EP3966359A1 - Verfahren und vorrichtung zum spülen einer überlaufkammer an dem badseitigen ende eines rüssels einer vorrichtung zum schmelztauchbeschichten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum spülen einer überlaufkammer an dem badseitigen ende eines rüssels einer vorrichtung zum schmelztauchbeschichten

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EP3966359A1
EP3966359A1 EP19750072.1A EP19750072A EP3966359A1 EP 3966359 A1 EP3966359 A1 EP 3966359A1 EP 19750072 A EP19750072 A EP 19750072A EP 3966359 A1 EP3966359 A1 EP 3966359A1
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EP
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overflow chamber
melt
trunk
overflow
metal
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EP19750072.1A
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Jegor Bergen
Jean-Pierre Crutzen
Otto Schanderl
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Fa Severstal
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SMS Group GmbH
Fa Severstal
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Definitions

  • the invention relates to a method for flushing an overflow chamber at the bath-side end of a trunk of a device for hot-dip coating a metal strip with a molten metal.
  • the invention relates to said device for hot-dip coating with the necessary components for carrying out the method.
  • European patent EP 2 989 226 B1 discloses a device for the continuous hot-dip coating of metal strip.
  • This device comprises a container with a molten metal for passing the metal strip through and a trunk for passing the metal strip through in a protective gas atmosphere after it has emerged from the molten metal.
  • the trunk At its end on the bath side, the trunk has at least one overflow chamber for receiving impurities from the surface of the molten metal in the vicinity of the freshly coated metal strip.
  • the device also has a lifting device for moving the trunk out of the molten metal and / or for lowering the trunk into the molten metal.
  • the device has a suction pump for preferably continuously sucking off the impurities from the overflow chamber.
  • the overflow chamber also has at least one passage opening, also called a flushing opening, through which liquid metal melt can flow from the molten bath into the drainage chamber, which is then continuously sucked out of the overflow chamber with the aid of a suction pump.
  • a flushing opening By maintaining the flushing flow within the overflow chamber, it is reliably ensured that slag or impurities are continuously removed from the trunk, since the constant supply of liquid metal melt maintains a "soft" consistency of the slag and prevents deposits, so-called caking, largely in the trunk be avoided. Without a sufficient supply of liquid metal melt, slag particles floating in the trunk on the surface of the melt pool would combine with one another in a manner of sintering.
  • the trunk disclosed in EP 2 989 226 B1 can be pivoted and telescoped without disturbing the removal of slag.
  • the device disclosed in said patent specification has a control or regulating device for controlling the suction pump as a function of the height difference between the bath level and an overflow edge of the overflow chamber.
  • the flushing process as it is known from said prior art, has the disadvantage that it can only be operated when the trunk with its overflow chamber is immersed in the molten metal.
  • the invention is based on the object of developing a method according to the invention for flushing an overflow chamber and a device for hot-dip coating a metal strip for performing the method according to the invention in such a way that the flushing process continues even after the trunk has been pulled out of the melt can.
  • the method provides that the trunk with the overflow chamber is moved out of the molten bath at least so far that no melt can flow over an overflow edge inside the trunk into the overflow chamber and that the rinsing circuit is operated even when the trunk is moved out of the melt Feeding the melt from the melt pool into the overflow chamber with the aid of a feed pump.
  • the method according to the invention offers the advantage that the flushing process of the overflow chambers does not have to be interrupted, but can be continuously maintained until the overflow nozzle is immersed again in the melt.
  • the continuous continuation of the rinsing process of the overflow chambers outside of the melt offers the advantage that the chambers can also be cleaned further in this situation in order to e.g. B. to prevent caking and that the suction pump is prevented from running dry
  • the method according to the invention also provides that the level of the melt in the overflow chamber is regulated to a predetermined target level even when the trunk is extended from the melt by suitable variation of the power of the suction pump and / or the feed pump.
  • the figure shows the device 100 for hot-dip coating a metal strip 200 with a metal melt 120.
  • the metal melt 120 is located in a container 110.
  • the metal strip 200 is moved over a deflection roller 115 deflected inside the container in the molten metal.
  • the trunk 130 Before it enters the molten metal 120, it is passed through a trunk 130, the trunk ensuring that the metal strip is guided under a protective gas atmosphere before it enters the melt 120.
  • the trunk 130 has at least one, preferably two or four overflow chambers 132 connected to one another in a fluid-conducting manner. These overflow chambers are used to take up slag residues or impurities from the surface of the metal melt in the vicinity of the metal strip.
  • a suction pump 150 is provided for the preferably continuous suction of the impurities from the overflow chamber; This prevents these slag residues or impurities from coming into contact with the freshly coated metal strip and sticking there or on the inside of the trunk.
  • a lifting device 140 is provided in the trunk 130 for moving the trunk 130 out of the molten metal and for lowering the trunk into the molten metal; the directions of travel for the trunk 130 are marked with a double arrow in the figure.
  • the device 100 in addition to that of the suction pump 150, also has a feed pump 160 for feeding melt, preferably from the container 110 into the at least one overflow chamber 132, in particular also when the bath-side end of the trunk is no longer immersed in the molten metal 120 . Due to the preferably simultaneous operation of the feed pump 160 and the suction pump 150, it is possible according to the invention to maintain continuous flushing in the overflow chamber 132 in the form of a continuous flow of melt and in this way ensure continuous cleaning of the overflow chamber, even when the trunk has moved out of the melt and to prevent the suction pump from running dry.
  • the trunk according to the invention is not only designed to be raised and lowered, but also pivotable. This applies in particular to the end piece on the bathroom side Trunk with the overflow chamber 132; however, other elements of the trunk can also be designed to be pivotable.
  • the molten metal is, for example, liquid zinc.
  • the device 100 according to the invention can also have a level control 170 for regulating the level of the melt 120 in the overflow chamber 132 even when the trunk 130 is moved out of the melt 120.
  • the control is designed to adjust the level of the melt in the overflow chamber 132 to a predetermined target value.
  • the target level of the melt in the overflow chamber is below an overflow edge 134 of the overflow chamber 132.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spülen einer Überlaufkammer (132) an dem badseitigen Ende eines Rüssels (130) einer Vorrichtung zum Schmelztauchbeschichten eines Metallbandes. Der Rüssel dient zum Führen des Metallbandes (200) in einer Schutzgasatmosphäre vor Beschichtung des Metallbandes mit einer Metallschmelze (120). Erfindungsgemäß wird ein Spülkreislauf in der Übelraufkammer (132) des Rüssels (130) durchgeführt, indem Metallschmelze, vorzugsweise aus dem Schmelzbad in die Überlaufkammer (132) zugeführt wird und gleichzeitig diese Schmelze aus der Überlaufkammer wieder in das Schmelzbad abgesaugt und abgepumpt wird. Um diesen Spülkreislauf nicht nur dann durchführen zu können, wenn der Saugrüssel in das Schmelzbad eingetaucht ist, sondern auch wenn er aus der Schmelze herausgezogen ist, sieht die vorliegende Erfindung vor, dass der Rüssel mit der Überlaufkammer (132) zumindest so weit aus dem Schmelzbad herausgefahren wird, dass keine Schmelze mehr über eine Überlaufkante (134) im Inneren des Rüssels in die Überlaufkammer strömen kann und dass der Spülkreislauf auch bei aus der Schmelze herausgefahrenem Rüssel (130) betrieben wird durch Zuführen der Schmelze aus dem Schmelzbad in die Überlaufkammer (132) mit Hilfe einer Förderpumpe (160).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Spülen einer Überlaufkammer an dem badseitigen Ende eines Rüssels einer Vorrichtung zum Schmelztauchbeschichten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spülen einer Überlaufkammer an dem badseitigen Ende eines Rüssels einer Vorrichtung zum Schmelztauchbeschichten eines Metallbandes mit einer Metallschmelze. Darüber hinaus betrifft die Erfindung die besagte Vorrichtung zum Schmelztauchbeschichten mit den notwendigen Komponenten zum Durchführen des Verfahrens.
Die europäische Patentschrift EP 2 989 226 B1 offenbart eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelztauchbeschichten von Metallband. Diese Vorrichtung umfasst einen Behälter mit einer Metallschmelze zum Durchleiten des Metallbandes sowie einen Rüssel zum Durchleiten des Metallbandes in einer Schutzgasatmosphäre nach seinem Austritt aus der Metallschmelze. Der Rüssel hat an seinem badseitigen Ende mindestens eine Überlaufkammer zum Aufnehmen von Verunreinigungen von der Oberfläche der Metallschmelze in der Umgebung des frisch beschichteten Metallbandes. Die Vorrichtung weist darüber hinaus eine Hubeinrichtung auf zum Herausfahren des Rüssels aus der Metallschmelze und/oder zum Absenken des Rüssels in die Metallschmelze hinein. Schließlich weist die Vorrichtung eine Säugpumpe auf zum vorzugsweise kontinuierlichen Absaugen der Verunreinigungen aus der Überlaufkammer. Die Überlaufkammer weist darüber hinaus mindestens eine Durchgangsöffnung, auch Spülöffnung genannt auf, durch welche flüssige Metallschmelze aus dem Schmelzbad in die Ablaufkammer fließen kann, welche sodann kontinuierlich mit Hilfe einer Säugpumpe aus der Überlaufkammer abgesaugt wird. Durch die Aufrechthaltung der Spülströmung innerhalb der Überlaufkammer wird auf zuverlässige Weise sichergestellt, dass Schlacke bzw. Verunreinigungen aus dem Rüssel kontinuierlich abgeführt werden, da durch die stete Zufuhr von flüssiger Metallschmelze eine„weiche“ Konsistenz der Schlacke aufrecht erhalten bleibt und Ablagerungen, sogenannte Anbackungen, im Rüssel weitestgehend vermieden werden. Ohne eine ausreichende Zufuhr von flüssiger Metallschmelze würden im Rüssel an der Schmelzbadoberfläche schwimmende Schlackenpartikel sich miteinander in Art einer Sinterung verbinden. Der in der EP 2 989 226 B1 offenbarte Rüssel kann ohne Störungen der Schlackenabfuhr geschwenkt und teleskopiert werden. Schließlich verfügt die in der besagten Patentschrift offenbarte Vorrichtung über eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung zum Steuern der Säugpumpe in Abhängigkeit der Höhendifferenz zwischen dem Badspiegel und einer Überlaufkante der Überlaufkammer. Dem Spülvorgang, wie er aus dem besagten Stand der Technik bekannt ist, haftet der Nachteil an, dass er nur betrieben werden kann, wenn der Rüssel mit seiner Überlaufkammer in die Metallschmelze eingetaucht ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Spülen einer Überlaufkammer und eine Vorrichtung zum Schmelztauchbeschichten eines Metallbandes zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens dahingehend weiterzubilden, dass der Spülvorgang auch nach einem Herausziehen des Rüssels aus der Schmelze weiter fortgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Demnach sieht das Verfahren vor, dass der Rüssel mit der Überlaufkammer zumindest so weit aus dem Schmelzbad herausgefahren wird, dass keine Schmelze über eine Überlaufkante im Inneren des Rüssels in die Überlaufkammer strömen kann und dass der Spülkreislauf auch bei aus der Schmelze herausgefahrenem Rüssel betrieben wird durch Zuführen der Schmelze aus dem Schmelzbad in die Überlaufkammer mit Hilfe einer Förderpumpe.
Insbesondere bei Beendigung eines Beschichtungsvorganges, beispielsweise im Übergang zwischen zwei zu beschichtenden Metallbändern oder zu Wartungszwecken ist es gelegentlich erforderlich, dass der Rüssel aus dem Schmelzbad herausgefahren werden muss. Bei diesen Situationen bietet das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass der Spülvorgang der Überlaufkammern nicht unterbrochen werden muss, sondern kontinuierlich weiter aufrecht erhalten werden kann, bis der Überlaufrüssel wieder in die Schmelze eingetaucht wird. Die kontinuierliche Fortführung des Spülvorganges der Überlaufkammern auch außerhalb der Schmelze bietet den Vorteil, dass die Kammern auch in dieser Situation weiter gereinigt werden können, um z. B. Anbackungen zu verhindern und dass ein Trockenlaufen der Säugpumpe verhindert wird
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin vor, dass das Niveau der Schmelze in der Überlaufkammer auch bei herausgefahrenem Rüssel aus der Schmelze auf ein vorbestimmtes Soll-Niveau geregelt wird durch geeignete Variation der Leistung der Säugpumpe und/oder der Förderpumpe.
Die oben genannt Aufgabe wird weiterhin durch eine Vorrichtung zum Schmelztauchbeschichten eines Metallbandes mit einer Förderpumpe zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst. Die Vorteile dieser Vorrichtung entsprechen den oben mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Beschreibung ist eine einzige Figur beigefügt, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
Konkret zeigt die Figur die Vorrichtung 100 zum Schmelztauchbeschichten eines Metallbandes 200 mit einer Metallschmelze 120. Die Metallschmelze 120 befindet sich in einem Behälter 110. Das Metallband 200 wird über eine Umlenkrolle 115 im Inneren des Behälters in der Metallschmelze umgelenkt. Es wird vor seinem Eintritt in die Metallschmelze 120 durch einen Rüssel 130 geleitet, wobei der Rüssel gewährleistet, dass das Metallband vor seinem Eintritt in die Schmelze 120 unter einer Schutzgasatmosphäre geführt wird. Der Rüssel 130 weist an seinem badseitigen Ende mindestens eine, vorzugsweise zwei oder vier miteinander fluidleitend verbundene Überlaufkammern 132 auf. Diese Überlaufkammern dienen zum Aufnehmen von Schlackenresten oder Verunreinigungen von der Oberfläche von der Metallschmelze in der Umgebung des Metallbandes. Es ist eine Säugpumpe 150 vorgesehen zum vorzugsweise kontinuierlichen Absaugen der Verunreinigungen aus der Überlaufkammer; auf diese Weise wird verhindert, dass diese Schlackenreste oder Verunreinigungen mit dem frisch beschichteten Metallband in Kontakt geraten und dort oder an der Innenseite des Rüssels anbacken. Darüber hinaus ist im Rüssel 130 eine Hubeinrichtung 140 vorgesehen zum Herausfahren des Rüssels 130 aus der Metallschmelze und zum Absenken des Rüssels in die Metallschmelze; die Verfahrrichtungen für den Rüssel 130 sind in der Figur mit einem Doppelpfeil gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung 100 neben der der Säugpumpe 150 auch eine Förderpumpe 160 auf zum Zuführen von Schmelze, vorzugsweise aus dem Behälter 110 in die mindestens eine Überlaufkammer 132, insbesondere auch dann, wenn das badseitige Ende des Rüssels nicht mehr in die Metallschmelze 120 eingetaucht ist. Durch den vorzugsweise gleichzeitigen Betrieb der Förderpumpe 160 und der Absaugpumpe 150 ist es erfindungsgemäß möglich, auch wenn der Rüssel aus der Schmelze herausgefahren ist, in der Überlaufkammer 132 eine kontinuierliche Spülung in Form eines kontinuierlichen Schmelzenstromes aufrechtzuerhalten und auf diese Weise eine kontinuierliche Reinigung der Überlaufkammer sicherzustellen sowie ein Trockenlaufen der Säugpumpe zu verhindern. Der erfindungsgemäße Rüssel ist nicht nur heb- und senkbar, sondern auch schwenkbar ausgebildet. Das gilt insbesondere für das badseitige Endstück des Rüssels mit der Überlaufkammer 132; es können jedoch auch andere Elemente des Rüssels schwenkbar ausgebildet sein.
Bei der Metallschmelze handelt es sich beispielsweise um flüssiges Zink. Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 auch eine Niveauregelung 170 aufweisen zum Regeln des Niveaus der Schmelze 120 in der Überlaufkammer 132 auch bei herausgefahrenem Rüssel 130 aus der Schmelze 120. Die Regelung ist ausgebildet, den Pegel der Schmelze in der Überlaufkammer 132 auf ein vorbestimmtes Soll-Niveau NSOII durch geeignete Variation der Leistung der Säugpumpe 150 und/oder der Förderpumpe 160 einzuregeln. Das Soll-Niveau der Schmelze in der Überlaufkammer liegt unterhalb einer Überlaufkante 134 der Überlaufkammer 132.
Bezugszeichenliste
100 Vorrichtung 110 Behälter
115 Umlenkrolle 120 Metallschmelze 130 Rüssel
132 Überlaufkammer 134 Überlaufkante 140 Hubeinrichtung 150 Säugpumpe 160 Förderpumpe 170 Niveauregelung 200 Metallband
Nsoii Soll-Niveau

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zum Spülen einer Überlaufkammer (132) an dem badseitigen Ende eines Rüssels (130) einer Vorrichtung (100) zum
Schmelztauchbeschichten eines Metallbandes (200), wobei der Rüssel dient zum Führen des Metallbandes in einer Schutzgasatmosphäre vor Beschichtung des Metallbandes (200) mit einer Metallschmelze (120), aufweisend folgende Schritte:
Durchführen eines Spülkreislaufs in der Überlaufkammer (132) durch Zuführen der Metallschmelze (120) aus einem Schmelzbad in die
Überlaufkammer (132) einerseits; und gleichzeitiges Abpumpen der
Schmelze (120) aus der Überlaufkammer in das Schmelzbad mit Hilfe einer Säugpumpe (150) anderseits;
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rüssel (130) mit der Überlaufkammer (132) zumindest soweit aus dem Schmelzbad herausgefahren wird, dass keine Schmelze über eine Überlaufkante (134) im Innern des Rüssels (130) in die Überlaufkammer strömen kann; und
dass der Spülkreislauf auch bei aus der Schmelze herausgefahrenem Rüssel betrieben wird durch Zuführen der Schmelze aus dem Schmelzbad in die Überlaufkammer (132) mit Hilfe einer Förderpumpe (160).
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Niveau der Schmelze (120) in der Überlaufkammer (132) auch bei herausgefahrenem Rüssel (130) auf ein vorbestimmtes Soll-Niveau (NSOII) geregelt wird durch geeignete Variation der Leistung der Säugpumpe (150) und/oder der Förderpumpe (160).
3. Vorrichtung (100) zum Schmelztauchbeschichten eines Metallbandes (200) mit einer flüssigen Metallschmelze (120), aufweisend:
einen Behälter (110) mit der Metallschmelze (120) zum Durchleiten des Metallbandes (200);
einen Rüssel (130) zum Durchleiten des Metallbandes in einer
Schutzgasatmosphäre vor seinem Eintritt in die Metallschmelze (120), wobei der Rüssel (130) an seinem badseitigen Ende mindestens eine Überlaufkammer (132) aufweist zum Aufnehmen von Verunreinigungen von der Oberfläche der Metallschmelze in der Umgebung des Metallbandes (200);
eine Hubeinrichtung (140) zum Herausfahren des Rüssels (130) aus der Metallschmelze und zum Absenken des Rüssels in die Metallschmelze; und eine Säugpumpe (150) zum -vorzugsweise kontinuierlichen - Absaugen der Verunreinigungen aus der Überlaufkammer;
gekennzeichnet durch
eine Förderpumpe (160) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche durch Zuführen von Schmelze (120) in die Überlaufkammer (132).
4. Vorrichtung (100) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem badseitigen Ende des Rüssels (130) eine Mehrzahl von Überlaufkammern (132) vorgesehen ist, welche in Form von miteinander kommunizierenden Röhren fluidleitend miteinander verbunden sind.
5. Vorrichtung (100) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Überlaufkammer (130) fest an dem Rüssel angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Endabschnitt des Rüssels (130) mit der
Überlaufkammer (132) schwenkbar ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
gekennzeichnet durch
eine Niveauregelung (170) zum Regeln des Niveaus der Schmelze (120) in der Überlaufkammer (132) während des Spülvorganges auch bei herausgefahrenem Rüssel (130) auf ein vorbestimmtes Soll-Niveau (NSOII) durch geeignete Variation der Leistung der Säugpumpe (150) und/oder der Förderpumpe (160).
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