SE445561B - Ytbehandlingforfarande for kontinuerlig tvasidig metallisering av ett jernband med smelt overdragsmetall samt apparatur for genomforande av forfarandet - Google Patents

Description

8002796-4 nan förberedande behandling av denna typ i allmän användning är den så kallade Selas-processen eller den högintensiva me- toden med direkteldad ugn, som beskrives i amerikanska patent- skriften 3 320 085.

Vid Sendzimir-processen upphettas ett järnband i en oxiderande ugn (som kan vara en direkteldad ugn) till en tem- peratur av omkring 3700 C till omkring 4850 C utan reglering av atmosfären, varefter det uttages i luften så att ett reg- lerat ytligt oxidlager bildas vilket utseendemässigt varierar från ljusgult till violett eller till och med blått, införes i en reducerande ugn innehållande en vätgas- och kvävgasatmos- fär, vari råmaterialet uppvärmes till mellan cirka 7350 C och cirka 9250 C och det reglerade oxidskiktet reduceras full- ständigt. Materialet får sedan passera in i en kylsektion, som innehåller en skyddande reducerande atmosfär, som t.ex. en vätgas-kvävgas-blandning, som bringas till ungefär samma temperatur som den i det smälta metallbadet och matas sedan fram under badets yta medan det fortfarande är omgivet av den skyddande atmosfären.

I Selas-processen får det för överdragning med metall avsedda järnbandet först passera genom en direkteldad ugns- sektion för föruppvärmning. Bandet uppvärmes genom direkt för- bränning av bränsle och luft som ger . -. . u L produkter innehallande minst cirka 3 % brannbara gaser; form en temperatur av omkring gasformiga förbrännings- av kolmonoxid och vätgas. Bandet når 5350 C till omkring 7600 C, medan det bibehåller blanka ytor som är fullständigt fria från oxidering. Bandet matas sedan in i en reduceringsdel, som är tillsluten relativt föruppvärm- ningssektionen och som innehåller en vätgas- och kvävgasatmos- fär, vari det kan ytterligare uppvärmas med hjälp av strål- ningsrör till omkring 650° C till omkring 9250 C och därefter kylas ned ungefär till den temperatur som råder i badet med den smälta överdragsmetallen. Bandet matas sedan fram under badets yta medan det samtidigt är omgivet av den skyddande atmosfären.

Andra närliggande förbehandlingsmetoder finns beskriv- na i amerikanska patentskrifterna Re 29 726, 3 837 790, 8002796-4 4 123 291, 4 123 292 och 4 140 552. Ovannämnda, till den förut kända tekniken hörande patent utgör icke-begränsande exempel på utan flussmedel genomförda, kontinuerliga metalli- seringsprocesser, på vilka förfarandet enligt föreliggande uppfinning är tillämpbart. När sådana konventionella bandbe- redningsmetoder som de i ovannämnda hänvisningar redovisade begagnas, är det nödvändigt att det för överdragning avsedda metallbandet hålles i en skyddande atmosfär åtminstone till dess att det passerar under ytan i badet av smält zink eller zinklegering.

En sådan skyddande atmosfär är inte ett krav, när man använder fluss- eller kemiska bandberedningsmetoder av den typ som beskrives i amerikanska patentskrifterna 2 824 020 och 2 824 021. I korthet gäller att när sådana kemiska bandbered- ningsmetoder användes så matas järnbandet som skall förses med metallöverdrag fram genom ett flussmedelsbad och genom anord- ningar som säkerställer lämplig tjocklek av flussmedelsbelägg- ningen på bandet. Järnbandet ledes sedan genom en uppvärm- ningskammare, vari bandet uppvärmes för att förånga vattnet i flussmedelslösningen. Därefter uppvärmes bandet ytterligare för att höja temperaturen till en temperatur i närheten av maximitemperaturen för flussmedelsbeläggningens stabilitet på bandet. Bandet bringas sedan att passera fram under ytan i ba- det av smält zink eller zinklegering för att på så sätt bli försett med ett överdrag. Metoden enligt föreliggande uppfin- ning är i lika hög grad tillämpbar på processförlopp för för- zinkning, vilka utnyttjar sådana flussmedels- eller kemiska förbehandlingssystem.

Av det ovanstående framgår, att förfarandet enligt uppfinningen inte är begränsat till användningen av någon sär- skild förbehandling av det för metallöverdragning avsedda järnbandet vid metalliseringsförloppet och uttrycken "förbe- handling“ eller "förbehandlat" (såsom uttrycken användes häri och i åtföljande patentkrav med avseende på det för metall- överdragning avsedda järnbandet) skall tolkas allmänt på så- dant sätt, att de inkluderar vilket som helst av de konven- tionella förbehandlingssystem som exemplifieras med hjälp av 8002796-4 den ovan redovisade_kända tekniken. Vanligen hänför sig dessa uttryck till vilken lämplig förbehandlingsmetod som helst,' vars resultat är sådant att bandet kommer att ha eller uppnå den lämpliga beläggningstemperaturen och dess ytor vara oxid- fria under själva beläggningssteget, vid vilket järnbandet ma- tas fram genom det smälta badet eller zink eller zinklegering.

Vid konventionell, kontinuerlig metallisering genom varmdoppning är det vanligt att göra så att det på båda sidor belagda bandet lämnar badet med smält beläggningsmetall för att komma ut i omgivningsatmosfär. Den mest allmänt ytnyttja- de metoden för kontroll av bearbetning och beläggningsvikt är att leda det med metall överdragna bandet mellan jetknivar eller munstycken, vilka gör så att en bläster av luft eller ånga stöter emot båda sidor av det metallöverdragna bandet - och därvid återför överskottet av beläggningsmetall till ba- det. Denna slutbehandlingsmetod har emellertid ett antal be- stämda nackdelar. En nackdel är bildningen av slagg på ytan av badet med den smälta överdragningsmetallen. Bildningen av sâ- dant slaggmaterial innebär att avsevärda zinktillgångar går förlorade och en del av den ytliga slaggen drages ofta upp med det med överdrag försedda bandet och passerar genom bläster- behandlingen och bildar slutligen synliga ytliga defekter av slaggknölar på den belagda produkten.

En annan vanlig beläggningsdefekt eller oregelbundenhet i samband med vanlig blästerytbehandling betecknas ofta som "apelsinyta" (krusningar i beläggningen) eller "havsvågor“.

Fenomenet med så kallad apelsinyta kan väsentligen beskrivas som vågliknande oregelbundenheter i beläggningstjockleken i det överdragna bandets längsgående (vals-)riktning. Dessa krus- ningar i beläggningen kan variera i styrka från huvudsakligen Winga krusningar alls till mycket kraftiga krusningar som ofta benämnes “gardinbildning". Det är mycket svårt att helt elimi- nera denna sâ kallade apelsinyta vid konventionell blästeryt- bearbetning och nära nog omöjligt vid hastigheter under cirka 45,5 m/minut. Hög hastighet, inplacering av blästermunstycke- na nära bandet, hög aluminiumhalt i zinkbadet och minimal be- läggningsvikt är åtgärder som användes för att reducera krus- 8002796-4 ningseffekten vid den konventionella praktiska tillämpningen.

Ytterligare en annan oregelbundenhet vid varmförzink- ning beräknas allmänt som "kristallojämnheter" ("spangle relief"). Problemet med "kristal1ojämnheter“ har två aspek- ter. En är variationen i ytprofil (zinktjocklek) vinkelrätt mot zinkkristallen från en gräns till den motsatta gränsytan.

Den andra innebär en nedsänkt kristallgräns, som omger varje kristall. Båda dessa aspekter är att hänföra till de dendri- tiska_solidifieringsegenskaperna hos zinkbeläggningar. Ytde- fekter av typen "kristallojämnheter“ kan reduceras med hjälp av sådana metoder som den vid vilken man med avsikt gör så att en del av zinkbeläggningen legerar sig med ferrometallen i underlaget genom att sänka blyhalten i zinkbadet eller ge- nom antimontillsatser i zinkbadet. Emellertid är ingen av des- sa metoder helt tillfredsställande. Detta har resulterat i att man utvecklat ett flertal metoder för att sänka bildningen av "kristallojämnheter". Det innebär att man försöker reducera storleken hos de slutliga kristallerna i överdragets yta i sådan utsträckning, att kristallerna knappast är synliga för blotta ögat. Exempelvis ger amerikanska patentskrifterna 3 379 557 och 3 756 844 anvisning på metoder för minimering av de här diskuterade "kristallojämnheterna". De flesta meto- derna inbegriper att man sprutar vatten eller vattenlösningar mot den smälta beläggningen för att hastigt kyla ned belägg- ningen och alstra många lägen för kärnbildning. Fastän meto- der för reducering av kristallstorleken till ett minimum är effektiva vad gäller att minimera "kristallojämnheter", är dy- lika metoder behäftade med nackdelar vad gäller drift och un- derhåll i samband med kontinuerlig, drift och de med dem upp- nådda resultaten är inte alltid konsekventa. Metoder för att minska kristallernas storlek i ytan av metallöverdrag gör ingenting för att övervinna fenomenen med blåsbearbetnings- krusningar och bildningen av slaggknölar i beläggningen.

De olika oregelbundenheterna (defekterna) vid varmdopp- ning, som förekommer i samband med på konventionellt sätt blåsbearbetade zinkbeläggningar, kan döljas genom kallvals- ning (valsning med liten reduktion) efter glödgning. Kallvals- 8002796-4 6 ning genom glödgning gör emellertid så att oregelbundenheterna blir intryckta i den underliggande metallen. Som ett resultat av denna ojämna kallbearbetning av den underliggande metallen, kan defekter. _ ånyo uppträda, när föremål med kritiska ytför- hållanden, som t.ex. karosseridelar till bilar, pressas eller formas.

Ett annat väsentligt problem i samband med konventionell blåsbearbetning är problemet med kontroll av beläggningen vid kanterna på bandet. Ett kantproblem gäller zinkbeläggningens tjocklek över en smal remsa omedelbart i anslutning till varje kant av det överdragna bandet. Beläggningstjockleken för dessa remsor är större än beläggningstjockleken över resten av bandets bredd. Öm denna skillnad i beläggningstjocklek är tillräckligt stor, så kommer det att ske en uppbyggnad eller uppspelning av kanten, när det ändlösa bandet viras upp under spänning. l Andra besvärliga problem inkluderar kantkorn (små kulor av oxid), vilka sitter fast på kanten av bandet och drages med trots blästringen. En kantdefekt, vanligen känd som “fjäderlikt utbredd oxid", inträffar vidare under blåsbearbetning vid låg hastighet. Fjäderlíkt utbredd oxíd karakteriseras av osamman- hängande fläckar av tung överdragsmetalloxid som passerar förbi blåsbearbetningen. De framträder i mycket som fjädrar, vilka ut- breder sig inåt från kanterna på bandet med spetsarna riktade mot bandets mittlinje. Många metoder har tidigare tillämpats för att reducera problemen med uppbyggnads- och oxidregleringen i kanterna på bandet. Vanligen användes avmmflnande: slitsöppningar i jetmunstycket, där slitsöppningen i blåsbearbetningsmunstycket kontinuerligt ökar i bredd från jetmunstyckenas mitt till deras ändar. Ett sådant jetbearbetningskonturmunstycke beskrives i amerikanska patentskriften H 137 3Ä7.

Andra metoder för reglering av beläggningen i kanterna innebär att man gör jetmunstyckena kurvformiga, så att mun- stycket är beläget närmare bandet vid kanterna på bandet än vid bandets mittdel. Dessutom har man även använt vingar el- ler munstycksförlängningar vid kanterna på bandet för att bringa munstycket närmare kanterna än mittdelen av bandet. Yt- terligare°andra metoder innefattar användningen av slutare 8002796-4 och hjälpstrålar, såväl interna som externa relativt huvud- jetmunstyckena, för'att ändra strâlens avstrykningskraft vid kanterna av bandet jämfört med strâlens avstrykningskraft vid bandets mittdel.

Alla förut kända metoder kommer till korta när det gäl- ler att åstadkomma optimal kantreglering med ett minimum av tillsyn från personalens sida, maximala ekonomiska betingel- ser vad gäller överdragsmetallen, tillräcklig kantreglering för drift vid låg hastighet och passande kantreglering över ett vidsträckt område av bandbredden.

Ytterligare ett annat problemkomplex, som man stöter på i samband med konventionell blåsbearbetning, inbegriper be- läggningsvikter och "linans" hastigheter. Det viskösa inter- agerandet mellan beläggningsmetallen och bandet är proportio- nellt mot bandhastigheten. Vid låga hastigheter fick man i samband med tidigare kända metoder problem med krusningsfeno- men. För att bekämpa detta visade det sig att reducering av strålens frammatningshastighet kommer att skingra oxiden och fördela den jämnare. Emellertid skapar blåsbearbetningstryck och nära intill varandra placerade jetmunstycken ett kantupp- byggnadsproblem med tiden. Arbetarna måste därför vid metoder- na enligt teknikens ståndpunkt justera parametrarna för att reglera kantuppbyggnad och krusningar och detta har nödvändig- gjort högre hastigheter på linan. Som ett exempel kan nämnas, att det i praktiken har varit vanligt att använda konventio- nell blåsbearbetning endast med bandhastigheter över 30 m per minut för att producera kommersiellt klassad beläggningsvikt (ASTM A525, G-90). Kantuppbyggnadsproblem uppträder på G-90- beläggning (beläggningsvikt 275 g/m2) vanligen vid hastigheter under omkring 45,5 m per minut. Minímidrifthastigheter för tyngre beläggningar, som t.ex. 564 g/m2 (G-185), är till och med ännu mer restriktiva och beläggningsjämnheten från kant till kant försämras med ökande beläggningsvikt.

En annan väsentlig praxis vid de flesta kända blåsbe- arbetningsprocesserna är att placera jetmunstyckena praktiskt taget direkt motsatta varandra på sådant sätt, att jetström- marnaißerfmxflsrfdirekt över kanterna på bandet. Denna stör- 8002796-4 ning resulterar i ytterst höga och obehagliga ljudnivâer. Om jetmnnstyckena får arbeta medan de är vertikalt förskjutna re- lativt varandra, kan man fâ en kringsvepningseffekt, varigenom den på bandet sist verkande strålen orsakar att det bildas en droppbildning av tung beläggningsmetall längs kanten på ban- dets motsatta sida. Vid sidan av problemet med det höga lju- det och behovet av att driftspersonalen exakt justerar mun- styckena, kan förfarandet med motsatta munstycken resultera i att stänk av beläggningsmetall blåses bort från kanten på bandet av det ena munstycket och sedan kommer in i öppningar- na i det motsatt placerade munstycket.

Enligt hitintills tillämpad teknik har man blåsbearbe- tat, varmdoppad, på tvâ sidor zinkbelagd och aluminiumbelagd bandråvara med kvävgas. Sådan blåsbearbetning har emellertid utförts i en omgivningsatmosfär. Vid blåsbearbetning erford- ras mindre kvävgas än luft. De vid sådan bearbetning uppnådda resultaten är emellertid mycket mera lika de som uppnås vid blåsbearbetning med luft i en omgivningsatmosfär än de re- sultat som uppnås med förfarandet enligt uppfinningen.

Amerikanska patentskrifterna 4 107 357 och 4 114 563 samt tyska patentskriften 2 656 524 är exempel på patent som hänför sig till metoder för beläggning av enbart den ena si- dan av ett järnband. Vid den praktiska tillämpningen av dessa metoder förvaras det med överdrag försedda bandet efter kon- takt med beläggningsbadet i en skyddande, icke-oxiderande at- mosfär och blâsbearbetas med kvävgas eller en icke-oxiderande gas. Det primära syftet med dessa steg är emellertid att för- hindra oxidation av den sida av bandet som inte försetts med någon beläggning eller, om den obelagda sidan har överdragits med en oxidfilm, för att förhindra vidhäftning av beläggnings- metallen på oxidfilmen .

Föreliggande uppfinning är baserad på upptäckten att om den överdragna metallen i en konventionell, kontinuerlig, tvåsidig varmdoppningsmetod i samband med att den kommer upp ur beläggningsbadet omges av ett hölje, i vilket en väsentli- gen syrefri atmosfär upprätthålles, och om det belagda bandet inne i detta hölje blåsbearbetas med en icke-oxiderande eller 8002796-4 9 inert gas, så reduceras påtagligt de ytbearbetningsproblem som man möter i samband med konventionella ytbearbetningsmeto- der eller också elimineras de helt. Ytbearbetningsmetoden en- ligt uppfinningen eliminerar inte behovet av att reducera kristallojämnheterna (" spangle") till ett minimum, men gör för första gången metoder för att reducera kristallojämnhe- _ terna till ett minimum effektiva och följdriktiga. Slaßåbïld' ningen reduceras i hög grad tillsammans med problem som står i samband med slaggbildningen och krusningar i ytan på grund av blåsbearbetningen elimineras, även vid låga driftshastig- heter. Med den påtagliga reduktionen av slaggbildningen, re- duceras 1 hög grad förlusten av tillgängliga zinkmaterial till skumämnena på ytan.

En av de viktigaste aspekterna på föreliggande uppfinning är upptäckten att alla beläggningskontrollproblemen vid kan- terna på bandet fullständigt elimineras med uteslutning av syre från ytbearbetningsprocessen. Minimiframmatningshastig- heterna begränsas ej längre av problem med ansamlingar i kanterna utan snarare enbart av den önskade beläggningsvikten i relation till den mängd beläggningsmetall, som naturligen drages upp till de vid ytbearbetningen använda jetmunstyckena med bandet. Det har t.ex. visat sig, att beläggningar om 275 g/m2 av utmärkt kvalitet kan framställas utan nâgra svårig- heter vid sâ låga hastigheter som 9,1 m per minut. Någon om- lindning kring kanterna sker inte, varför jetmunstyckena kan vara vertikalt förskjutna , vilket eliminerar behovet av exakt placering, ger kraftigt reducerad ljudnivå och elimi- nerar risken för zinkstänk. Utformningen av jetmunstyckena kan förenklas så att man begagnar sig av ett munstycke med en slitslíknande munstycksöppning med jämn bredd över hela längd- en, undanröjande det stora antalet specialmunstyckskonstruk- tioner, metoder och tillbehör som använts för reglering av de ovan diskuterade kantproblemen. överlägset bra och jämn beläggning erhålles från kant till kant för alla beläggnings- vikter, eftersom centrumprofilen inte längre behöver vara förvriden för att kompensera för fiuflßa kaflïef- 8002796-4 10 Vid tillämpningen av konventionell tvâsidig blâsbear- betning har man hitintills inte förstått vare sig mekanismen vid bildningen av krusningar eller den som orsakar kantupp- byggnadsproblem. Vid förfarandet med konventionell blåsbear- betning alstras en pneumatisk uppdämningseffekt, varigenom den önskade mängden beläggningsmetall uppmättes medelst strål- barriären, så att den färdiga beläggningen bildas. Vid denna uppmätningspunkt âterföres överskottet beläggningsmetall, som drages upp med bandet, utöver vad som erfordras för den fär- diga beläggningen, till beläggningsbadet. Detta förfarande beskrivs i detalj i amerikanska patentskriften 4 078 103.

Utan någon önskan att bli bunden till en bestämd teori kan konstateras, att det på basis av föreliggande uppfinning synes vara så att krusningarna i beläggningen och den tunga kantbeläggningen vid konventionell blåsbearbetning orsakas helt av beläggningsmetalloxid. Vid någon punkt i blåsinter- aktionsregionen, förmodligen precis ovanför punkten med yt- hastigheten noll, exponeras färsk (ej oxiderad) beläggnings- metall och bildar omedelbart alltefter som den exponeras, en mycket lätt oxidhinna. Kontinuiteten i flöde eller fördelning av denna mycket lätta oxidhinna på den färdiga beläggningen bestämmer förekomsten av krusningar i beläggningen. Vid kon- ventionell tillämpning hâller strâlen periodiskt tillbaka oxidfilmen. Filmen bygges upp tills strålen inte längre kan hålla tillbaka den. Vid denna tidpunkt lossnar ett segment av relativt tung oxid och passerar tillsammans med den bearbeta- de beläggningen. Segmentet bär, när det passerar, med sig be- läggning nedanför, vilken är tyngre än den som mätes när oxid- filmen hålles tillbaka. Detta förfarande upprepas många gång- er varje sekund när krusningar bildas.

En liknande mekanism antages fungera vid alstrandet av tung beläggningsmetall längs bandets kanter. Vid kanterna blir emellertid geometrin en ytterligare viktig faktor, då det inte finns någon mot kantytorna verkande avtryçkningskraft.

Relativt tung oxid tillåtes passera genom jetinteraktionsre- gionenlvarvid den mer och mindre kontinuerligt bär med sig 8002796-4 11 tung beläggning därunder. Detta oxidhölje kring varje kantyta på bandet är den "behållare". som tillåter att det bildas zinkomslag, när jetmunstyckena är vertikalt förskjutna.

Dessa oregelbundenheter i beläggningen är orsakade av oxid på den smälta beläggningsmetallen, och de elimineras vid förelig- gande uppfinning genom att man undviker oxidering.

Den med förfarandet enligt uppfinningen tillverkade, zink- överdragna produkten har sådana utmärkt goda ytegenskaper efter kallvalsning efter glödgning, att den är lämplig för användning i exponerade bilkarosseridelar, anordningstillämpningar och liknan- de. Föreliggande uppfinnings praktiska utövande lämpar sig väl för tillämpning i ett kärl med kortvarig neddoppning och grund be- läggning, varvid man utnyttjar en delvis i kärlet neddoppad vals.

I enlighet med uppfinningen ges anvisning på ett ytbe- handlingsförfarande för kontinuerlig tvåsidig metallisering ge- nom varmdoppning av ett järnband med en smält överdragsmetall, varvid man behandlar järnbandet för att ge det en tillräckligt hög beläggningstemperatur för att förhindra att överdragsmetallen faller ut pâ bandet och tillräckligt låg för att förhindra att överskott av överdragsmetall legerar sig med den för beläggning avsedda metallen och för att göra ytorna på bandet rena och oxid- fria, omger bandet med en skyddande atmosfär, leder bandet genom ett bad av den smälta överdragsmetallen, omger det överdragna ban- det med en skyddande atmosfär, när det kommer upp ur badet, och blåsbearbetar det överdragna bandet, vilket ytbehandlingsförfa- rande är kännetecknat av att man omger det tvåsidigt överdragna bandet, efter det att det kommit upp ur badet, med en icke-oxide- rande atmosfär, genomför blåsbearbetningen av det överdragna ban- det med en icke-oxiderande gas och bibehåller den icke-oxideran- de atmosfären och blåsbearbetningsgasen vid en syrgashalt under- stigande ca 200 ppm.

Vidare avser föreliggande uppfinning en ytbehandlingsap- paratur för genomförande av ytbehandlingsförfarandet enligt upp- finningen, i samband med en ytbehandlingsuppsättning för konti- nuerlig tvåsidig metallisering genom varmdoppning av ett järnband med en smält överdragsmetall, vilken uppsättning har ett pålägg- ningskar, ett bad av smält överdragsmetall i detta pâläggnings- kar, mataranordningar för att leda järnbandet genom badet med den smälta överdragsmetallen, bandprepareríngsanordning för att brin- 8002796-4 12 ga järnbandet till en önskad beläggningstemperatur och för att göra ytorna på bandet rena och oxidfria och bibehålla dem så, när bandet passerar genom badet av smält överdragsmetall, ett par jetmunstycken ovanför badet med den smälta överdragsmetallen och på vardera sidan om bandet, en kåpa för bandet i samband med att det kommer upp ur badet med den smälta överdragsmetallen, vilken kåpa har en öppen bottendel, som doppar ned i badet med den smäl- ta överdragsmetallen, vilken kåpa är försedd med en däri utfor- mad utloppsslits för bandet, varvid nämnda par jetmunstycken är placerade inne i kåpan, vilken apparatur är kännetecknad av att den innefattar inlopp för att tillföra och bibehålla en icke-oxi- derande gas inne i kåpan med en syrgashalt understigande ca 200 ppm samt ledningar och ventiler för att förse jetmunstyckena med en icke-oxiderande gas med en syrgashalt understigande ca 200 ppm.

Uppfinningen belyses nàmere med hjälp av åtföljande rit- ning där fig. 1 visar en fragmentarisk, delvis schematisk plan- ritning i vertikalt snitt av ett exempel på en kontinuerlig varm- förzinkningsapparatur, utrustad för tillämpning av förfarandet enligt uppfinningen, fig. 2 visar en förstorad, fragmentarisk, delvis schema- tisk planritning av den avslutande delen av förzinkningsapparatu- ren enligt fig. 1, fig. 3, 4 och 5 visar förstorade, fragmentariska, delvis schematiska planritningar av liknande typ som fig. 2 men illustre- rande olika arrangemang för frammatningsvalsen i karet med metall- badet, fig. 6 visar en fragmentarisk, delvis schematisk planrit- ning illustrerande kåpan enligt uppfinningen som en integrerande del av den ränna eller pip, genom vilken bandet kommer ned i ba- det med smält överdragsmetall och fig. 7 visar en fragmentarisk, delvis schematisk planrit- ning av liknande typ som fig. 6, men denna figur visar en del- vis neddoppad frammatningsvals i karet och användningen av en pump för den smälta överdragsmetallen.

Som ett exempel på förfarandet enligt uppfinningen be- skrives förfarandet nedan tillämpat på en uppställning av ap- paraturen för förzinkning enligt Selas, men samtidigt bör 8002796-4 13 poängteras, att avsikten därvid inte är att begränsa uppfin- ningen till endast detta tillvägagångssätt. Återkommande till fig. l är raden av anordningar (linan) för metalliseringen allmänt indikerade vid 1. Bandprepareringsugnen i metallise- ringsprocessgången innefattar en direkteldad ugn 2, en värme- ugn 3 med reglerad atmosfär, en första kylsektion 4, en andra kylsektion 5 och en ränna eller pip 6. Man kan observera, att pipen 6 är avbildad på så sätt,,att den når under den övre ytan av ett bad 7 med smält zink eller zinklegering, vilket bad inrymmes i ett kar 8.

Järnbandet 9, som skall prepareras, kommer in i den direkteldade ugnen 2 över valsar 10 och ll och via tätnings- valsar 12 och 13, vilka är placerade pâ sådant sätt att de mi- nimerar avgången av förbränningsprodukter genom inloppsöpp- ningen 14 i föruppvärmningsugn 2. Den direkteldade ugnen 2 ar- betar vid en temperatur i storleksordningen l260° C. Den di- rekteldade ugnen har till uppgift att snabbt bränna bort olja och liknande material från ytorna av järnbandet 9 samtidigt som partiell upphettning âstadkommes för glödgning av bandet.

Vid den angivna temperaturen är den direkteldade ugnen till- räcklig för att värma upp det inkommande bandet till en tempe- ratur av cirka 535° c 1-.111 cirka 76o° c via aan tidpunkt när det passerar över från den direkteldade ugnen till värmeugnen 3 med reglerad atmosfär.

Järnbandet 9, som skall beläggas med zink, matas fram kring omkastningsvalsar 15 och 16 och påbörjar en förflytt- ning uppåt genom uppvärmningsugn 3 med reglerad atmosfär. Där- efter löper bandet kring omkastningsvals 17 och fortsätter nedåt igen genom ugn 3. Uppvärmningsugnen med reglerad atmos- fär kan vara av typen med strålningsrör och kommer att höja temperaturen hos järnbandet 9 ytterligare till cirka 6500 C - cirka 9250 C, beroende på järnbandets beskaffenhet och de öns- kade slutliga egenskaperna hos bandet som skall metalliseras.

Bandprepareringsugnen i beläggningsprocessgången 1 kan ha en eller flera kylkammare. I det visade exemplet illustre- ras bandprepareringsugnen med två kylkammare 4 och 5. Från upp- 78002796-4 14 värmningsugnen 3 med reglerad atmosfär löper bandet 9 kring omkastningsvalsar 18 och 19 och kommer in i kylkammare 4. Kam- nare 4 kan vara av den inom tekniken välkända tubkylningsty- pen. I den som exempel visade apparaturen går bandet 9 nedåt eller uppåt sammanlagt tre gånger, när det passerar kylkamma- re 4, varvid det får ändrad riktning medelst omkastningsval- sar 20 och 21. Därefter matas järnbandet 9 fram över omkast- ningsvalsar 22 och 23 för att komma in i den andra kylkamma- ren 5, som kan vara av insprutningskyltypen, även denna väl- känd inom tekniken.

Den temperatur, till vilken järnbandet 9 kyles ned, är beroende av ett antal faktorer, Eftersom den smälta överdrags- metallen 7 i påläggningskar 8 är zink eller zinklegering, ky- les järnbandet företrädesvis till ungefär 4500 C. I vissa fall kan emellertid bandet självt användas som ett ytterligare me- del för att leda in värme i badet 7 med den smälta överdrags- metallen. Under dessa omständigheter kan järnbandet 9 införas i badet 7 vid en temperatur som är något högre än snältpunk- ten för den däri befintliga zinkmetallen eller zinklegeringen.

I de fall där man inte litar till bandet som en värmekälla för badet 7, kan bandet införas i badet vid en temperatur som ligger något under badets temperatur. Under alla omständighe- ter skall bandets temperatur vara tillräckligt hög för att förhindra att den smälta överdragsmetallen faller ut på ban- det. Dessutom får inte bandets temperatur vara så hög att den nedför att ett överskott av överdragsmetall legerar sig med det metallmaterial som skall beläggas.

Från kylkammaren 5 matas bandet 9 fram via omkastnings- vals 24 och kommer in i inmatningsrännan 6. Det bör observeras, att den fria änden av rännan 6 når ned under ytan av zink- eller zinklegeringsbadet 7. Järnbandet passerar kring ned- vridningsvals 25 och matas ned i bad 7. Nere i badet styras bandet av en eller flera i påläggningskaret belägna valsar på sådant sätt att det kommer upp ur badet i en väsentligen ver- tikal riktning. I den i fig. 1 visade utföringsformen åskåd- liggöres en enda vals 26 i pâläggningskar 8. Det på två sidor överdragna järnbandet 9a kommer upp ur badet 7 med den smälta 8002796-4 15 överdragsmetallen och kommer sedan in i en kåpa 27, vars ned- re ände når ned i badet 7 med den smälta överdragsmetallen, så att den med badets hjälp bildar en hermetisk tillslutning.

I kåpan 27 matas det på tvâ sidor belagda järnbandet 9a fram mellan ett par jetmunstycken 28 och 29.

Av fig. 1 framgår vidare, att den övre änden av den di- rekteldade ugnen 2 står i förbindelse genom en ledning 30 med en utblâsningsfläkt 31. Utloppsöppningen 32 i utblâsningsfläk- ten 31 kan vara direkt förbunden med en skorsten eller med anordningar för tillvaratagande av spillvärmet (ej visade).

Bandprepareringsugnen enligt påläggningsprocessgângen 1 kan manövreras över atmosfärstryck (för att förhindra att syre från omgivande atmosfär införes däri) genom att man reglerar uttömningshastigheten för förbränningsprodukterna från den direkteldade ugnen 2. För detta ändamål kan en skjutventil 33 vara inplacerad i ledning 30. De parametrar, under vilka bandprepareringsugnen i pâläggningsprocessgângen l köres, ut- gör inte någon begränsning av föreliggande uppfinning.

Uppfinningen beskrives vidare under hänvisning till fig. 2, där rännan 6, påläggningskaret 8 och kåpan 27 enligt fig. l visas förstorade. Samma delar har försetts med samma hänvisningsbeteckningar som i fig. l. I utföringsformen enligt fig. l och 2 åskâdliggöres rännan 6 och kåpan 27 som helt se- parata konstruktionsdetaljer. Men såsom lätt inses av fack- mannen, kan kåpan 27 utgöra en integrerande del av rännan 6.

När ett kemiskt och flussförbehandlingssystem användes, kan rännan 6 utelämnas.

I enlighet med förfarandet enligt uppfinningen upprätt- hålles en icke-oxiderande atmosfär inne i kåpan 27 med en syr- gashalt under cirka 200 ppm och företrädesvis under cirka 100 ppm. Vilken lämplig, icke-oxiderande eller inert atmosfär som helst kan begagnas. En kvävgasatmosfär föredrages som varande den mest ekonomiska. Jetmunstyckena 28 och 29 kan fun- gera som organ för åstadkommande av atmosfären inne i kåpa 27, fastän extra atmosfärsinloppsledningar, som t.ex. inloppsled~ ning 34, kan finnas, om så erfordras. 8002796-4 16 En del av kvävgasatmosfären i kåpan 27 kan tagas ut och recirkuleras via jetmunstyckena 28 och 29. Detta visas schematiskt i fig. 2. Kåpan 27 är här försedd med en utlopps- ledning 35. Utloppsledningen 35 står företrädesvis i förbin- delse med en högtemperaturfilterkammare för gasrening 35a för uppsamling av zinkoxidpartiklar. Från filterkammaren 35a pas- serar den från kåpan 27 uttagna atmosfären till en värmeväxla- re 36. Värmeväxlaren 36 står som vid punkten 37 i förbindelse med inmatningssidan 38 hos ett fläktaggregat 39. Syftet med värmeväxlaren är att kyla ned kvävgasen från kåpan 27, innan gasen kommer in i fläktaggregatet 39, för att förhindra över- hettning av lager och tätningar i fläktaggregatet. Filterkam- maren 35a kan vara placerad mellan värmeväxlare 36 och fläkt- aggregat 39, men det är att föredraga att den är placerad framför värmeväxlare 36 för att förhindra igensättning av vär- meväxlarens kanaler med zinkdamm. Utloppssidan 40 pâ fläkt- aggregatet 39 står i förbindelse genom ledningar 4l och 42 med jetmunstyckena 28 och 29. Ledningarna 4l och 42 kan inne- hålla ventiler 43 respektive 44, så att cirkulationstrycket hos jetmunstyckena 28 och 29 kan justeras. Det har visat sig, att genom användningen av ett sådant system med filterkamma- re-värmeväxlare-fläktaggregat-slutna ledningar kan mer än 50 % av den erforderliga, mycket rena kvävgasen ledas i krets- lopp från kåpa 27 genom jetmunstyckena 28 och 29, varigenom kvävgasförbrukningen reduceras. Erforderlig kvävgas för kom- pensering av förbrukningen kan införas i systemet via ledning 45, som står i förbindelse med ledning 37 mellan värmeväxlare 36 och fläktaggregatets 39 inloppssida 38. Hastigheten för återmatningen av gasen justeras på sådant sätt, att man undvi- ker infiltrering av luft genom slitsen 46, genom vilken det överdragna bandet 9a lämnar kåpan 27.

Jetmunstyckena 28 och 29 är Pläcefade på vardera sidan av det på två sidor belagda bandet 9a och direkt motsatta var- andra, såsom visas i fig. l. Men eftersom de ovan redovisade kantproblemen, däribland omlindningseffekten, eliminerats med hjälp av den aktuella metoden, är det att föredraga att jet- munstyckena 28 och 29 är förskjutna vertikalt i förhållande 8002796-4 17 till varandra såsom~visas i fig. 2. Detta förhindrar munstyc- kenas igensättning på grund av zinkstänk och blâsning av zink från ett munstycke till det andra, såsom förklarats närmare ovan. Vilken som helst av de båda strålknivarna kan vara pla- cerad ovanför den andra. Det övre av de två jetmunstyckena (i detta fall jetmunstycke 28) kan vara placerat upp till cir- ka 0,6 meter ovanför badet eller ännu högre. Jetmunstyckena 28 och 29 kan vara vertikalt förskjutna i förhållande till varandra godtyckligt mycket. I allmänhet är de förskjutna mel- lan 5 och l5,25 cm. Vanligen är munstyckena placerade inom cirka 3,8 cm från bandet. När jetmunstyckena är förskjutna i förhållande till varandra, reduceras i hög grad den av mun- styckena orsakade ljudnivån vid blåsbearbetningssteget. Jet- munstyckena 28 och 29 kan ha en enkel konstruktion med en en- kel rektangulär munstyckesöppning och utan böjda flänsar, luckor, vingar eller andra anordningar. Utmärkta resultat har uppnåtts med jetmunstycken, som har en enkel rektangulär öpp~ ning med en jämnstor bredd längs hela dess längd av 1,25 till 2,05 mm.

Kåpan 27 är försedd med en utgångsöppning eller slits 46 för det tvåsidigt belagda bandet 9a. Man måste se till att inte omgivande luft dras in i kåpan genom slitsen 46 på grund av höga gashastigheter och turbulenseffekter i området nära slitsen 46 i kåpan. Omgivande luft, som dras in via slitsen 46, skulle orsaka att det fanns för mycket syre i kåpan 27.

Användningen av avskärmningsplåtar eller extra kvävgasren- spolning runt bandets utmatningsöppning 46 kan bidra till att förhindra en sådan luftaspiration. Utmärkta resultat har emellertid uppnåtts genom att man helt enkelt förser kåpan med en kort skorsten 47 och placerar utmatningsöppningen 46 överst på skorsten 47.

Det inneslutna ytbehandlingsförfarandet enligt upp- finningen medger en kortvarig neddoppning i ett grunt pålägg- ningskar, som utnyttjar en delvis nedsänkt vals i pålägg- ningskaret. Detta gäller därför att förfarandet enligt upp- finningen minimerar bildningen av oxid på badets yta och på den delvis nedsänkta valsen i karet. Ett sådant tillväga- 8002796-4 18 dgångssätt har ett flertal fördelar. Först och främst utnytt- jar det ett mindre påläggningsbad. Vidare reducerar det i hög grad den mängd järnband, som doppas ned i badet och ger sam- tidigt neddoppningens varaktighet, varigenom mängden järn, som går i lösning i överdragsmetallen från järnbandet, redu- ceras.

Fig. 3 åskådliggör en sådan utföringsform med en kort- varig neddoppning och ett grunt päläggningskar. I fig. 3 är ett påläggningskar betecknafi med 48. Pâläggningskaret 48 lik- nar karet 8 i fig. 2 med undantag för att det är grundare.

Påläggningskaret 48 innehåller ett bad av smält överdragsma- tall 49, som har avsevärt mindre volym än badet 7 enligt fig. 2: ' En pipformad ränna 50 motsvarande ränna 6 i fig. 2 vi- sas med dess lägsta ände placerad under badets 49 yta, så att den tillslutes med hjälp av badet. Rännan 50 innehåller en nedvridníngsvals 51, som motsvarar nedvridningsvals 25 i fig. 2. En i karet placerad vals har betecknats med 52. Val- sen 52 skiljer sig från vals 26 i fig. 2 genom att den endast är delvis nedsänkt i badet 49 med smält överdragsmetall. Ap- paraturen enligt fig. 3 inkluderar en kåpa 53, som i alla av- Seafiaflnmtsvarar kåpa 27 i fig. 2 med undantag för att dess undre bakre kant 53a är bockad något nedåt och inåt för att på så sätt åstadkomma en tillslutning med badet 49 med den smälta överdragsmetallen, medan man samtidigt ser till att det finns spelrum för det obelagda järnbandet 54 att passera mellan nedvridningsvals 51 och valsen 52 i karet. I fig. 3 får det överdragna järnbandet 54a passera mellan ett par jet- munstycken 55 och 56 och uppåt genom en skorsten 57 och en ut- matningsöppning 58, som motsvarar skorsten 47 och utmatnings- öppning 46 i fig. 2.

Funktionen hos den i fig. 3 visade beläggnings- och yt- bearbetningsapparaturen är i huvudsak identisk med den i sam- band med fig. 2 beskrivna. Även här kan jetmunstycken 55 och 56 vara anslutna till ett cirkulationssystem (ej visat) av den typ som åskådliggöres i fig. 2. Den väsentligaste skill- naden mellan det i fig. 3 åskâdliggjorda förfarandet och det 8002796-4 19. som visas i fig. 2 ligger i det faktum, att valsen 52 i karet endast är delvis nedsänkt i badet, vilket ger de ovan redo- visade fördelarna.

Valsens 52 nedsänkningsgrad i badet 49 kan varieras. I fig. 3 visas valsen 52 nedsänkt till mer än hälften. Med lämp- lig utformning av ränna 50 och delen 53a av kåpa 53 skulle valsen 52 kunna vara nedsänkt till mindre hälften, i synner- het i de fall där det är önskvärt att hålla valsens bärlager (ej visade) ovanför badets yta.

Ansamlingen av smält metall 59 mellan vals 52 och ban- det 54 på väg att komma i kontakt med valsen i karet måste vara tillräckligt stor för att säkerställa lämplig belägg- ning av baksidan eller valssidan av järnbandet. Givetvis för- håller det sig så att storleken på ansamlingen 59 sjunker samtidigt som valsens 52 nedsänkningsgrad sjunker. Det lig- ger inom ramen för föreliggande uppfinning att utvidga lös- ningen till att omfatta även användningen av en räfflad vals 52 i karet eller anordningar för att pumpa ytterligare smält överdragsmetall till ansamlingen 59 (såsom beskrives närmare nedan).

Fig. 4 åskådliggör ett annat arrangemang för att säker- ställa lämplig beläggning av baksidan eller valssidan av 7 järnbandet i en apparatur med grunt kar. I fig. 4 är en kåpa betecknad med 60, vilken kåpa kan vara identisk med kåpan 27 i fig. 2 och är försedd med ett par jetmunstycken 61 och 62, en utmatningsskorsten 63 och en inloppsledning 64 för den inerta eller icke-oxiderande atmosfären. Givetvis gäller även här, att kåpan 60 kan vara försedd med det i samband med fig. 2 beskrivna gascirkulationssystemet. Den nedre änden av kåpa 60 är nedsänkt i ett bad 65 av smält överdragsmetall, som finns inrymd i ett grunt kar 66. Pig. 4 illustrerar ock- så en konventionell snipformad ränna 67, liknande ränna 6 i fig. 2. Även här kan man se att den nedersta änden av ränna 67 når ned under ytan av badet 65 med den smälta överdrags- metallen.

, Järnbandet som skall beläggas har fått beteckningen 68.

Bandet passerar omkring nedvridningsvals 69 i ränna 67 och 8002796-4 20 kommer in i badet samtidigt som det_passerar omkring en förs- ta vals 70 i karet. Från denna första vals 70 när det fram till en andra vals 71 i karet, vilken matar fram det över- dragna bandet 68a uppåt genom kåpa 60.

Den utsträckning i vilken valsarna 70 och 71 når ned i badet 65 med den smälta överdragsmetallen kan varieras. I den i fig. 4 visade.utföringsformen når valsarna 70 och 71 ned i badet 65 med den smälta överdragsmetallen med mindre än hälf- ten av deras diametrar. Förekomsten av det neddoppade bandet 68b mellan valsarna 70 och 7l i karet säkerställer lämplig beläggning av baksidan eller valssidan av järnbandet. Man har fastställt, att en tillämpning med ett grunt kar av den typ 7 som just beskrivits i samband med fig. 3 och 4 inte påtagligt förändrar de i samband med fig. l och 2 beskrivna egenskaper- na och fördelarna med den kâpinneslutna kvävgasytbehandlingen.

Såsom redan framhållits kan apparaturen enligt före- liggande uppfinning utnyttja olika valsarrangemang i karet.

Ett annat arrangemang belyses i fig. 5. I denna figur visas ett konventionellt påläggningskar vid 72, vilket innehåller ett bad 73 med smält överdragsmetall. En snipformad ränna 74 motsvarande rännan 6 i fig. 2 har sin nedre ände neddoppad i badet 73 av smält överdragsmetall och är försedd med en ned- vridningsvals 75, som motsvarar nedvridningsvals 25 i fig. 2.

En kåpa 76 har sin nedre ände nedsänkt i badet 73 med den smälta överdragsmetallen. Kåpan 76 kan vara identisk med kå- pa 27 i fig. 2 och eventuellt ha en utmatningsskorsten 77 och en luftinloppsledning 78. Kåpan innehåller ett par jetmun- stycken 79 och 80 motsvarande jetmunstyckena 28 och 29 i fig. 2. Även i detta fall kan kåpan 76 vara försedd med ett luft- cirkulationssystem (ej visat) av den typ som visas i fig. 2.

I denna utföringsform kommer det järnband 81, som skall förses med en beläggning ned i badet 73 med den smälta överdragsmetallen och passerar omkring en serie av tre valsar 82, 83 och 84 i karet. Valsarna 83 och 84 är stabilíserings- valsar och de bidrar till övervakningen av bandets form, i det att de säkerställer att det överdragna bandet 8la är slätt, när det matas fram mellan jetmunstyckena 79 och 80. 8002796-4 21 I samtliga de hitintills beskrivna utföringsformerna har kåpan och den snipformade rännan åskådliggjorts som sepa- rata kcnstruktionsdetaljer. Emellertid ligger det även inom ramen för föreliggande uppfinning att utforma en ränna och en kåpa, som består av en integrerad, i ett stycke utformad konstruktionsdetalj. Denna variant åskådliggöres i fig. 6.

I fig. 6 visas ett konventionellt påläggningskar 85, vilket rymmer ett bad 86 av smält överdragsmetall. Den som en enhet utformade delen med ränna + kåpa betecknas generellt med 87 och är försedd med en ränndel 87a och en kåpdel 87b.

Ränndelen 87a är utformad på liknande sätt som ränna 6 i fig. 2 och har en däri placerad nedvridningsvals 88. Denna ned- vridningsvals 88 motsvarar nedvridningsvals 25 i fig. 2. Kåp- delen 87b liknar kåpa 27 och har en utmatningsskorsten 89.

Kåpdelen 87b kan vara försedd med en luftinloppsledning 90 motsvarande inloppsledningen 34 i fig. 2. Jetmunstycken eller jetknivar 91 och 92 är placerade inne i kåpdelen 87b och mot- svarar i alla avseende jetknivarna 28 och 29 i fig. 2. Vidare är det givetvis så att kåpdelen 87b kan vara försedd med ett cirkulationssystem (ej visat) motsvarande det som beskrevs i samband med fig. 2. I utföringsformen enligt fig. 6 visas vid 93 en i karet neddoppad vals.

Under normala förhållanden kommer ränndelen 87a och kâpdelen 87b att innehålla olika atmosfärer och därför skall apparaturen vara försedd med någon sorts tätningsanordning däremellan. Tätningsanordningen kan ha vilken lämplig form som helst. Som ett exempel på en lösning visas i fig. 6 en tätningsanordning som består av tvâ par tätningsvalsar 94 - 95 och 96 - 97.

Inom ramen för uppfinnüræn är även en apparatur med en inloppsledning 98 för en lämplig, icke-oxiderande gas mellan tätningsvalsar 94 - 95 och tätningsvalsar 96 - 97. Det är att föredraga, att den icke-oxiderande atmosfären mellan tät- ningsvalsar 94 - 95 och tätningsvalsar 96 - 97 föreligger vid ett något högre tryck än atmosfärstrycket i rânndelen 87a och kåpdelen 87b. Detta säkerställer att antingen kåpdelen 87b eller den med ränndelen 87a förbundna bandprepareringsugnen 8002796-4 22 kan skjutas nedåt utan att kontaminera den andra. Det kommer också att förhindra kontaminering av atmosfären inne i huv- del 87b med ämnen från inloppssidan av den konventionella bandprepareringsapparaturen.

Bandet 99, som skall förses med ett metallöverdrag, matas fram omkring nedvridningsvals 88 och mellan tätnings- valsparen 94 - 95 och 96 - 97. Bandet 99 kommer ned i badet och löper omkring vals 93 i karet. Därefter löper det över- dragna bandet 99a uppåt mellan jetmunstycken 91 och 92 och går ut via utloppsskorsten 89. Apparaturens funktionssätt och de därmed uppnådda fördelarna är sålunda i huvudsak desamma som de som beskrivits i samband med fig. l och 2. _ Den sammanbyggda rännan-kåpan i fig. 6 kan också appli- ceras på tillämpningar med grunda kar. Detta åskådliggöres i fig. 7. I fig; 7 är apparatdelen ränna + kåpan identisk med den i fig. 6 och likartade delar har fått samma hänvisnings- beteckningar. I den i fig. 7 visade utföringsformen indikeras ett grunt kar vid 100, vilket innehåller ett grunt bad 102 av smält överdragsmetall. I detta fall visas en vals 103 i karet som delvis nedsänkt i badet 102 av den smälta överdragsmetal- len. I den som exempel visade utföringsformen visas valsen 103 nedsänkt i badet till mindre än hälften av dess diameter.

Valsen 103 i karet skulle givetvis kunna vara nedsänkt till mer än halva dess diameter, såsom visas i samband med valsen 52 i fig. 3. Det skulle även vara möjligt att förse apparatu- ren enligt fig. 7 med ett par valsar i karet av den typ, som beskrives i samband med fig. 4.

I fig. 7 illustreras emellertid apparaturen i exempli- fierande syfte som en form försedd med en pump för.den smälta överdragsmetallen i bad 102, varvid pumpens utlopp visas vid l04. Pumpens utlopp 104 alstrar en ansamling 105 av smält överdragsmetall mellan järnbandet 99 och vals 103 i karet, vilken ansamling av smält metall säkerställer lämplig belägg- ning av baksidan eller valssidan av bandet. En sådan pump för den smälta överdragsmetallen skulle den i fig. visade utfö- ringsformen kunna förses med, om ansamlingen 59 i fig. 3 inte var lämplig. I alla utföringsformer enligt uppfinningen där 8002796-4 23 valsen i karet endast är delvis nedsänkt, ligger det inom ra- men för uppfinningen att använda en räfflad vals i karet. Räff- lorna här med sig smält överdragsmetall till den mot valsen anliggande sidan av bandet.

Då förfarandet enligt uppfinningen eliminerar oxid- problemen i samband med bandet och bandkanterna, har det vi- sat sig, att relativt tunga beläggningar kan uppnås vid lägre bandhastigheter, varvid de erhållna beläggningarna har ut- märkta ytegenskaper. Med minimalt reglerat avtorkande med hjälp av jetmunstyckena har t.ex. uppnåtts beläggningsvikter av upp till omkring 543 g/mz vid en banahas-tighet av 12 meter per minut i laboratoriet.

En laboratorieförzinkningsanläggning som utnyttjade ett 10,16 cm band försågs med en kåpa liknande kåpa 27 i fig. 2.

Skorstenen 47 var 15,25 cm hög och försedd med en utloppsöpp- ning 46 med en bredd av 3l,75mm och en längd av 12,7 cm. Kå- pan var försedd med ett par jetmunstycken (motsvarande jet- munstyckena 28 och 29 i fig. 2), båda med en 1,27 mm bred slitsliknande öppning utmed hela dess längd. Det lägre av de två jetmunstyckena var inplacerat på ett avstånd av 10,16 cm från bandets yta. Det andra jetmunstycket var förskjutet ver- tikalt och uppåt från det förstnämnda med l2,7 mm. Jetmunstyc- kena var inplacerade på ett avstånd av cirka 6,35 mm från bandet. Kåpan var försedd med ett cirkulationssystem av den typ, som visas i fig. 2. Kompletterande kvävgas tillfördes vid hastigheten 85 m3 per timme och kvävgasatmosfären inne i kåpan hölls vid ett tryck av 12,7 mm vattenpelare.

Järnbandet utgjordes av 0,381 mm kallvalsat stål med relativt jämna ytor vid 1,27 fml och 3,546 kp/m. Under denna körning erhölls en beläggning om 183 g/m2 och en banhastíghet av 21,4 meter per minut begagnades. Inflytandet av syrekonta- mination i kåpan innehållande mycket ren kvävgas bedömdes ge- nom att dosera in uppmätta kvantiteter av tryckluft i cirku- lationssystemet i ökande mängder, tills defekter noterades i den smälta beläggningen. Med syrgashalter under 50 ppm var den smälta beläggningen glansig, jämn, fri från synlig oxid V f -- --~---- ----- w»- -« . . _... ._ . .. ...,.... . . ... .............__,_,,,,_,_,,_,,_,,,, 8002796-4 24 och utan tecken på nâgra kantproblem. Den stelnade belägg- ningen visade en matt, slät kristallytbildning utan någon kristallgränsytojämnheter. När syrgashalten ökades med avsikt, uppkom icke några krusningar i beläggningens yta vid en syr- gashalt av 140 ppm. Menliga ytbehandlingseffekter observera- des först vid en syrgashalt i kåpan av omkring 200 ppm i form av kantoxidkorn, krusningar, en upphöjd rand av tung kantmetall och en del kristallojämnheter..Dessa förhållanden blev hela tiden mer och mer uttalade alltefter som syrgashal~ ten ökade till 600 ppm. Band av ytlig oxid utvecklades, när syrgashalten nådde omkring 700 ppm. Dessa oxidband sträckte sig inåt från kanten.på bandet och ökade till-tjocka fjädrar av oxid, när syrgashalten nådde 850 ppm. I Denna körning visade, att den i kåpa genomförda ytbe- arbetningsmetoden med kvävgas i enlighet med uppfinningen ger en jämn, regelbunden, genom varmdoppning erhållen zink- beläggning utan de vanliga krusningar, slaggbildningar, oxid- gardiner och kantuppbyggnadsdefekter som vanligen uppträder i samband med konventionell kantbearbetning.

Förenklade jetmunstycken med regelbundna slitsöpp- ningar kan användas och kan vara vertikalt förskjutna utan att man får sådana fenomen som zinkstänk och tung k&ntbelä99“ ning eller beläggningsomlindning i kanten. Ljudnivån vid fär- digbearbetningssteget sänktes drastiskt inte endast På Qrund av det faktum, att munstyckena kan vara förskjutna relativt varandra. Sambandet mellan SYrek°ntamïnati°“ i Ytbearbet“ ningsgasen och beläggningsytans kvalitet demonstrerades klart Och entydigt, Syrgashalten inne i kåpan bör hållas vid ett värde under cirka 200 ppm och företrädesvis under cirka 100 Ppm- I andra liknande försök cirkulerades kvävgas vid håstišr heten ss m3 per timme genom jetmuflstYckenaf varvid man ut' nyttjaäe cirka 42,5 m3 per timme eller mindre kompenserande kvävgas, vilket bekräftade att man kunde cirkulera mer än 50 % av behovet av den NYCket rena Ytbearbetnïngsgasen° 8002796-4 25 I alla de utförïngsformer som åskådliggöres i figurer- na är kåpan visad i halvschematisk form. Såsom lätt inses av fackmannen, är kåpan försedd med lämpliga stödanordningar och liknande. Dessutom kan kåpan vara borttagbar helt eller delvis för underhåll eller om normal luftbearbetning skall tillämpas.

Modifieringar av uppfinningen kan göras utan att man för den skull avviker från uppfínnïngens andemening.

Claims (19)

8002796-4 26 PatEUtkEäV

1. Ytbehandlingsförfarande för kontinuerlig tvåsídig metalli- sering genom varmdoppning av ett järnband med en smält över- dragsmetall. varvid man behandlar järnbandet för att ge det en tillräckligt hög beläggningstemperatur för att förhindra att överdragsmetallen faller ut på bandet och tillräckligt låg för att förhindra att överskott av överdragsmetall legerar sig med den för beläggning avsedda metallen och för att göra ytorna på bandet rena och oxidfria. omger bandet med en skyddande atmo- sfär. leder bandet genom ett bad av den smälta överdragsmetal- len. omger det överdragna bandet med en skyddande atmosfär, när det kommer upp ur badet. och blâsbearbetar det överdragna bandet, k ä n n e t e c k n a t av att man omger det tvåsidigt över- dragna bandet. efter det att det kommit upp ur badet, med en icke-oxiderande atmosfär. genomför blåsbearbetníngen av det överdragna bandet med en icke-oxíderande gas och bibehåller den icke-oxiderande atmosfären och blåsbearbetningsgasen vid en syrgashalt understigande ca 200 ppm.

2. Förfarande enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a t av att den smälta överdragsmetallen är zink. zinklegeríngar. alumi- nium. aluminiumlegeríngar. bly eller en legering av ca 75 % bly och ca 25 % zink.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2. k ä n n e t e c k n a t av att den icke-oxiderande atmosfären och blåsbearbetningsga- sen bíbehålles vid en syrehalt understigande ca 100 ppm.

4. Förfarande enligt ett eller flera av kraven 1 - 3, k ä n - n e t e c k n a t av att den icke-oxiderande atmosfären och blâsbearbetníngsgasen är en inert gas eller en kvävgas.

5. Förfarande enligt krav 4. k ä n n e t e c k n a t av att man cirkulerar minst 50 % av den icke-oxíderande atmosfären för användning som blåsbearbetníngsgas. 8ÜÛ2796~4 27

6. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att man bibehåller den icke-oxiderande atmosfären vid en syrgas- halt. som ligger under ca 100 ppm.

7. Ytbehandlingsapparatur för genomförande av ytbehandlíngs- förfarandet enligt krav 1 i samband med en ytbehandlíngsupp- sättning för kontinuerlig tvâsidig metallísering genom varm- doppning av ett järnband (9. 54. 68. 81, 99) med en smält överdragsmetall. vilken uppsättning har ett påläggningskar (8, 48. 66. 72. 85. 100). ett bad (7. 49. 65. 73. 86. 102) av smält överdragsmetall i detta påläggníngskar. mataranordningar (25. 26. 51. 52. 69-71. 75. 82-84. 88. 93-97) för att leda järnbandet genom badet med den smälta överdragsmetallen. band- prepareringsanordníngar (1-6) för att bringa järnbandet till en önskad beläggningstemperatur och för att göra ytorna på bandet rena och oxidfria och bibehålla dem så. när bandet passerar genom badet av smält överdragsmetall. ett par jetmun- stycken (28. 29. 55. 56. 61. 62, 79. 80. 91. 92) Ovanför badet med den smälta överdragsmetallen och på vardera sidan av om bandet. en kåpa (27, 53. 60, 76. 87) för bandet i samband med att det kommer upp ur badet med den smälta överdragsmetallen, vilken kåpa har en öppen bottendel, som doppar ned í badet med den smälta överdragsmetallen. vilken kåpa är försedd med en däri utformad utloppsslits (46. 58) för bandet. varvid nämnda par jetmunstycken är placerade inne i kåpan. k ä n n e - t e c k n a d av att den innefattar inlopp (34, 64. 78, 90) för att tillföra och bibehålla en icke-oxiderande gas inne i kåpan med en syrgashalt understigande ca 200 ppm samt ledning- ar och ventiler (39-45) för att förse jetmunstyckena med en icke-oxiderande gas med en syrgashalt understigande ca 200 ppm.

8. Apparatur enligt krav 7. k ä n n e t e c K n a d av att båda jetmunstyckena har en rektangulär munstycksöppníng av jämn bredd över hela dess längd på känt sätt och är placerade på samma avstånd från det överdragna bandet över hela dess längd.

9. Apparatur enligt krav 7 eller 8. k ä n n e t e c k n a d 8002796-4 28 av att den innefattar ledningar och ett flâktaggregat (35-42) för att cirkulera minst 50 % av den icke-oxiderande gasen inne i kåpan från kåpan genom jetmunstyckena.

10. Apparatur enligt krav 7. k ä n n e t e c k n a d av att bandprepareringsanordningen har en snipformad ränna (87a). vilken sträcker sig från denna och ned i badet med den smälta överdragsmetallen. samt nedböiningsdon (88) inne i rännan för att leda bandet från bandprepareríngsanordningen och ned i badet med den smälta överdragsmetallen. varvid kåpan (87, 87b) utgör en integrerad del av rännan, och tätníngsanordningar (94-97) inne i rännan för att isolera den icke-oxiderande gasen inne i kåpan från bandprepareringsanordningen.

11. ll. Apparatur enligt krav 7 eller 10. k ä n n e t e c k - n a d av att den inkluderar åtminstone en i karet placerad vals (26. S2. 71. 82-84. 93, 103), omkring vilken bandet passerar genom badet och styres upp ur badet och in i kåpan.

12. Apparatur enligt krav 7 eller 10. k ä n_n e t e c k - n a d av att den inkluderar en kort skorsten (47, 57. 63. 77, 89) på kåpan. vilken skorsten har en nedre ände som står i förbindelse med kåpans inre och en övre ände. som är försedd med utloppsslitsen (46. 58) för bandet.

13. Apparatur enligt krav 9. k ä n n e t e c k n a d av att den omfattar en utloppsledning (35) för den icke-oxiderande gasen inne i kåpan. en filterkammare (35a). som står i förbin~ delse med utloppsledningen, en värmeväxlare (36). som står i förbindelse med filterkammaren. ett fläktaggregat (39). som står i förbindelse med värmeväxlaren. varvid fläktaggregatet har ett utlopp (40). som står i förbindelse med jetmunstyckena och ledning (45) inne i cirkulationssystemet för att tillföra kompletterande icke-oxiderande gas.

14. Apparatur enligt krav ll, k ä n n e t e c~k n a d av att åtminstone en i karet placerad vals (26. 93) är helt nedsänkt i badet med den smälta överdragsmetallen på känt sätt. 8002796-4 29

15. Apparatur enligt krav ll. k ä n n e t e c k n a d av att minst en i karet placerad vals (52) är nedsänkt i badet med den smälta metallen till mer än hälften av dess diameter.

16. Apparatur enligt krav ll, k ä n n e t e c k n a d av att minst en i karet placerad vals (71. 103) är delvis nedsänkt i badet med den smälta metallen till mindre än hälften av dess diameter.

17. Apparatur enligt krav 14. k ä n n e t e c k n a d av att den inkluderar ett par i och för sig kända stabiliseringsval- sar (83. 84) i badet. vilka är placerade däri på sådant sätt, att de gör så att bandet följer en slingrande bana runt dessa. sedan bandet passerat kring den eller de i karet placerade valsarna (82) och innan det lämnat badet med den smälta över» dragsmetallen. för att säkerställa bandets planhet 1 samband med att det passerar mellan jetmunstyckena.

18. Apparatur enligt krav 16, k ä n n e t e c k n a d av att minst en i karet placerad vals (71. 103) utgöres av en räfflad vals.

19. Apparatur enligt krav 16. k ä n n e t e c k n a d av att den dessutom innefattar en pump för smält metall från badet med smält överdragsmetall. vilken pump har ett utlopp (104), som är så beläget. att det bildar en ansamling (105) av smält metall mellan bandet och den i karet placerade valsen eller valsarna (103) på den sida av valsen. där bandet först kommer i kontakt därmed. för att säkerställa lämplig applicering av smält överdragsmetall på bandets mot valsens vända sida.