TW460629B - Coating pot for coating metal strip with a zinc-containing metal and coating apparatus - Google Patents
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Description
ά 6〇629 _ 案號87119389_年月曰 修正___ 五、發明說明（1) 發明背景 本發明係關於包鍍罐用以將金屬條包鍍以含鋅之金屬。 尤其關於一種包鍍罐，其外形能夠促進該包鍍罐之收集區 域中底渣的沈澱，如此使得該底渣在去除前皆可保留於其 中，且可在不影響包鍍過程的情形下，去除該底渣。 鋼以鋅包鍍之係用以使其免於腐蝕。鋅之包鍍可將該欲 包鍍之鋼物件浸入或通過含鋅金屬之熔融槽中。此一加工 稱為π鍍鋅"、”熱鍍鋅π或η熱浸鍍鋅"。 當該鋼以通常繞成一捲的條之形式包鍍時，該包鍍加工 便可以連續地操作。該條由該捲解開而清潔、回火及/或 其他的準備之後，便進入該熔融槽。其被導入沈於該槽中 一包鍍滾輪之下方。在通過該包鍍滾輪下方之後，該條便 離開該槽。 於包鍍過程中，於該熔融槽中會形成渣。一種渣、底渣 的形式為鋅鐵化合物的優勢Del ta相（FeZn7)。該渣顆粒稍 微比該熔融鋅重。當其於該鍍鋅槽中成形時，其最初較小 且為該鋅槽中液體之移動所懸浮。然而，該顆粒通常藉由 0 s w a 1 d成長而變大。該顆粒到達一臨界大小時，便下沈於 該鍍鋅罐之底部。 一旦累積相當量的底渣，舉例而言，為該鋼條通過該槽 所造成之紊流，會使累積之底逢再懸浮，而與_該鋼條相接 觸。如此便造成該完成包鍍之條的瑕疵。所造成之瑕疵產 品必須刮乾淨或以低級品賣出。
O:\55\55779.ptc 第5頁 460629 _ 案號 87119389_年月日____ 五、發明說明（2) 渣通常以規律的間隔由該包鍍罐去除。一般而言，其係 以杓由該包鍍罐之底部舀出。為完成此項工作，該包鍍操 作在去除過程中必須暫時停工，因為該渣沈澱分佈在該鍍 鋅罐的整個底部。與其他連續操作相比，此一停機時間是 昂貴且沒有效率的。較佳的情況是如果該渣能夠以於該包 鍍金屬條上不造成表面瑕疵的方法，而在不中斷該包鍍操 作的情形下去除。 已經有許多作品用以使該底渣最小化。舉例而言，1 8 7 9 年10月21日發給Morewood的美國專利第2 2 0, 7 6 8號中，揭 示一種兩層的包鍍槽，其中該槽之第一部份較該槽之第二 部份為深。該槽之較淺部份於該槽之頂部具有隔板，以收 集表面的M髒物（s cr u f f )"或渣，其為鋅金屬、鋅氧化物及 鐵鋁鋅化物顆粒的混合物。該專利並未探討兩層槽用以處 理底渣。不像本發明，於該槽之深及淺部份皆具有包鍍效 果。 1932年7月26日發給Shover的美國專利第2, 159, 297號 中，揭示一種裝置用以包鍍金屬。該專利揭示一管附接於 該包鍍室之底部，用以使得該沈澱之底渣得以去除。其亦 未說明兩層式槽用以促進該渣於遠離該包鍍區之特定收集 區域沈澱，以使得該渣不至於減低包鍍品質。 1 98 1年6月23日發給Gun j i等人的美國專利第4, 2 75, 0 9 8 號中，揭示一種裝置用以連續地熱浸鍍鋅鋼條。該專利揭 示一種兩部份的包鍍罐，其中該第一部份中，產生金屬包 鍍，其具有一傾斜的底部而有一開口至一較深、第二部
O:\55\55779.ptc 第6頁 460629 _案號87119389_年月日_修正 ___ 五、發明說明（3) 份。該傾斜包鍍室的目的在於使得該底渣落至該較深部份 中，於此處其便與鋁反應而產生表面渣。該底部無渣材料 在循環回到該包鍍區域，而該表面渣便以機械去除之。該 專利未揭示任何裝置用以由該較深室中去除該底渣；反而 其需要該底渣與鋁反應以形成表面渣。本發明亦說明利用 扇葉以增加攪拌效應及增強該底渣與鋁之反應，與本發明 相對照，其需要一使攪拌最小之收集區域。進一步而言， 渣並未下滑至該發明所建議之傾斜部份；其停留於其落下 之處。如此代表該渣並不會累積於該專利裝置之較深部 份。渣沈澱於該熔融金屬流動率較低之處。該專利裝置促 進該較深部份之中及流動通過其中之流體的攪拌，並不會 使該渣收集於該處。 1 9 8 4年1 0月1 6日發給Hi guchi的美國專利第4, 4 7 6, 8 0 5號 中，揭示一種裝置以熔融包鍍金屬僅包鍍鋼條之一側。該 專利揭示一種兩層的熔融罐。該專利裝置係一喷灑包鍍 器，與本發明之浸入包鍍法有所不同。該發明並未探討兩 層式熔融罐的效益。其並未考慮使渣同樣地會較少沈澱於 該較淺端。其亦未有任何建議關於較深端會促進沈降。進 一步而言，於該專利裝置中之包鍍必須因為去除該收集渣 而暫停。與本發明不同之處在於渣會由該底部去除，而同 時鋼條可被包鍍。 1 9 9 6年12月24日發給Yam an aka的美國專利第5, 5 8 7, 0 1 7 號中，揭示一種製造金屬包鍍鋼板之方法及裝置。該專利 說明利用包鍍槽中沈入滚輪下方的淺部份，以增強該槽中 由突出部份所造成在較深部份的沈澱作用。本發明於該沈
O:\55\55779.ptc 第7頁 4 60629 案號 87119389_年月曰 修正___ 五、發明說明（4) 入滾輪之下方及該沈入滾輪之前方提供一淺部份。重要的 是於該沈入滾輪之前方保持一淺區域，以便抑制該區域中 的沈殿作用。如果造在該沈入滾輪的前方累積，則該包鐘 操作必須暫時停止以將其清理掉。而在本發明中，僅於遠 離該沈入滚輪之包鍍罐較深的後方部份促使渣沈澱，如此 使得渣得以去除而不干擾包鍍操作。此種結構及其相關效 益並未為該專利所揭示或建議。進一步而言，於該專利裝 置中之外形邊緣並未建議本發明之傾斜斜坡。該傾斜斜坡 係容易清理的-該清理裝置可以迅速處理於該專利裝置中 之外形邊緣。 發明概述 本發明提供一種包鍍罐，以含鋅金屬包鍍金屬條，包括 一包鍍部份與一收集部份，其中該收集部份之深度大於該 包鍍部份之深度，而其中該收集部份之尺寸及定位使得： a. 該收集部份僅定位於該包鍍部份之一侧； b. 渣累積於該收集部份； c. 該熔融含辞金屬於該收集部份中之循環小於該渣之終 端速度；以及， d. 該渣可由該收集部份中去除之，而不至干擾該包鍍操 作。 本發明亦提供一種包鍍裝置，其包含一包鍍罐具有一包 鍍部分及一收集部分、一包鍍滾輪及一渣去除機構。 附圖之概略說明 圖1係本發明之包鍍罐之側面正視圖。 圖2係本發明之包鍍罐之頂視圖。
O:\55\55779.ptc 第8頁 460629 _ 案號 87119389_年月日_fJE.___ 五、發明說明（5) 圖3係本發明之包鍍罐之後正視圖。 元件符號說明 10 包鍍罐 12 包鍍部份 14 收集部份 16 金屬殼 18 耐火磚 20 包鍍滾輪 2 2 金屬條 2 4 渣泵浦 26 傾斜斜坡 較佳具體實施例之詳細說明 如圖1 - 3所示，本發明之該包鍍罐1 0具有一包鍍部份1 2 及一收集部份1 4。該收集部份1 4較該罐之包鍍部份1 2深， 且其定位於該包鍍部份之一側。 包鍍罐於本藝中廣為人知。任何包鍍罐之設計皆可使用 本發明，只要該罐包括一包鍍部份1 2及一收集部份1 4。通 常，包鍍罐包括一具有耐火磚18及高溫泥灰（未顯示）内襯 之金屬殼1 6。較佳情況而言，該金屬殼1 6係由結構鋼所製 造。本發明之該包鍍罐1 〇可由任何具有足夠的強度容納該 熔融金屬，且可承受該熔融槽大約7 9 0 °F至9 0 a °F之操作溫 度的材料所製造。 一包鍵滚輪20，通常為一框架（未顯示）所懸吊，而浸在 該包鍍罐之熔融金屬中。該金屬條22進入該包鍍罐10中之 該熔融槽中而被包鍍，繞過該包鍍滾輪2 0，然後離開該包
O:\55\55779.ptc 第9頁 460629 _ 案號8Ή19389_年 月 日 修正__ 五、發明說明（6) 鍍罐1 0至進一步之加工處。此處並未限制可使用本發明之 該包鍍罐10之該包鍍滾輪20及該包鍍加工的形式。任何包 鍍加工其含有鋅於該熔融包鍍材料中，便可使用本發明之 包鍍罐1 0。 本發明之包鍍罐10包括一包鍍部份12，其為該包鍍罐10 直接位於該包鍍滾輪2 0下方的部份。該包鍍部份1 2較淺於 該罐之收集部份1 4。該包鍍部份1 2之淺部會造成較高的熔 融金屬流動通過該包鑛區域。如此較高.的流動使該底座的 累積達到最小，而使任何形成之渣顆粒得以於該熔融金屬 槽中保持懸浮。因為循環，所以該熔融鋅及渔顆粒會移動 至該收集部份1 4。 該包鍍罐1 0進一步包括一收集部份1 4，其定位於該包鍍 部份之一側，該收集部份1 4所具有之深度大於該包鍍部份 之深度。如此之較深部份形成一個空間，於此處該熔融包 鍍金屬之速度較該渣顆粒之終端速度小。如此使得該渣顆 粒沈澱於該收集區域。該包鍍罐1 0之較深部份亦為由該包 鍍區域移至此處之底渣提供一累積區域，如此使其之後可 為渣去除機構所去除，而不致影響包鍍。為促進該收集部 份1 4中之渣顆粒沈澱，必須避免於該收集部份1 4中產生紊 流。因此，該收集部份1 4應該沒有任何的攪拌器、混合器 或其他會增加流速的裝置。 渣去除機構是廣為人知的，且可包括機械杓或一泵浦機 構。較佳情況而言，該渣去除機構係一潰泵浦2 4，諸如 1996年6月19號Meneice提出美國專利申請案第08/792, 922 號之Method and Apparatus for Removing and
O:\55\55779.ptc 第10頁 460629 _ 索號 87119389_年 月 日____ 五'發明說明（7)
Recovering Bottom Dross from Molten Metal During Galvannealing and Galvanizing 中所述，且其編入此中 以為參考。 一般而言，該包鍍部份1 2之深度應該最小化，而該收集 部份1 4之深度應該最大化。該包鍍部份1 2之淺度為諸如該 包鍍滾輪2 0之類的包鍍裝備所限制。該包鏟部份1 2必須有 足夠的深度以允許該金屬條2 2完全的浸泡在該熔融槽中。 較佳的情況而言，該包鍍部份1 2大約為4 0吋至大約1 0 0吋 深。而最好情況係其為大約8 3 . 5吋（2 · 1 m )深。該收集部份 1 4之深度必須足以使該熔融金屬之速度減至小於其之終端 速度，此處該渣顆粒可以沈澱至熔融槽外。其係為去除該 底部所收集之渣的能力所限制。較佳的情況而言，該收集 部份1 4大約為52吋至大約1 30吋深》而更佳的情況係如果 利用一渣泵浦2 4去除該收集之渣，貝彳該收集部份1 4較該泵 浦之長度深大約6吋（15. 2cm)。而最好情況係該收集部份 14為大約110. 5时（2.8m)深。較佳的情況而言，該收集部 份1 4與該包鍍部份1 2之比例係在大約1 · 1至1 · 5的範圍之 内。而最好情況係其為大約1 . 3 : 1。 因為收集部份1 4位在該包鍍部份之一側，所以該渣可以 於該包鍍操作中去除之，而不會干擾該操作。較佳的情況 下，該收集部份1 4定位於該罐之包鍍部份1 2的後方。如此 代表該收集部份1 4與該條進入該熔融槽之處相比，較遠離 該條離開該熔融槽之處。 該包鍍罐10進一步包括一過渡區域。該過渡區域定位於 該包鍍罐之包鍍部份1 2與收集部份14之間。其可為任何形
O:\55\55779.ptc 第 11 頁 4 6 0 6 2 #號 87119389 年 月 修正 五、發明說明（8) 狀，舉例而言，該過渡區域可為一 9 0 °之階梯，由該較淺 的包鍍部份1 2至該較深的收集部份1 4。較佳的情況下，其 為一傾斜之斜坡26。更佳之情況下，該斜率由水平量起大 約為4 5 °或更小。最佳之情況係該斜率為3 0 ° 。渣杓可以 更容易地清理一傾斜斜坡2 6 ;當該渣由該處，出時，與 9 0 °階梯之稜角邊緣相比，該傾斜斜坡2 6較不會被杓子弄 出缺口 。
O:\55\55779.ptc 第12頁 2001.01.16.012
Claims (1)
- 4 β Ο 6 2 9 案號87 六、申請專利範圍 1. 一 包鍍部 拌器或 中該收 其中該 a. 該b. 渣 c. 該 端速度 d. 該 作0 2. 根 份係定 3. 根 份之深 4. 根 1.3:1 5 ·根 份為40 6.根 份大約 7 ·根 過渡區 過渡區 種包鍍 份與一 其他可 集部份 收集部 收集部 累積於 溶融含 年日月 ffk 修正^寸^ 應-X.s 罐，用以將含辞金屬包鍵於金屬條，包括一 收集部份，而該收集部份並未有混合器、攪 促使收集部份之内容物產生擾動之裝置，其 之深度至少1 0 %大於該包鍍部份之深度，而 份之尺寸及定位使得： 份僅定位於該包鍍部份之一側及後方； 該收集部份； 鋅金屬於該收集部份中之循環小於該渣之終 ;以及， 渣可由該收集部份中去除之，而不至干擾該包鍍操 據申請 位於該 據申請 度與該 據申請 0 據申請 吋至1 0 據申請 為 83. 5 據申請 域，定 域係傾 專利範 包鍍部 專利範 包鍍部 專利範 專利範 0吋深 專利範 圍第1項中之包鍍罐 份之後方。 圍第1項中之包鍍罐 份之深度之比例為1. 圍第3項中之包鍍罐 其中該收集部 其中該收集部 至 1 . 5 。 其中該比例為 圍第1項中之包鍍罐，其中該包鍍部 且該收集部份為5 2吋至1 3 0吋深。 圍第5項中之包鍍罐，其中該包鍍部 吋深，且該收集部份為1 1 0 . 5吋深。 專利範圍第1項中之包鍍罐，進一步包括一 位於該包鍍部份與該收集部份之間，其中該 斜的。55779,ptc 第14頁 4^0629 _案號 87119389_年月日____ 六、申請專利範圍 8. 根據申請專利範圍第7項中之包鍍罐，其中該過渡區 域係由水平傾斜45 °或更少的角度。 9. 根據申請專利範圍第8項中之包鍍罐，其中該過渡區 域係傾斜3 0 °的角度。 10. —種包鍍裝置，包括： 一包鐘罐包括一包鍵部份與一收集部份，而該收集部份 並未有混合器、攪拌器或其他可促使收集部份之内容物產 生擾動之裝置，其中該收集部份之深度至少1 〇 %大於該包 鍍部份之深度，而其中該收集部份之尺寸及定位使得： a. 該收集部份僅定位於該包鍍部份之一側及後方； b. 渣累積於該收集部份； c. 該熔融含鋅金屬於該收集部份中之循環小於該渣之終 端速度； d. 該渣可由該收集部份中去除之，而不至干擾該包鍍操 作；。 一包鍍滾輪懸吊於該包鍍部份上；以及 一渣去除裝置。 11. 根據申請專利範圍第10項中之包鍍裝置，其中該渣 去除裝置可由一杓或一渣泵浦所構成之群組中選定。 1 2.根據申請專利範圍第11項中之包鍍裝置，其中該渣 去除裝置係一渣泵浦。O:\55\55779.ptc 第2頁 2001.07. 05.015
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