
Nicht dargestellt ist, dass die Hochgeschwindigkeitsbrenner stirnseitig positioniert sind und parallel zur Längswand des Verzinkungskessels 3 in den Brennerraum feuern. Ähnlich zu der Anordnung der Sensoren 10 bei Flachflammenbrennern gemäß
Bei der Berechnung der Wandstärke 7 der Wandung 8 des Verzinkungskessels 3 wird die Wärmeleitfähigkeit λ1, auch Wärmeleitkoeffizient oder Wärmeübergangskoeffizient genannt, sowohl des Außenkessels 15 und/oder des Wandabschnitts 13 und/oder der Trägerplatte 12 sowie der die Wärmeleitfähigkeit λ 2 der Wandung 8 des Verzinkungskessels 3 benötigt. In dem obigen Berechnungsbeispiel wird angenommen, dass der Wärmeübergangskoeffizient λ1 des Außenkessels 15 und der Wärmekoeffizient λ2 des Verzinkungskessels 3 als gleich angesehen werden können. Dies vereinfacht die Berechnung der Wandstärke 7 des Verzinkungskessels 3.When calculating the
Die
Ist die Wärmeleitfähigkeit λ1 des Außenkessels 15 größer als die Wärmeleitfähigkeit λ2 des Verzinkungskessels 3, so ergibt sich ein schematischer Zusammenhang gemäß
Im Übrigen ist ein Verfahren zur Feuerverzinkung von Bauteilen 2 in einer Zinkschmelze 4, wobei die Zinkschmelze 4 in einem durch eine Wandung 8 eines Verzinkungskessels 3 gebildeten Kesselinnenraum 5 befindlich und/oder angeordnet ist, mit einer Vorrichtung 1 zur Feuerverzinkung gemäß
Gemäß
Nicht dargestellt ist, dass in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine kontinuierliche Messwerterfassung des Kennwertes zur Ermittlung der Wandstärke 7 der Wandung 8 des Verzinkungskessels 3 erfolgt.What is not shown is that, in a further exemplary embodiment, the characteristic value is continuously recorded to determine the
Darüber hinaus verdeutlicht die
Ferner zeigt die
Furthermore, the
Nicht dargestellt ist, dass die Steuereinrichtung 24 und/oder die Überwachungseinrichtung 6 die Gaszufuhr und/oder die Luftzufuhr des Brenners 19 der Brennereinrichtung 18 steuert.It is not shown that the
- 11
- Vorrichtung zur FeuerverzinkungHot-dip galvanizing device
- 22
- BauteileComponents
- 33
- VerzinkungskesselGalvanizing kettle
- 44th
- ZinkschmelzeMolten zinc
- 55
- KesselinnenraumBoiler interior
- 66th
- ÜberwachungseinrichtungMonitoring device
- 77th
- WandstärkeWall thickness
- 88th
- WandungWall
- 99
- Außenseite der WandungOutside of the wall
- 1010
- Sensorsensor
- 1111
- AuswerteinrichtungEvaluation device
- 1212th
- TrägerplatteCarrier plate
- 1313th
- WandabschnittWall section
- 1414th
- ZwischenraumSpace
- 1515th
- AußenkesselExternal boiler
- 1616
- SpeichereinrichtungStorage facility
- 1717th
- AnzeigeeinrichtungDisplay device
- 1818th
- BrennereinrichtungBurner device
- 1919th
- Brennerburner
- 2020th
- WärmeeinbringungszoneHeat input zone
- 2121
- WarenträgerProduct carrier
- 2222nd
- LaufkatzeTrolley
- 2323
- Traversetraverse
- 2424
- SteuereinrichtungControl device
- 2525th
- Tragstruktur des OfensSupport structure of the furnace
- TT
- Temperaturtemperature
- xx
- WanddickeWall thickness
- Q̇Q̇
- WärmeleistungHeat output
- T1T1
- Temperatur im BrennerraumTemperature in the burner chamber
- T2T2
- Temperatur in der Zwischenebene zwischen der Außenseite des Verzinkungskessels und der Trägerplatte und/oder dem Außenkessel und/oder dem WandabschnittTemperature in the intermediate level between the outside of the galvanizing kettle and the support plate and / or the outer kettle and / or the wall section
- T3T3
- Temperatur an der Außenseite des VerzinkungskesselsTemperature on the outside of the galvanizing kettle
- T4T4
- Temperatur an der Innenseite des VerzinkungskesselsTemperature on the inside of the galvanizing kettle
- AA.
- Fläche, durch die die Wärmeleistung strömtArea through which the heat output flows
- t1t1
- Dicke der Trägerplatte und/oder des Außenkessels und/oder des WandabschnittsThickness of the carrier plate and / or the outer boiler and / or the wall section
- t2t2
- Dicke des VerzinkungskesselsThickness of the galvanizing kettle
- λ1λ1
- Wärmeleitfähigkeit der TrägerplatteThermal conductivity of the carrier plate
- λ2λ2
- Wärmeleitfähigkeit der Wandung des VerzinkungskesselsThermal conductivity of the wall of the galvanizing kettle
Claims (19)
- A device (1) for hot-dip galvanizing components (2), comprising a galvanizing tank (3) for holding the zinc melt (4) in a tank interior (5) formed by a wall (8) of the galvanizing tank (3),
wherein a monitoring apparatus (6) is provided for monitoring the wall thickness (7) of the wall (8) of the galvanizing tank (3) during the galvanizing operation,
wherein the monitoring apparatus (6) has at least one sensor (10) provided in the area of the outer side (9) of the wall (8) of the galvanizing tank (3) for measuring at least the temperature of the galvanizing tank (3) and an evaluation device (11) coupled to the sensor (10) for processing the measured value recorded by the sensor (10) and for calculating and/or deriving the wall thickness (7). - The device according to claim 1, characterised in
that the monitoring apparatus (6) is designed in such a way that the measured values are continuously recorded. - The device according to claim 1 or 2, characterised in
that at least one further sensor (10) is provided for measuring at least one measured value of the device (1) for hot-dip galvanizing, in particular of the burner chamber and/or the tank interior (5) and/or the zinc melt (4),
in particular wherein the further sensor (10) is coupled to the evaluation device (11), preferably for processing the measured value recorded by the further sensor (10) and calculating and/or deriving the wall thickness (7). - The device according to any one of the preceding claims, characterised in
that the sensor (10) designed as a temperature sensor is provided, preferably on the outside, in the region of the boundary surface of the wall (8) of the galvanizing tank (3). - The device according to any one of the preceding claims, characterised in
that the sensor (10) is designed as a thin-film thermocouple and/or as a sheathed thermocouple. - The device according to any one of the preceding claims, characterised in
that a plurality of sensors (10) distributed over an area of the outer side (9) of the wall (8) of the galvanizing tank (3) is provided. - The device according to any one of the preceding claims, characterised in that the sensor (10) is provided on a carrier plate (12).
- The device according to any one of the preceding claims, characterised in
that the sensor (10) is provided on a wall section (13) extending in particular over the entire height and/or length of the galvanizing tank (3). - The device according to any one of the preceding claims, characterised in
that the sensor (10) is provided in the intermediate space (14) between an outer tank (15) which surrounds the outer side of the galvanizing tank (3) at least in some areas. - The device according to any one of the preceding claims, characterised in
that the monitoring apparatus (6) has at least one storage device (16) for storing the measured and/or calculated and/or derived values. - The device according to any one of the preceding claims, characterised in
that the monitoring apparatus (6) has a display device (17) for optical and/or acoustic display,
in particular wherein the display device (17) is coupled to the evaluation device (11) in such a way that a display signal is displayed when the wall thickness (7) of the wall (8) of the galvanizing tank (3) falls below a predetermined limit value, in particular wherein the limit value of the wall thickness (7) is in the range of 5 to 20 mm, preferably 10 to 25 mm, more preferably 15 to 20 mm and in particular at least substantially 20 mm. - The device according to any one of the preceding claims, characterised in
that the monitoring apparatus (6) is coupled to a burner device (18) having at least one burner (19), in particular wherein the monitoring apparatus (6) is designed to control the burner device (18). - The device according to any one of the preceding claims, characterised in
that the monitoring apparatus (6) is designed to control the gas supply and/or air supply to the burner (19) of the burner device (18) and/or to align the burner (19) with respect to the galvanizing tank (3). - The device according to any one of the preceding claims, characterised in
that the sensor (10) is arranged in the region of a heat introduction zone (20) of the burner device (18). - A method for hot-dip galvanizing components (2), in particular using a device (1) for hot-dip galvanizing according to any one of the preceding claims, in a zinc melt (4), wherein the zinc melt (4) is located and/or arranged in a tank interior (5) formed by a wall (8) of a galvanizing tank (3),
wherein the wall thickness (7) of the wall (8) of a galvanizing tank (3) is monitored by means of a monitoring apparatus (6) during the galvanizing operation, wherein at least one sensor (10) provided in the area of the outer side (9) of the wall (8) of the galvanizing tank (3) measures at least the temperature of the galvanizing tank (3) and an evaluation device (11) coupled to the sensor (10) processes the recorded measured value and calculates and/or derives the wall thickness (7) of the wall (8) of the galvanizing tank (3). - The method according to claim 15, characterised in
that a continuous measured value acquisition takes place, and/or a further sensor (10) measures further measured values of the device (1) for hot-dip galvanizing, in particular the temperature of the zinc melt (4) and/or the temperature in the burner chamber, and wherein, preferably, the further sensor (10) is coupled to the evaluation device (11). - The method according to any one of the preceding claims, characterised in
that at least one storage device (16) of the monitoring apparatus (6) stores the, in particular calculated and/or derived, values, preferably the wall thickness (7) of the wall (8) of the galvanizing tank (3) and/or that a display device (17) of the monitoring device (6) displays an optical and/or acoustic display signal,
in particular wherein the display device (17) is coupled to the evaluation device (11) in such a way that a display signal is displayed when the wall thickness (7) of the wall (8) of the galvanizing tank (3) falls below a predetermined limit value, in particular wherein the limit value of the wall thickness (7) is in the range of 5 to 20 mm, preferably 10 to 25 mm, more preferably 15 to 20 mm and in particular at least substantially 20 mm. - The method according to any one of the preceding claims, characterised in
that the monitoring apparatus (6) is coupled to a burner device (18) having at least one burner (19), wherein the monitoring apparatus (6) controls the burner device (18). - The method according to any one of the preceding claims, characterised in
that the monitoring apparatus (6) controls the gas supply and/or the air supply and/or the alignment of the burner (19) of the burner device (18).
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