RU39333U1

RU39333U1 - DEVICE FOR METAL COATING ON THE SURFACE OF LONG-DIMENSIONAL PRODUCTS

Info

Publication number: RU39333U1
Application number: RU2003134732/20U
Authority: RU
Inventors: А.М. Антимонов; А.Н. Бачериков; Н.С. Васьков; Ю.В. Рязанцев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ревдинский завод по обработке цветных металлов"
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2004-07-27

Abstract

Область применения: полезная модель относится к нанесению горячих покрытий на стальные тонкостенные трубы малых диаметров, и может быть использовано при нанесении горячих покрытий на стальные трубы, например, свинцом, оловом, цинком, алюминием и их сплавами, а также при нанесении покрытий на медные или алюминиевые трубы. Техническая задача в отношении устройства: получение равномерного покрытия заданной толщины на поверхности длинномерных изделий. Сущность полезной модели. Устройство для нанесения металлического покрытия, по меньшей мере, на наружную поверхность, по меньшей мере, одного длинномерного изделия содержит ванну с расплавом металла, нагреватель, установленную вертикально в ванне, по меньшей мере, одну емкость трубчатой формы, у которой верхний конец открыт и выступает над зеркалом расплава металла, насос, выход насоса соединен, по крайней мере, с одной емкостью вход насоса соединен с ванной, при этом емкости выполнены с возможностью сообщения друг с другом. Кроме того, устройство содержит средство для погружения/извлечения изделия в вертикальном положении в расплав/из расплава металла, находящегося в емкости. Причем средство для погружения/извлечения изделий в расплав/из расплава металла в емкости выполнено с возможностью регулирования скорости при извлечении изделия из расплава металла в емкости. Содержащееся в устройстве средство для погружения/извлечения изделий в расплав из расплава металла возможно выполнять в виде гидравлической системы. Предпочтительно также, чтобы длина емкости значительно превышала поперечные размеры; длина части каждой емкости, находящаяся под зеркалом распла�Scope: the utility model relates to the application of hot coatings on steel thin-walled pipes of small diameters, and can be used when applying hot coatings to steel pipes, for example, lead, tin, zinc, aluminum and their alloys, as well as when coating copper or aluminum pipes. The technical problem regarding the device: obtaining a uniform coating of a given thickness on the surface of long products. The essence of the utility model. A device for applying a metal coating to at least the outer surface of at least one lengthy product comprises a bath with molten metal, a heater mounted vertically in the bath, at least one tubular shape in which the upper end is open and protrudes above the molten metal mirror, the pump, the pump outlet is connected to at least one tank, the pump inlet is connected to the bathtub, while the tanks are arranged to communicate with each other. In addition, the device contains means for immersing / removing the product in a vertical position in the melt / from the molten metal in the tank. Moreover, the means for immersing / removing products into the melt / from the molten metal in the tank is configured to control the speed when removing the product from the molten metal in the tank. The means for immersing / extracting products into the melt from the molten metal contained in the device may be implemented as a hydraulic system. It is also preferable that the length of the container significantly exceeds the transverse dimensions; the length of the part of each container under the spread mirror

Description

Полезная модель относится к металлургии и машиностроению, в первую очередь к нанесению горячих покрытий на стальные тонкостенные трубы малых диаметров, и может быть использовано при нанесении горячих покрытий на стальные трубы, например, свинцом, оловом, цинком, алюминием и их сплавами, а также при нанесении покрытий на медные или алюминиевые трубы.The utility model relates to metallurgy and mechanical engineering, primarily to applying hot coatings to steel thin-walled pipes of small diameters, and can be used when applying hot coatings to steel pipes, for example, lead, tin, zinc, aluminum and their alloys, as well as coating copper or aluminum pipes.

Известно устройство для металлических покрытий на поверхность длинномерных изделий, например, труб (RU № 2200207, МПК С 23 С 2/38, оп. 10.03.2003г.). С помощью данного устройства наносят покрытие, по меньшей мере, на наружную поверхность длинномерного изделия, и оно включает ванну, содержащую расплав металла, нагреватель, установленную вертикально в ванне, по меньшей мере, одну емкость цилиндрической формы, у которой верхний конец открыт и выступает над зеркалом расплава металла. Изделие погружают вертикально в расплав и извлекают из расплава при помощи технологических средств.A device is known for metal coatings on the surface of long products, for example, pipes (RU No. 2200207, IPC С 23 С 2/38, op. 10.03.2003). With the help of this device, at least the outer surface of the lengthy product is coated, and it includes a bath containing molten metal, a heater mounted vertically in the bath, at least one cylindrical tank in which the upper end is open and protrudes above a mirror of molten metal. The product is immersed vertically in the melt and removed from the melt using technological means.

Недостатки известного устройства, предопределяющие указанный ниже технический результат, заключаются в следующем.The disadvantages of the known device, predetermining the following technical result, are as follows.

Это устройство позволяет наносить покрытие, толщину которого до заданной изменяют с помощью дополнительных средств, не входящих в данное устройство. Кроме указанного недостатка получаемое покрытие после извлечения изделия является неоднородным по составу и неравномерным по толщине. Причиной возникновения этого эффекта является следующее. При взаимодействии расплавленного металла с кислородом воздуха зеркало расплава покрывается оксидной пленкой. При погружении изделие проходит через этот слой. Оксид металла покрытия, обладающий высокой адгезионной способностью, обволакивает участками поверхность изделия, создавая на их поверхности защитную пленку, что препятствует смачиванию этой поверхности расплавом металла, следовательно, и образованию на этих участках металлического покрытия. Таким образом, оксидная пленка на поверхности расплава отрицательно влияет на качество покрытия.This device allows you to apply a coating, the thickness of which to a predetermined change using additional tools not included in this device. In addition to this drawback, the resulting coating after removing the product is heterogeneous in composition and uneven in thickness. The cause of this effect is the following. When molten metal interacts with atmospheric oxygen, the melt mirror is coated with an oxide film. When immersed, the product passes through this layer. The metal oxide of the coating, which has high adhesive ability, envelops the surface of the product in sections, creating a protective film on their surface, which prevents the metal melt from wetting this surface, and consequently, the formation of a metal coating in these areas. Thus, the oxide film on the surface of the melt adversely affects the quality of the coating.

Техническая задача, достигаемая при использовании заявляемой полезной модели, заключается в получении равномерного покрытия заданной толщины на поверхности длинномерного изделия.The technical problem achieved by using the claimed utility model is to obtain a uniform coating of a given thickness on the surface of a long product.

Поставленная техническая задача решается с помощью заявляемого устройства для нанесения металлического покрытия, по меньшей мере, на наружную поверхность длинномерных изделий, включающего ванну, содержащую расплав металла, нагреватель, установленную вертикально в ванне, по меньшей мере, одну емкость трубчатой формы, у которой верхний конец открыт и выступает над зеркалом расплава металла, средство для погружения/извлечения изделия в вертикальном положении в расплав/из расплава металла, которое, согласно полезной модели, снабжено насосом, выход насоса соединен, по крайней мере, с одной емкостью, вход насоса соединен с ванной, содержащей расплав металла, при этом емкости выполнены с возможностью сообщения друг с другом, а средство для погружения/извлечения изделия в расплав/из расплава металла в емкости выполнено с возможностью регулирования скорости при извлечении изделия из расплава металла в емкости.The stated technical problem is solved by using the inventive device for applying a metal coating to at least the outer surface of long products, including a bath containing molten metal, a heater installed vertically in the bath, at least one tubular-shaped tank, with an upper end open and protrudes above the mirror of the molten metal, means for immersing / removing the product in a vertical position in the molten metal / from a molten metal, which, according to a utility model, is equipped with a pump ohm, the pump outlet is connected to at least one tank, the pump inlet is connected to a bath containing molten metal, the containers are arranged to communicate with each other, and means for immersing / removing the product into the molten metal from the molten metal in the tank made with the ability to control the speed when removing the product from the molten metal in the tank.

Содержащееся в устройстве средство для погружения/извлечения изделия в расплав из расплава металла возможно выполнять в виде гидравлической системы.The means contained in the device for immersing / removing the product into the melt from the molten metal can be performed in the form of a hydraulic system.

Вариант выполнения гидравлической системы воплощается в ее следующий состав: по меньшей мере, насос, гидроцилиндр, гидрораспределитель, гидроклапан и гидро дроссель.An embodiment of a hydraulic system is embodied in its following composition: at least a pump, a hydraulic cylinder, a control valve, a hydraulic valve and a hydraulic throttle.

Предпочтительно, чтобы длина каждой емкости значительно превышала размеры поперечного сечения.Preferably, the length of each container is significantly greater than the cross-sectional dimensions.

Целесообразно, чтобы длина части каждой емкости, находящаяся под зеркалом расплава металла в ванне, значительно превышала глубину расплава в ванне.It is advisable that the length of the part of each container, located under the mirror of the molten metal in the bath, significantly exceeds the depth of the melt in the bath.

Целесообразно также, чтобы выход насоса соединять с емкостью в ее нижней части, находящейся под ванной с расплавом.It is also advisable to connect the pump outlet to the tank in its lower part, located under the melt bath.

В предлагаемой конструкции устройства установлен насос, вход которого соединен с ванной, а выход - с трубчатой емкостью, в которую погружают изделие. Работой насоса обеспечивается заполнение емкости расплавом металла. Верхний конец емкости открыт и выступает над зеркалом расплава в ванне. Поэтому при переполнении емкости расплав снова попадает в ванну. В процессе циркуляция расплава металла между ванной и трубчатой емкостью зеркало металла в зоне погружения постоянно обновляется и тем самым происходит процесс удаления оксидной пленки с зеркала расплава.In the proposed design of the device, a pump is installed, the inlet of which is connected to the bathtub, and the outlet - with a tubular capacity into which the product is immersed. The pump ensures the filling of the tank with molten metal. The upper end of the tank is open and protrudes above the melt mirror in the bath. Therefore, when the tank is full, the melt again enters the bath. In the process, the circulation of the metal melt between the bathtub and the tubular container, the metal mirror in the immersion zone is constantly updated and thereby the process of removing the oxide film from the mirror of the melt.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления полезной модели при высоте емкости значительно превосходящей размеры поперечного сечения обеспечивается сокращение поверхности зеркала расплава, подлежащей очистке и оптимальное соответствие форм трубчатой емкости и длинномерного изделия.According to one preferred embodiment of the utility model, with a container height significantly exceeding the cross-sectional dimensions, the surface of the melt mirror to be cleaned is reduced and the shapes of the tubular container and the long product are optimally matched.

Указанный предпочтительный вариант предопределяет возможность установить емкость так, чтобы длина части емкости, находящейся под расплавом в ванне значительно превышала его глубину. Такое расположение емкости позволяет уменьшить количество расплава в ванне и тем самым сократить расход электроэнергии для его разогрева.The specified preferred option determines the ability to set the tank so that the length of the part of the tank under the melt in the bath significantly exceeds its depth. This arrangement of the tank allows to reduce the amount of melt in the bath and thereby reduce the energy consumption for heating it.

Целесообразность соединения выхода насоса с емкостью трубчатой формы в ее нижней части, находящейся под ванной с расплавом объясняется необходимостью равномерного распределения температуры расплава по высоте емкости. Это обеспечивается подачей жидкого металла из ванны в нижнюю часть трубчатой емкости, а, следовательно, его течением от донной части трубчатой емкости к ее открытому верхнему концу.The feasibility of connecting the pump outlet to the tubular capacity in its lower part, located under the bath with the melt is explained by the need for uniform distribution of the melt temperature over the height of the tank. This is ensured by the supply of liquid metal from the bath to the lower part of the tubular tank, and, therefore, by its flow from the bottom of the tubular tank to its open upper end.

Выполнение средства для погружения/извлечения изделий в расплав/из расплава в емкости с возможностью регулирования скорости при извлечении изделий обеспечивает нанесение покрытия заданной толщины. Впервые авторы предполагаемой полезной модели теоретическим путем установили связь между скоростью извлечения изделия и толщиной покрытия на изделии при определеннойвязкости расплава, которая зависит от температуры. Таким образом, чем выше скорость, тем большую толщину покрытия можно получить.The implementation of the means for immersion / extraction of products into the melt / from the melt in the tank with the ability to control the speed when removing the product provides a coating of a given thickness. For the first time, the authors of the proposed utility model theoretically established a relationship between the speed of extraction of the product and the thickness of the coating on the product with a certain melt viscosity, which depends on temperature. Thus, the higher the speed, the greater the thickness of the coating can be obtained.

Использование гидравлической системы, состоящей из насоса, гидроцилиндра, гидрораспределителя, гидроклапана и гидродросселя обусловлено ее широким применением в технике для решения подобных задач.The use of a hydraulic system consisting of a pump, a hydraulic cylinder, a control valve, a hydraulic valve and a hydraulic throttle is due to its widespread use in technology to solve such problems.

В том случае, когда конструкция устройства содержит более одной емкости, предусмотрено выполнение емкостей сообщающимися. Это обусловлено необходимостью наносить покрытия на несколько длинномерных изделий, каждое из которых погружается в соответствующую емкость.In the case when the design of the device contains more than one tank, it is envisaged that the tanks are connected. This is due to the need to apply coatings to several long products, each of which is immersed in an appropriate container.

Анализ известных технических решений, касающихся устройств подобного назначения, а также анализ совокупности существенных признаков предлагаемого изобретения позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «новизна».Analysis of known technical solutions for devices of this purpose, as well as an analysis of the essential features of the present invention allows us to conclude that the claimed utility model meets the criterion of "novelty."

Возможность достижения поставленной технической задачи предлагаемой совокупностью существенных признаков подтверждается нижеприведенньм примером выполнения полезной модели.The ability to achieve the technical task of the proposed set of essential features is confirmed by the following example of the utility model.

Предпочтительный пример выполнения устройства по предлагаемому изобретению иллюстрируется чертежом (см. фиг.).A preferred embodiment of the device according to the invention is illustrated in the drawing (see. Fig.).

Устройство для нанесения покрытия из олова на поверхность труб длиной 3 м, диаметром 10-25 мм содержит ванну 1 с расплавом олова 2, нагреватели 3, установленные в ванне 1, две емкости 4 трубчатой формы, заполненные расплавом олова 2. Длина емкостей 4 составляет 3,5 м, диаметр 150 мм, глубина ванны 1 с расплавом олова 2 равна 0,5 м. Устройство содержит также насос 5; вход 6 насоса 5 соединен с ванной 1, а выход 7 - с нижними концами емкостей 4, при этом в нижней части емкости 4 соединены между собой патрубком 8. Кроме того, в заявляемую конструкцию входит гидравлическая система 9 для погружения/извлечения труб 10 из расплава олова 2, содержащегося в емкостях 4, выполненная с возможностью регулирования скорости при извлечении труб 10.A device for coating tin on the surface of pipes 3 m long, 10-25 mm in diameter contains a bath 1 with a tin melt 2, heaters 3 installed in a bath 1, two tubular shaped containers 4 filled with tin molten 2. The length of the containers 4 is 3 5 m, diameter 150 mm, the depth of the bath 1 with the molten tin 2 is 0.5 m. The device also includes a pump 5; the inlet 6 of the pump 5 is connected to the bath 1, and the outlet 7 is connected to the lower ends of the containers 4, while the pipe 8 is connected to each other in the lower part of the container 4. In addition, the claimed design includes a hydraulic system 9 for immersing / removing pipes 10 from the melt tin 2 contained in containers 4, configured to control the speed when removing the pipes 10.

Использование гидравлической системы для решения задачи погружения/извлечения изделий с возможностью регулирования скорости известно из технической литературы (Бирюков Б.Н. Гидравлическое оборудование металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1979. -112с., илл., стр. 37-39).The use of a hydraulic system to solve the problem of immersing / retrieving products with the possibility of speed control is known from the technical literature (Biryukov BN Hydraulic equipment of metal-cutting machines. M: Mashinostroenie, 1979. -112p., Ill., Pp. 37-39).

Согласно приведенному чертежу гидравлическая система 9 состоит из насоса 11, бака 12 с маслом 13, гидроцилиндров 14, гидродросселя 15, гидрораспределителя 16, и гидроклапана 17. Гидроцилиндры 14 снабжены подвесками 18 для закрепления труб 10 в вертикальном положении.According to the drawing, the hydraulic system 9 consists of a pump 11, a tank 12 with oil 13, hydraulic cylinders 14, a hydraulic valve 15, a valve 16, and a hydraulic valve 17. The hydraulic cylinders 14 are equipped with suspensions 18 for fixing the pipes 10 in a vertical position.

Устройство работает следующим образом. Масло 13 из бака 12 подается насосом 11 через гидрораспределитель 16 в нижнюю часть гидроцилиндров 14. Подвески 18 устанавливаются в верхнем положении. Избыток масла 13 через гидроклапан 17 поступает назад в бак 12. Трубы 10 закрепляют в вертикальном положении на подвесках 18.The device operates as follows. Oil 13 from the tank 12 is supplied by the pump 11 through the valve 16 to the lower part of the hydraulic cylinders 14. Suspensions 18 are installed in the upper position. Excess oil 13 through the hydraulic valve 17 enters the tank 12. The pipes 10 are fixed in a vertical position on the suspensions 18.

Нагреватели 3 нагревают расплав олова до температуры 300° С, затем включается насос 5, вход 6 которого соединен с ванной 1, а выход 7 - с емкостями 4, и расплав олова 2 из ванны 1 поступает в емкости 4. После того как емкости 4 заполнены, расплав через открытые верхние концы емкостей 4 выливается назад в ванну 1. Насос 5 может работать непрерывно, осуществляя тем самым циркуляцию расплава олова 2 между ванной 1 и емкостями 4.The heaters 3 heat the tin melt to a temperature of 300 ° C, then the pump 5 is turned on, the inlet 6 of which is connected to the tank 1, and the outlet 7 to the tanks 4, and the melt of tin 2 from the bath 1 enters the tank 4. After the tanks 4 are filled , the melt through the open upper ends of the tanks 4 is poured back into the bath 1. The pump 5 can operate continuously, thereby circulating the molten tin 2 between the bath 1 and the tanks 4.

Переключением гидрораспределителя 16 масло 13 из бака 12 подается насосом 11 в верхнюю часть гидроцилиндров 14, подвески 18 опускаются и трубы 10 погружаются в емкости 4 с расплавом олова 2.By switching the control valve 16, the oil 13 from the tank 12 is pumped 11 to the upper part of the hydraulic cylinders 14, the suspensions 18 are lowered and the pipes 10 are immersed in a tank 4 with molten tin 2.

После погружения труб 10 в емкости 4, переключают гидрораспределитель 16. Масло 13 из бака 12 подается насосом 11 через гидрораспределитель 16 и гидродроссель 15 в нижнюю часть гидроцилиндров 14. Трубы 10 извлекают из емкости 4. Расход масла, поступающего в нижнюю часть гидроцилиндров 14, регулируют гидродросселем 15, тем самым, устанавливая необходимую скорость извлечения труб 10 из расплава в емкостях 4, для получения покрытия заданной толщины на трубах 10.After immersing the pipes 10 in the tank 4, switch the valve 16. The oil 13 from the tank 12 is pumped 11 through the valve 16 and the valve 15 to the lower part of the hydraulic cylinders 14. The pipes 10 are removed from the tank 4. The flow of oil entering the lower part of the hydraulic cylinders 14 is regulated by a hydraulic throttle 15, thereby setting the required rate of extraction of the pipes 10 from the melt in the tanks 4, to obtain a coating of a given thickness on the pipes 10.

Рекомендуемые значения изменения скорости извлечения труб указанного размера зависят от толщины наносимого покрытия. При толщине покрытия от 30 до 100 мкм скорость извлечения скорость изменяется в пределах от 3,5 до 37,0 м/мин.Recommended values for changing the extraction speed of pipes of a specified size depend on the thickness of the coating. When the coating thickness is from 30 to 100 μm, the extraction speed varies from 3.5 to 37.0 m / min.

Claims

1. A device for applying a metal coating to at least the outer surface of at least one lengthy product, comprising a bath containing molten metal, a heater mounted vertically in the bath, at least one tubular-shaped tank with a top the end is open and protrudes above the mirror of the molten metal, means for immersing / removing the product in a vertical position in the molten metal / from the molten metal, characterized in that it is equipped with a pump, the pump outlet is connected to at least one j tank, the pump inlet is connected to the bath containing the molten metal, the tanks are made with the possibility of communication with each other, and the means for immersing / removing the product into the molten metal from the molten metal in the tank is configured to control the speed when removing the product from the metal in the tank.

2. The device according to claim 1, characterized in that the means for immersing the extraction of products is made in the form of a hydraulic system.

3. The device according to claim 2, characterized in that the hydraulic system comprises at least a pump, a hydraulic cylinder, a control valve, a hydraulic valve and a hydraulic valve.

4. The device according to claim 1, characterized in that the length of each tank significantly exceeds the dimensions of the cross section.

5. The device according to claim 4, characterized in that the length of the part of each container located under the mirror of the molten metal in the bath significantly exceeds the depth of the molten bath.

6. The device according to claim 1, characterized in that the pump outlet is connected to at least one tank in its lower part, located under the bath with the melt.