WO2012175413A2 - Schmelztauchbeschichtungsanlage mit integrierter gasrückführung - Google Patents

Schmelztauchbeschichtungsanlage mit integrierter gasrückführung Download PDF

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WO2012175413A2
WO2012175413A2 PCT/EP2012/061405 EP2012061405W WO2012175413A2 WO 2012175413 A2 WO2012175413 A2 WO 2012175413A2 EP 2012061405 W EP2012061405 W EP 2012061405W WO 2012175413 A2 WO2012175413 A2 WO 2012175413A2
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gas
molten metal
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Peter De Kock
Ronald Jabs
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SMS Siemag AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003—Apparatus
    • C23C2/0034—Details related to elements immersed in bath
    • C23C2/00342—Moving elements, e.g. pumps or mixers
    • C23C2/00344—Means for moving substrates, e.g. immersed rollers or immersed bearings

Definitions

  • the present invention is in the field of hot dip coating equipment, in particular for galvanizing metal strips by means of a zinc bath.
  • the metal bands are continuously guided through guide or deflection rollers through the bathroom.
  • the technical problem arises of providing a hot-dip coating device which requires fewer components in the hot-dip bath and / or allows easier handling and in particular better cleaning of the components.
  • the above asked technical problem is solved by the inventive device for continuous hot dip coating of metal strip, in particular for galvanizing steel strip, in a molten metal bath according to claim 1.
  • the device comprises a roller for guiding or deflecting the metal strip in the metal bath, which comprises a roller body, and at its ends axially arranged roller pins. Furthermore, the device comprises at least one roller arm with a sealable by an inert gas relative to the metal bath for rotatably supporting one of the roller pins, wherein between the bearing and the roller body, a gas separator comprising a Gasabscheidehunt is arranged for collecting inert gas exiting from the camp.
  • the device comprises means for removing gases from the gas separation chamber and the molten metal bath.
  • these means comprise a cavity formed in the at least one roller arm for removing the gases from the metal bath.
  • gas collected in the gas separation chamber is passed through the roller arm from the liquid and aggressive molten metal bath. This eliminates unnecessary parts in the bath, reducing the number of parts exposed to corrosion. Furthermore, the cleaning, maintenance or maintenance of the device simplifies. The use or handling of the system is simplified.
  • the at least one roller arm is designed essentially as a box-shaped or tubular hollow profile, which comprises the cavity.
  • the roller arm can thus be easily manufactured and form a cavity for discharging the gases from the gas separator.
  • box or tubular are not limited to circular or rectangular cross sections. Rather, other polygonal or arcuate shapes are covered.
  • the cavity is formed by one or more channels in the roller arm.
  • Such channels may also be formed, for example, by conduits in a substantially hollow-body type roller arm, or may also be provided in a solid roller arm.
  • the means for removing the gases from the gas separation chamber and the molten metal bath further comprise means for conducting the gases from the gas separation chamber into the cavity.
  • Such means can be designed in various ways.
  • the means for conducting the gases from the gas separation chamber lead directly (or directly) into the cavity.
  • these means may be a line which leads directly through the gas separator into the hollow space of the roller arm or opens into it (in particular without coming into contact with the melt).
  • the means for conducting the gases from the gas separator into the cavity are formed by a hose or preferably by a rigid metal tube or a channel.
  • a rigid metal tube can further improve the handling of the device and simplify its cleaning.
  • the at least one roller arm comprises closable (revision) openings for access to the cavity.
  • this feature serves to simplify maintenance.
  • the latter further comprises a cross member arranged above the molten metal bath mirror for supporting the at least one roller arm, which comprises at least one further cavity for passing the gases through the cross member.
  • the device comprises means for directing the gases from the cavity of the at least one roller arm into the further cavity of the traverse.
  • the traverse is essentially designed as a (closed) box or a pipe, which or which comprises the at least one further cavity or substantially as a box or tubular hollow profile, which comprises the further cavity ,
  • the at least one further cavity is formed by one or more channels.
  • the traverse carries two roller arms for supporting two pins of the roller, wherein the gases from the gas separation chambers of both roller arms are brought together in the traverse and preferably can be discharged or discharged through a common outlet of the traverse. Also by this further measure, the handling of the device is further improved. The number of exposed or open parts is reduced. Accordingly, maintenance and cleaning of the device are simplified.
  • the outlet comprises means for connecting screw connection elements, or preferably quick coupling pieces, for passing the gases from the traverse.
  • the traverse comprises resealable (revision) openings for access to the at least one other cavity.
  • the effect essentially corresponds to that of the resealable openings of the roller arms.
  • the present invention also comprises a method for discharging inert gases from a gas separator (or a gas separation chamber) of a device for the continuous hot dip coating of metal strip, in particular for galvanizing steel strip, in a molten metal bath, wherein the device comprises at least one roller arm for supporting a pin of a Roller for guiding or deflecting the metal strip comprises.
  • the method may also preferably be carried out with the device according to one of the aforementioned embodiments and comprises the following steps: collecting gas in the gas separator and passing the gas out of the gas separator and out of the metal bath through a cavity provided in the at least one roller arm.
  • the advantages of the method essentially correspond to those of the device according to the invention.
  • this additionally comprises the step of guiding the gas from the at least one roller arm into a further cavity of a cross member carrying the at least one roller arm.
  • gases from a plurality of roller arms are brought together in the further cavity of the traverse and preferably output from the traverse via a common outlet.
  • FIG. 1 a schematic cross section of a device of the prior art, comprising a roller mounted in a roller and a gas separator;
  • FIG. 1 shows a roller 3, which is supported by a roller arm 9 and which comprises a roller body 5 as well as a journal or a shaft 7, which in turn is supported by a bearing 10.
  • the roller 3 and the roller arm 9 are immersed in a molten metal bath or in a zinc bath 2 with the melting mirror M.
  • a protective gas in this case nitrogen (N 2 )
  • N 2 nitrogen
  • the illustrated device comprises a gas separator 12 or a gas separation chamber 13, which is arranged substantially between the roller body 5 and the bearing 11 or its housing.
  • gas separators known in the art are known. The form shown here serves primarily for the purpose of illustration. In general, at the point of passage of a shaft or a pin 7 into a gas separator chamber 13, melt can penetrate into the gas separator 12 and form a melt level x in the chamber 13. This may also apply in particular to the embodiments of the invention described below.
  • a gas separator 12 comprises a lock chamber 14 into which the protective gas can flow on the bearing side and which exits the lock chamber 14 into the gas separation chamber 13 through a gap Sp between a ring seal R and the journal or the shaft 7.
  • the lock chamber according to FIG. 1 comprises a lower outlet through which, even if only small amounts can penetrate into the lock chamber 14, or can be returned to the bath 2. Due to the protective gas flowing through the gap Sp, gas is formed in the gas separation chamber 13 (Especially at the upper end or above the mirror x) a quantity of gas that must be removed. This is done by a line 15, which passes through the molten metal bath 2 and is continued above the bath or melt level M. A disadvantage of this device, especially the disturbing line 15, which particularly hinders cleaning and maintenance work and especially the bathroom care. In addition, the conduit 15 is a component exposed to corrosion in the bath 2.
  • FIG. 2 shows an inventive embodiment of a hot dip coating apparatus.
  • a roller 3 comprising a (cylindrical) roller body 5 in a metal bath 2.
  • the roller 3 may, for example, comprise a deflection or guide roller 3 for deflecting or guiding one (continuously) its coating metal bands.
  • the shape or construction of the gas separator 12 or its Gasabscheidehuntn 13 is irrelevant.
  • the roller arms 9 ' are preferably fastened to a cross member 17 arranged above the bath level M.
  • the traverse 17 may preferably be arranged substantially horizontally and / or be supported or stored outside the bath 2.
  • the roller 3 is, as shown in the figure, below the bath level M, so that metal bands which are guided over the roller 3 or are deflected by this, with the metal of the bath 2 can be coated.
  • the roller arms 9 ' preferably extend from a position below the bath level M to a position above the bath level M.
  • at least one cavity 16 is in each case arranged in the roller arms 9' for discharging gases collected in the respective gas separator 12 provided from the metal bath 2.
  • the gases from the gas separation chambers 13 are guided or led via lines into the roller arms 9 '.
  • Such lines can be passed through the gas separator 12 directly to the roller arms 9 'or else through the melt to the roller arms 9'.
  • the gases can be guided via flexible hoses 15 'into the respective cavities 16 of the roller arms 9' or else through a rigid metal line or a metal channel 15 '.
  • the cavities 16 preferably extend from a position below However, this is not absolutely necessary, since even if the cavities 16 extend over only a part of the roller arms 9 ', in the bath 2 at least partial distances of exposed lines or hoses can be avoided.
  • Figure 2 shows an optional forwarding of the gases from the respective roller arm 9 'in the traverse 17.
  • This forwarding can be realized in various ways.
  • the gases as shown, can be guided through hoses or pipes 19 into the traverse 17.
  • a direct line through any, the roller arms 9 'and the cross member 17 connecting components is also possible.
  • the roller arms 9 'are connected directly to the cross member 17 channels or lines between roller arm 9' and cross member 17 can also introduce gases directly into a cavity in the cross member 17.
  • the cross member 17 is generally formed by a substantially tubular or box-shaped component (hollow profile), which comprises a further cavity.
  • the cavity may extend in the traverse 17 over its entire length or extend over only a portion of this.
  • this cavity is arranged such that it receives gases from a plurality of roller arms 9 'or can record.
  • the traverse 17 may include a connection 21 connected to the cavity of the traverse 17 for forwarding or sucking off the gases located or introduced in the traverse 17 or in the cavity of the traverse 17.
  • This connection 21 may in particular comprise elements for connection with screw or plug-in elements, so that the gases from the cross-member 17 can be transported on via further pipe systems or pipe systems.
  • FIG. 3 shows schematically another embodiment of a device according to the invention or a possible detail view of FIG. 2.
  • a roller 3 is located in a molten metal bath 2.
  • the roller 3 is supported by a roller arm which is preferred extends from a position below the bath level M to a position above the bath level M.
  • the structure of the bearing 10, the bearing housing 1 1 and the gas separator 12 is also identical to that in Figure 1. Further identical elements are represented by the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2.
  • the gas separator 12 generally preferably comprises only (as shown) a Gasabscheidehunt 13, which is arranged substantially between the bearing 10 of the roller 3 and the roller body 5 and at the upper end of which gas 13 dissipates within the chamber.
  • the apparatus shown in Figure 3 comprises means for removing the gases from the Gasabscheidehunt 13 and the molten metal bath 2, which comprise a formed in the at least one roller arm 9 'cavity 16.
  • the gases can enter the cavity 16 via a tube 15 'or else can be introduced into the cavity 16 via a rigid tube or a channel.
  • Means for attaching and sealing a pipe between Gasabscheidehunt 13 and the cavity 16 of the roller arm 9 ' are known in the art.
  • the cavity 16 can be formed by the fact that the roller arm 9 'is designed substantially as a tubular or box-like hollow profile. This can have a variety of cross sections (parallel to the bathroom mirror) considered.
  • the roller arm 9 'shown in Figure 3 is shown schematically, its dimension can also be compared to the bearing 10 and the bearing housing 1 1 larger.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelztauchbeschichten von Metallband, insbesondere zum Verzinken von Stahlband, in einem Metallschmelzenbad (2). Die Vorrichtung umfasst eine Rolle (3) zum Führen oder Umlenken des Metallbands in dem Metallschmelzenbad (2), welche einen Rollenkörper (5) sowie an dessen Enden axial angeordnete Rollenzapfen (7) umfasst. Weiterhin umfasst die Vorrichtung mindestens einen Rollenarm (9, 9'), umfassend ein durch ein Inertgas gegenüber dem Metallschmelzenbad (2) abdichtbares Lager (10) zur Lagerung von einem der Rollenzapfen (7), wobei zwischen dem Lager (10) zur Lagerung des Rollenzapfens (7) und dem Rollenkörper (5) ein Gasabscheider (12) umfassend eine Gasabscheidekammer (13) zum Auffangen von aus dem Lager (10) austretendem Inertgas angeordnet ist. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung zudem Mittel zum Herausführen der in der Gasabscheidekammer (13) aufgefangenen Gase aus dem Metallschmelzenbad (2), die einen in dem mindestens einen Rollenarm (9') ausgebildeten Hohlraum (16) umfassen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Ableiten von Inertgasen aus einem Gasabscheider (12) einer Schmelztauchbeschichtungsanlage.

Description

Schmelztauchbeschichtungsanlage mit integrierter Gasrückführung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bewegt sich auf dem Gebiet der Schmelztauchbeschichtungsanlagen, insbesondere zum Verzinken von Metallbändern mit Hilfe eines Zinkbads. Dabei werden die Metallbänder kontinuierlich über Führungs- oder Umlenkrollen durch das Bad geführt.
Stand der Technik
Aus der WO 2008/098697 ist es bekannt, in einer Schmelztauchbeschichtungsanlage des oben beschriebenen Typs die Lager der Rollen durch ein in die Lagergehäuse geleitetes Inertgas abzudichten. Zum Beispiel wird Stickstoff in die Lagerkammern geleitet und strömt kontrolliert an der Wellen- bzw. Zapfendichtung des Lagers aus und wird durch einen Gasabscheider aufgefangen. Dieses Gas muss aus dem Zinkbad herausgeführt werden. Insbesondere wird in der dort dargestellten Anlage das im Gasabscheider gesammelte Gas über eine durch das Zinkbad verlaufende Leitung aus dem Bad heraus geleitet. Nachteilig an einer solchen Anordnung ist allerdings, dass die Leitungen, welche das Gas durch das Bad hindurch aus dem Bad herausführen, in der Praxis für die Handhabung der Anlage störend sind. Besonders bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten sind die Leitungen hinderlich. Zudem werden die Leitungen durch die Schmelze angegriffen und unterliegen somit einer Korrosion.
Angesichts der oben beschriebenen Nachteile stellt sich die technische Aufgabe, eine Schmelztauchbeschichtungsvorrichtung bereitzustellen, welche weniger Komponenten im Schmelztauchbad benötigt und/oder eine einfachere Handhabung und insbesondere bessere Reinigung der Komponenten erlaubt.
Offenbarung der Erfindung
Die oben gestellte technische Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelztauchbeschichten von Metallband, insbesondere zum Verzinken von Stahlband, in einem Metallschmelzenbad gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Vorrichtung umfasst eine Rolle zum Führen oder Umlenken des Metallbands in dem Metallbad, welche einen Rollenkörper, sowie an dessen Enden axial angeordnete Rollenzapfen, umfasst. Weiterhin umfasst die Vorrichtung mindestens einen Rollenarm mit einem durch ein Inertgas gegenüber dem Metallbad abdichtbaren Lager zur drehbaren Lagerung einer der Rollenzapfen, wobei zwischen dem Lager und dem Rollenkörper ein Gasabscheider umfassend eine Gasabscheidekammer zum Auffangen von aus dem Lager austretendem Inertgas angeordnet ist. Zudem umfasst die Vorrichtung Mittel zum Herausführen von Gasen aus der Gasabscheidekammer und dem Metallschmelzenbad. Diese Mittel umfassen erfindungsgemäß einen in dem mindestens einen Rollenarm ausgebildeten Hohlraum zum Herausführen der Gase aus dem Metallbad. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in der Gasabscheidekammer gesammeltes Gas durch den Rollenarm aus dem flüssigen und aggressiven Metallschmelzenbad geleitet. Dadurch können unnötige Teile im Bad vermieden werden, sodass die Anzahl einer Korrosion ausgesetzter Teile reduziert wird. Ferner vereinfacht sich die Reinigung, Instandhaltung oder Wartung der Vorrichtung. Auch die Benutzung bzw. die Handhabung der Anlage wird vereinfacht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist der mindestens eine Rollenarm im Wesentlichen als ein kästen- oder rohrförmiges Hohlprofil ausgebildet, welches den Hohlraum umfasst. Der Rollenarm kann somit einfach gefertigt werden und einen Hohlraum zum Ableiten der Gase aus dem Gasabscheider bilden. Die Begriffe kästen- oder rohrförmig beschränken sich dabei nicht auf kreisrunde oder rechteckige Querschnitte. Vielmehr werden auch andere vieleckige oder bogenförmige Formen abgedeckt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist der Hohlraum durch einen oder mehrere Kanäle in dem Rollenarm gebildet. Solche Kanäle können zum Beispiel ebenfalls durch Leitungen in einem im Wesentlichen hohlköperartigen Rollenarm gebildet sein oder aber auch in einem massiven Rollenarm vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung umfassen die Mittel zum Herausführen der Gase aus der Gasabscheidekammer und dem Metallschmelzenbad weiterhin Mittel zur Leitung der Gase aus der Gasabscheidekammer in den Hohlraum. Solche Mittel können auf verschiedene Art und Weise ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung führen die Mittel zur Leitung der Gase aus der Gasabscheidekammer direkt (bzw. auf direktem Wege) in den Hohlraum. Es kann sich bei diesen Mitteln beispielsweise um eine Leitung handeln, welche direkt durch den Gasabscheider in den Hohlraum des Rollenarms führt bzw. in diesen mündet (insbesondere ohne in Kontakt mit der Schmelze zu gelangen).
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung sind die Mittel zur Leitung der Gase aus dem Gasabscheider in den Hohlraum durch einen Schlauch oder vorzugsweise durch ein starres Metallrohr oder einen Kanal gebildet. Ein starres Metallrohr kann die Handhabung der Vorrichtung weiter verbessern und deren Reinigung vereinfachen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung umfasst der mindestens eine Rollenarm verschließbare (Revisions-)Öffnungen für einen Zugang zu dem Hohlraum. Dieses Merkmal dient unter anderem einer vereinfachten Wartung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung, umfasst diese weiterhin eine oberhalb des Metallschmelzenbadspiegels angeordnete Traverse zum Tragen des mindestens einen Rollenarms, welche mindestens einen weiteren Hohlraum zum Weiterleiten der Gase durch die Traverse umfasst. Ferner umfasst gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform die Vorrichtung Mittel zum Leiten der Gase aus dem Hohlraum des mindestens einen Rollenarms in den weiteren Hohlraum der Traverse. Dadurch, dass die Gase ebenfalls durch die Traverse geführt werden, verbessert sich die Handhabung der Anlage. Wartung und Reinigung werden vereinfacht. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist die Traverse im Wesentlichen als ein (geschlossener) Kasten oder ein Rohr ausgebildet, welcher oder welches den mindestens einen weiteren Hohlraum umfasst bzw. im Wesentlichen als ein kästen- oder rohrförmiges Hohlprofil ausgebildet, welches den weiteren Hohlraum umfasst.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist der mindestens eine weitere Hohlraum durch einen oder mehrere Kanäle gebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung trägt die Traverse zwei Rollenarme zur Lagerung zweier Zapfen der Rolle, wobei die Gase aus den Gasabscheidekammern beider Rollenarme in der Traverse zusammengeführt sind und vorzugsweise durch einen gemeinsamen Auslass der Traverse abgebbar bzw. auslassbar sind. Auch durch diese weitere Maßnahme wird die Handhabbarkeit der Vorrichtung weiter verbessert. Die Anzahl an frei- bzw. offenliegenden Teilen wird reduziert. Entsprechend werden Wartung und Reinigung der Vorrichtung vereinfacht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung umfasst der Auslass Mittel zum Anschluss von Schraubverbindungselementen, oder bevorzugt von Schnellkupplungsstücken, zum Weiterleiten der Gase von der Traverse. Wiederum werden die Handhabbarkeit und die Möglichkeiten zur Wartung oder Reinigung weiter verbessert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung umfasst die Traverse wiederverschließbare (Revisions-)Öffnungen zum Zugang zu dem mindestens einen weiteren Hohlraum. Der Effekt entspricht im Wesentlichen jenem der wiederverschließbaren Öffnungen der Rollenarme.
Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung ebenfalls ein Verfahren zum Ableiten von Inertgasen aus einem Gasabscheider (bzw. einer Gasabscheidekammer) einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelztauchbeschichten von Metallband, insbesondere zum Verzinken von Stahlband, in einem Metallschmelzenbad, wobei die Vorrichtung mindestens einen Rollenarm zur Lagerung eines Zapfens einer Rolle zum Führen oder Umlenken des Metallbands umfasst.
Das Verfahren kann ebenfalls bevorzugt mit der Vorrichtung gemäß einer der obengenannten Ausführungsformen ausgeführt werden und umfasst die folgenden Schritte: Sammeln von Gas in dem Gasabscheider und ein Herausleiten des Gases aus dem Gasabscheider und aus dem Metallbad durch einen in dem mindestens einen Rollenarm vorgesehenen Hohlraum. Die Vorteile des Verfahrens entsprechen dabei im Wesentlichen jenen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, umfasst dieses zusätzlich den Schritt des Leitens des Gases aus dem mindestens einen Rollenarm in einen weiteren Hohlraum einer den mindestens einen Rollenarm tragenden Traverse.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden Gase aus mehreren Rollenarmen in dem weiteren Hohlraum der Traverse zusammengeführt und bevorzugt über einen gemeinsamen Auslass aus der Traverse ausgegeben. Die oben aufgeführten Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können insbesondere miteinander kombiniert oder auch gegeneinander ausgetauscht werden.
Kurze Beschreibung der Figuren
Im Folgenden werden kurz die Figuren der Ausführungsbeispiele beschrieben. Weitere Details sind der detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele zu entnehmen. Es zeigen:
einen schematischen Querschnitt einer Vorrichtung aus dem Stand der Technik, umfassend eine in einem Rollenarm gelagerte Rolle und einen Gasabscheider;
eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schmelztauchbeschichtungsvorrichtung; und
einen schematischen Querschnitt durch eine Vorrichtung gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Zunächst wird ein Beispiel einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung von Metallband anhand von Figur 1 beschrieben. Figur 1 zeigt eine durch einen Rollenarm 9 getragene Rolle 3, welche einen Rollenkörper 5 sowie einen Zapfen bzw. eine Welle 7 umfasst, die ihrerseits durch ein Lager 10 gelagert ist. Die Rolle 3 und der Rollenarm 9 sind in ein Metallschmelzenbad bzw. in ein Zinkbad 2 mit dem Schmelzenspiegel M getaucht. Es ist bekannt, dass das Lager 10 ohne besondere Maßnahmen einem starken Verschleiß durch in das Lager 10 eindringende Schmelze unterliegen würde. In der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung wird daher ein Schutzgas (Inertgas), in diesem Fall Stickstoff (N2), in das Lager 10 geleitet wodurch ein gewisser Druck in dem Lager 10 aufgebaut wird. Solche Systeme sind an sich bekannt. Ferner umfasst die dargestellte Vorrichtung einen Gasabscheider 12 bzw. eine Gasabscheidekammer 13, welche im Wesentlichen zwischen dem Rollenkörper 5 und dem Lager 1 1 bzw. dessen Gehäuse angeordnet ist. Es sind verschiedene Formen von Gasabscheidern aus dem Stand der Technik bekannt. Die hier dargestellte Form dient vor allem dem Zweck der Illustration. Im Allgemeinen kann an der Durchtrittsstelle einer Welle bzw. eines Zapfens 7 in eine Gasabscheiderkammer 13 Schmelze in den Gasabscheider 12 eindringen und einen Schmelzenspiegel x in der Kammer 13 bilden. Dies kann insbesondere auch für die später beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele gelten. Bevorzugt umfasst ein Gasabscheider 12 eine Schleusenkammer 14, in die lagerseitig das Schutzgas einströmen kann und welches durch einen Spalt Sp zwischen einer Ringdichtung R und dem Zapfen bzw. der Welle 7 von der Schleusenkammer 14 in die Gasabscheidekammer 13 austritt. Ferner umfasst die Schleusenkammer gemäß Figur 1 einen unteren Auslass durch den, wenn auch nur in geringen Mengen in die Schleusenkammer 14 eindringende Schmelze austreten kann bzw. dem Bad 2 wieder zugeführt werden kann. Durch das durch den Spalt Sp strömende Schutzgas bildet sich in der Gasabscheidekammer 13 (insbesondere an deren oberen Ende bzw. oberhalb des Spiegels x) eine Gasmenge, die abgeführt werden muss. Dies erfolgt durch eine Leitung 15, welche durch das Metallschmelzenbad 2 verläuft und oberhalb des Bad- bzw. Schmelzenspiegels M weitergeführt wird. Nachteilig an dieser Vorrichtung, ist vor allem die störende Leitung 15, welche besonders Reinigungs- und Wartungsarbeiten und insbesondere die Badpflege behindert. Darüber hinaus ist die Leitung 15 ein Bauteil, das einer Korrosion im Bad 2 ausgesetzt ist.
Figur 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Schmelztauchbeschichtungsvorrichtung. Wie bereits in Bezug auf Figur 1 beschrieben wurde, befindet sich eine Rolle 3, umfassend einen (zylinderförmigen) Rollenkörper 5, in einem Metallbad 2. Die Rolle 3 kann zum Beispiel eine Umlenk- oder Führungsrolle 3 zum Umlenken oder Führen eines (kontinuierlich) zu beschichtenden Metallbands sein. Zwischen dem Rollenköper 5 der Rolle 3 und den Tragarmen 9' der Rolle (Rollenarme) 9' befinden sich jeweils Gasabscheider 12, wobei die Rolle 3 um die Achse A drehbar an den Rollenarmen 9' gelagert ist. Die Form bzw. Konstruktion der Gasabscheider 12 oder deren Gasabscheidekammern 13 ist unerheblich. Die Rollenarme 9' sind wie dargestellt bevorzugt an einer oberhalb des Badspiegels M angeordneten Traverse 17 befestigt. Die Traverse 17 kann bevorzugt im Wesentlichen horizontal angeordnet sein und/oder außerhalb des Bads 2 abgestützt bzw. gelagert sein. Die Rolle 3 befindet sich, wie in der Abbildung gezeigt, unterhalb des Badspiegels M, sodass Metallbänder, die über die Rolle 3 geführt werden bzw. durch diese umgelenkt werden, mit dem Metall des Bads 2 beschichtet werden können.
Die Rollenarme 9' erstrecken sich bevorzugt von einer Position unterhalb des Badspiegels M bis zu einer Position oberhalb des Badspiegels M. Erfindungsgemäß ist jeweils mindestens ein Hohlraum 16 in den Rollenarmen 9' zum Herausleiten von in dem jeweiligen Gasabscheider 12 gesammelten Gasen aus dem Metallbad 2 vorgesehen. Bevorzugt werden die Gase aus den Gasabscheidekammern 13 über Leitungen in die Rollenarme 9' geführt bzw. geleitet. Solche Leitungen können sowohl durch die Gasabscheider 12 hindurch direkt zu den Rollenarmen 9' oder aber auch durch die Schmelze zu den Rollenarmen 9' geführt werden. Wie in der Abbildung dargestellt, können die Gase über flexible Schläuche 15' in die jeweiligen Hohlräume 16 der Rollenarme 9' geführt werden oder aber auch durch eine starre Metallleitung bzw. einen Metallkanal 15'. Die Hohlräume 16 in den Rollenarmen 9' erstrecken sich bevorzugt und im Allgemeinen längs der Rollenarme 9' und bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zum Badspiegel M. Im Betrieb der Vorrichtung, bzw. bei gefülltem Bad 2, erstrecken sich die Hohlräume 16 bevorzugt von einer Position unterhalb des Badspiegels M bis zu einer Position oberhalb des Badspiegels M. Allerdings ist dies nicht unbedingt notwendig, da selbst wenn sich die Hohlräume 16 nur über einen Teil der Rollenarme 9' erstrecken, im Bad 2 zumindest Teilstrecken freiliegender Leitungen oder Schläuche vermieden werden können.
Zudem zeigt Figur 2 eine optionale Weiterleitung der Gase aus dem jeweiligen Rollenarm 9' in die Traverse 17. Diese Weiterleitung kann auf verschiedene Art und Weise realisiert werden. Zum einen können die Gase, wie dargestellt, durch Schläuche oder Rohrleitungen 19 in die Traverse 17 geführt werden. Alternativ ist jedoch ebenfalls eine direkte Leitung durch etwaige, die Rollenarme 9' und die Traverse 17 verbindende Bauteile möglich. Im Falle, dass die Rollenarme 9' direkt mit der Traverse 17 verbunden sind, können auch Kanäle oder Leitungen zwischen Rollenarm 9' und Traverse 17 Gase direkt in einen Hohlraum in der Traverse 17 einleiten. Bevorzugt ist die Traverse 17 im Allgemeinen durch ein im Wesentlichen rohrförmiges oder kastenförmiges Bauteil (Hohlprofil) gebildet, welches einen weiteren Hohlraum umfasst. Insbesondere kann sich der Hohlraum in der Traverse 17 über deren gesamte Länge erstrecken oder aber auch nur über einen Teilbereich dieser erstrecken. Bevorzugt ist dieser Hohlraum derart angeordnet, dass er Gase aus mehreren Rollenarmen 9' empfangen bzw. aufnehmen kann. Darüber hinaus kann die Traverse 17 einen mit dem Hohlraum der Traverse 17 verbundenen Anschluss 21 umfassen zum Weiterleiten oder Absaugen der sich in der Traverse 17 bzw. im Hohlraum der Traverse 17 befindlichen bzw. eingeleiteten Gase. Dieser Anschluss 21 kann insbesondere Elemente zur Verbindung mit Schraub- oder Steckelementen umfassen, so dass die Gase aus der Traverse 17 über weitere Rohrsysteme oder Leitungssysteme weitertransportiert werden können.
Sowohl die Traverse 17 als auch die Rollenarme 9' sind bevorzugt im Wesentlichen aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Stahllegierungen gebildet.
Figur 3 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. eine mögliche Detailansicht der Figur 2. Wiederum befindet sich eine Rolle 3 in einem Metallschmelzenbad 2. Die Rolle 3 wird wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt durch einen Rollenarm getragen, der sich bevorzugt von einer Position unterhalb des Badspiegels M zu einer Position oberhalb des Badspiegels M erstreckt. Der Aufbau des Lagers 10, des Lagergehäuses 1 1 sowie des Gasabscheiders 12 ist ebenfalls identisch wie in Figur 1 . Weitere identische Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Zudem wird festgestellt, dass Konstruktionsdetails der Lager 10 sowie des Gasabscheiders 12 unwesentlich für die Erfindung sind. Der Gasabscheider 12 umfasst generell vorzugsweise lediglich (wie dargestellt) eine Gasabscheidekammer 13, welche im Wesentlichen zwischen der Lagerung 10 der Rolle 3 und deren Rollenkörper 5 angeordnet ist und an deren oberen Ende sich innerhalb der Kammer 13 abzuführendes Gas sammelt.
Im Unterschied zum Stand der Technik der Figur 1 umfasst die in Figur 3 dargestellte Vorrichtung Mittel zum Herausführen der Gase aus der Gasabscheidekammer 13 und dem Metallschmelzenbad 2, welche einen in dem mindestens einen Rollenarm 9' ausgebildeten Hohlraum 16 umfassen. Die Gase können dabei wie in Figur 3 dargestellt über einen Schlauch 15' in den Hohlraum 16 gelangen oder aber auch über ein starres Rohr oder einen Kanal in diesen eingeleitet sein. Mittel zum Befestigen und Abdichten eines Rohrs zwischen Gasabscheidekammer 13 und dem Hohlraum 16 des Rollenarms 9' sind dem Fachmann bekannt. Insbesondere kann der Hohlraum 16 dadurch gebildet werden, dass der Rollenarm 9' im Wesentlichen als ein rohrartiges oder kastenartiges Hohlprofil ausgebildet ist. Dabei kann dieser verschiedenste Querschnitte (parallel zum Badspiegel) betrachtet aufweisen. Der in Figur 3 dargestellte Rollenarm 9' ist schematisch dargestellt, seine Abmessung kann auch gegenüber dem Lager 10 und dem Lagergehäuse 1 1 größer sein.
Abschließend wird festgestellt, dass der Fachmann die oben beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen mit Hilfe seines fachmännischen Wissens je nach Anforderung modifizieren kann und auch einzelne Merkmale miteinander kombinieren oder gegeneinander austauschen kann.
Bezugszeichenliste
2 Metallschmelzenbad
3 Führungs- oder Umlenkrolle 5 5 Rollenkörper
7 Zapfen bzw. Welle
9 Rollenarm
9' Rollenarm
10 Rollenlager
10 1 1 Rollenlagergehäuse
12 Gasabscheider
13 Gasabscheidekammer
14 Schleusenkammer
15 Mittel zum Herausleiten von Gas aus dem Metallbad
15 15' Mittel zum Leiten von Gas aus der Gasabscheidekammer in den Rollenarm
17 Traverse
19 Mittel zum Leiten von Gas aus einem Rollenarm in die Traverse
21 Anschluss
23 Mittel zum Anschluss von Schraub-, Steckverbindungselementen oder von
20 Schnellkupplungsstücken
A axiale Richtung der Rolle M Metallschmelzenbadsp'iegel
R Ringdichtung
Sp Spalt
X Schmelzenspiegel in der Gasabscheidekammer

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelztauchbeschichten von
Metallband, insbesondere zum Verzinken von Stahlband, in einem
Metallschmelzenbad (2), umfassend: eine Rolle (3) zum Führen oder Umlenken des Metallbands in dem
Metallschmelzenbad (2), welche einen Rollenkörper (5) sowie axial an dessen Enden angeordnete Rollenzapfen (7) umfasst; mindestens einen Rollenarm (9, 9'), umfassend ein durch ein Inertgas gegenüber dem Metallschmelzenbad (2) abdichtbares Lager (10) zur drehbaren Lagerung von einem der Rollenzapfen (7), wobei zwischen dem Lager (10) zur Lagerung des Rollenzapfens (7) und dem Rollenkörper (5) ein Gasabscheider (12) umfassend eine Gasabscheidekammer (13) zum Auffangen von aus dem Lager (10) austretendem Inertgas angeordnet ist; und
Mittel zum Herausführen der Gase aus der Gasabscheidekammer (13) und dem Metallschmelzenbad (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Herausführen der Gase aus der Gasabscheidekammer (13) und dem Metallschmelzenbad (2) einen in dem mindestens einen Rollenarm (9') ausgebildeten Hohlraum (16) zum Herausführen der Gase aus dem Metallschmelzenbad (2) umfassen.
2. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 , wobei der mindestens eine Rollenarm (9') im Wesentlichen als ein kästen- oder rohrförmiges Hohlprofil ausgebildet ist, welches den Hohlraum (16) umfasst. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 , wobei der Hohlraum (16) durch einen oder mehrere Kanäle in dem Rollenarm (9') gebildet ist.
Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zum Herausführen der Gase aus der Gasabscheidekammer (13) und dem Metallschmelzenbad (2) weiterhin Mittel (15') zur Leitung der Gase aus der Gasabscheidekammer (13) in den Hohlraum (16) umfassen, so dass die Gase aus der Gasabscheidekammer (13) und dem Metallschmelzenbad (2) herausführbar sind.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Mittel (15') zur Leitung der Gase aus der Gasabscheidekammer (13) in den Hohlraum (16) von der Gasabscheidekammer (13) direkt durch den Gasabscheider (12) in den Hohlraum (16) führen.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Mittel zur Leitung der Gase (15') aus dem Gasabscheider (12) in den Hohlraum (16) durch einen Schlauch oder vorzugsweise durch ein starres Rohr gebildet sind.
Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Rollenarm (9') verschließbare Öffnungen zum Ermöglichen eines Zugangs zu dem Hohlraum (16) umfasst.
Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend: eine oberhalb des Metallschmelzenbadspiegels (M) angeordnete Traverse (17) zum Tragen des mindestens einen Rollenarms (9'), welche mindestens einen weiteren Hohlraum zum Weiterleiten der Gase durch die Traverse (17) umfasst; und
Mittel (19) zum Leiten der Gase aus dem Hohlraum (16) in den weiteren Hohlraum der Traverse (17).
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Traverse (17) im Wesentlichen als ein kästen- oder rohrförmiges Hohlprofil ausgebildet ist, welches den weiteren Hohlraum umfasst.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei der weitere Hohlraum durch einen oder mehrere Kanäle gebildet ist.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Vorrichtung zwei Rollenarme (9') zur Lagerung zweier Zapfen (7) der Rolle (3) umfasst und die Traverse (17) beide Rollenarme (9') trägt und wobei die Gase aus beiden Gasabscheidekammern (13) in dem weiteren Hohlraum der Traverse (17) zusammengeführt sind und bevorzugt durch einen gemeinsamen Auslass (21 ) der Traverse (17) auslassbar sind.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 1 , wobei der Auslass (21 ) Mittel (23) zum Anschluss von Schraub- oder Steckverbindungselementen, oder bevorzugt von Schnellkupplungsstücken, zur Weiterleitung der Gase von der Traverse (17) umfasst.
13. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Traverse (17) wiederverschließbare Öffnungen zum Ermöglichen eines Zugangs zu dem Hohlraum umfasst.
14. Ein Verfahren zum Ableiten von Inertgasen aus einem Gasabscheider (12) einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelztauchbeschichten von Metallband, insbesondere zum Verzinken von Stahlband, in einem
Metallschmelzenbad (2), wobei die Vorrichtung mindestens einen Rollenarm (9, 9') zur Lagerung eines Zapfens (7) einer Rolle (3) zum Führen oder Umlenken des Metallbands umfasst und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Sammeln von Gas in dem Gasabscheider (12);
Herausleiten des Gases aus dem Gasabscheider (12) und dem Metallbad (2) durch einen Hohlraum (16) in dem mindestens einen Rollenarm (9').
15. Das Verfahren gemäß Anspruch 14, zusätzlich umfassend den Schritt:
Leiten des Gases aus dem mindestens einen Rollenarm (9') in einen weiteren Hohlraum einer den mindestens einen Rollenarm (9') tragenden Traverse (17).
16. Das Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei Gas aus mehreren Rollenarmen (9') in dem weiteren Hohlraum der Traverse (17) zusammengeführt wird und bevorzugt über einen gemeinsamen Auslass (21 ) aus dem weiteren
Hohlraum ausgegeben wird.
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