WO2013062436A1 - Устройство для нанесения покрытия на протяженное изделие - Google Patents

Устройство для нанесения покрытия на протяженное изделие Download PDF

Info

Publication number
WO2013062436A1
WO2013062436A1 PCT/RU2011/000910 RU2011000910W WO2013062436A1 WO 2013062436 A1 WO2013062436 A1 WO 2013062436A1 RU 2011000910 W RU2011000910 W RU 2011000910W WO 2013062436 A1 WO2013062436 A1 WO 2013062436A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
melt
bath
coating
channel
chamber
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000910
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Александр Александрович КУЛАКОВСКИЙ
Original Assignee
Kulakovsky Aleksandr Aleksandrovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kulakovsky Aleksandr Aleksandrovich filed Critical Kulakovsky Aleksandr Aleksandrovich
Priority to EP11874580.1A priority Critical patent/EP2772561B1/en
Priority to DK11874580.1T priority patent/DK2772561T3/en
Priority to ES11874580.1T priority patent/ES2628869T3/es
Priority to CN201180074241.5A priority patent/CN103890217B/zh
Priority to UAA201405444A priority patent/UA111240C2/uk
Priority to US14/351,938 priority patent/US9279174B2/en
Priority to MX2014005037A priority patent/MX354599B/es
Priority to BR112014009766A priority patent/BR112014009766A2/pt
Publication of WO2013062436A1 publication Critical patent/WO2013062436A1/ru
Priority to IN3107DEN2014 priority patent/IN2014DN03107A/en

Links

Classifications

    • 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
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36—Elongated material
    • 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
    • C23C2/0036—Crucibles
    • 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
    • C23C2/0036—Crucibles
    • C23C2/00361—Crucibles characterised by structures including means for immersing or extracting the substrate through confining wall area
    • 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
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/12—Aluminium or alloys based thereon
    • 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
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/38—Wires; Tubes
    • 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
    • C23C2/50—Controlling or regulating the coating processes
    • C23C2/52—Controlling or regulating the coating processes with means for measuring or sensing
    • 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
    • C23C2/50—Controlling or regulating the coating processes
    • C23C2/52—Controlling or regulating the coating processes with means for measuring or sensing
    • C23C2/523—Bath level or amount

Definitions

  • the invention relates to technological equipment for the continuous deposition of metal protective coatings on the surface of an extended product such as wire, tape, etc. immersion in a melt of aluminum, zinc, their alloys, tin, lead, etc.
  • the invention can be used for hot aluminization, galvanizing or aluminizing of long products from cast iron or steel.
  • Ceramic baths although they are resistant to the effects of aluminum melt, as well as aluminum alloyed with zinc melt, but have a larger volume compared to metal. This is due to the fact that, unlike metal baths, where heating is carried out through their walls, in a ceramic bath, heating is carried out through a melt mirror, which leads to an increase in its volume.
  • a device for applying a protective coating to extended metal products, comprising a bath with heating elements and a passage opening located at the bottom of the bath, an MHD shutter located under the passage opening, with a nozzle partially inserted into the bath through the passage opening.
  • the MHD gate is made in the form of two L-shaped magnetic circuits with a single-phase current winding in the form of flat coils located on the vertical rods of the magnetic circuit (USSR, copyright certificate SU 1492759, publ. March 15, 1994).
  • the disadvantages of this device include its complexity due to the use of the MHD shutter.
  • a device for applying metal coatings to long products including a bath with a melt and a coating chamber (France, patent application FR 7516981, publ. 1975).
  • the coating chamber in this device has input and output channels through which the product is moved during coating.
  • the melt moves from the bath to the coating chamber.
  • the chamber is filled so that the melt level in the chamber is set above the input and output channels. In this case, the melt flows freely from the chamber to the bath, however, the amount of the melt returning to the chamber is somewhat larger than the flow from the inlet and outlet channels to the bath. This allows you to maintain the melt level in the coating chamber above the inlet and outlet channels.
  • the disadvantage of this installation is that the melt is supplied from the bath to the chamber using a submersible pump, which significantly reduces the reliability indicators shown for industrial equipment. Continuous circulation of the melt leads to rapid wear of the channels, and the melt itself is contaminated by the materials from which the channels are made, which leads to a deterioration in the conditions for the formation of the coating, and, consequently, to a decrease in its quality. At the same time, the use of aluminum melt is very problematic due to its high aggressiveness.
  • the closest in technical essence analogue of the proposed device is a device for surface treatment of a product, in particular, for coating, which contains a bath with molten metal (alloy) and a coating chamber located above the bathtub with inlet and outlet openings and an intake vertical channel immersed in the melt in the bath.
  • a bath with molten metal (alloy) and a coating chamber located above the bathtub with inlet and outlet openings and an intake vertical channel immersed in the melt in the bath To raise the melt from the bath along a vertical channel into the coating chamber, excessive pressure is created in the bath and vacuum in the coating chamber.
  • the pressure difference in the cavities above the melt surface of the chamber and above the melt surface in the bath is such that the melt level is located above the inlet and outlet openings of the chamber.
  • the creation of rarefaction in the coating chamber also plays a different role, namely, it serves to prevent the flow of melt from the coating chamber. In this case, the following condition must be met:
  • Pi is the pressure in the coating chamber
  • RM.st - the pressure of the melt column above the lower generatrix of the channel.
  • the pressure difference ⁇ ⁇ 3 ⁇ - (. Pi + P M.CT) during coating is kept at a constant level to avoid leakage of the melt and air exclusion breakthrough into the chamber through the chamber inlet and outlet channels.
  • the disadvantages of this device include the fact that at the coating chamber, the intake channel, immersed in the bath melt, is located vertically, which involves placing the coating chamber directly above the bath with the melt.
  • Such a mutual arrangement of the coating chamber and the bathtub connected by a vertical channel firstly, complicates the maintenance of the device and does not ensure its safe operation, since the work of refueling the wire and eliminating any malfunctions will always occur in the high temperature zone, and the forced the use of cooling circuits only increases the risks of emergency situations; secondly, it requires periodic shutdown of the coating line, which includes
  • the inventive device for coating is provided, due to the fact that compensation of the consumed melt by adding to the bath is possible only after the melt is completely drained from the coating chamber, as a result, productivity decreases and energy costs increase. It is impossible to reload the bath without stopping the operation of the device and without relieving excess pressure in the bath, since when the bath is opened, excess pressure will displace the melt located in the bath above the level of its lid, which is unacceptable.
  • the problem solved by the invention is to achieve safety, ease of use and simplify maintenance of the device, both during operation and during reloading baths with a melt, reducing energy consumption and increasing the productivity of the device.
  • the device for coating a long product comprising a bath with a melt and a coating chamber with inlet and outlet channels; with a sampling channel immersed in the molten bath, the coating chamber and the molten bath being placed next to each other and connected by an inclined sampling channel immersed in the molten bath to form interconnected vessels.
  • the coating chamber and the bath with the melt are equipped with means for creating inside them above the melt mirror, respectively, rarefaction and overpressure, while the bath with the melt is equipped with a feed channel for loading the consumed melt or metal in the solid state through it.
  • the feed channel to further improve the safety of refueling is made in the form of a channel expanding upwards, overlooking the upper part of the bath with the melt.
  • the technical result achieved by using the invention is to increase the convenience and safety during operation, simplify the maintenance of the device, ensure continuous operation of the device without stopping to recharge the bath, ensure safety when reloading the bath with the melt, as well as reduce energy consumption and increase productivity of the device .
  • the achievement of the technical result is due to the essential features that characterize the device.
  • the location of the coating chamber next to the molten bath facilitates access to the coating chamber and equipment ensuring its operability (temperature control system, pressure sensor, melt level sensor, gas knives to remove excess melt, etc.).
  • this feature allows to reduce the energy consumption for raising the melt from the bath to the coating chamber, since the location of the coating chamber and the bath with the melt so that they form communicating vessels can significantly reduce the amount of excess pressure created above the melt level in the bath.
  • the location of the bath with the melt near the coating chamber allows to recharge the bath (to compensate for the consumed melt) without stopping the coating process, which further reduces the energy consumption for heating the melt in the bath (there is no heat loss that could occur when the device was stopped and the lid was opened).
  • To replenish the bath it is equipped with a feeder channel immersed below the level in the bath melt, which allows opening the lid of the feeder channel to load additional portions of the melt or metal (alloy) in the solid state directly into the melt in the bath without stopping the operation of the device. This ensures safe operation, since the excess pressure created above the melt mirror in the bath, due to the difference with atmospheric pressure, will displace the melt up the feed channel, but not higher than the melt level in the coating chamber, in which the pressure is lower than atmospheric. This eliminates the release of the melt outside the feed channel, which is additionally guaranteed by the upwardly expanding form of the feed channel.
  • FIG. 1 is a schematic illustration of a device for coating an extended product.
  • the device for coating a long product for example, steel wire, consists of a bath with a melt 1, which is an electric furnace for melting and holding the melt at a given temperature and adjacent to the coating chamber 2.
  • the coating chamber 2 is equipped with an inclined channel 3 communicating the coating chamber 2 with a bath with the melt 1, and the input 4 and output 5 channels made in the side walls of the coating chamber 2 and arranged, for example, horizontally. In the working position, the bath with the melt 1, the coating chamber 2 and the inclined channel are sealed, which eliminates the contact of the melt with the external atmosphere.
  • the inclined channel 3 in the upper part is open to the inner part of the coating chamber 2 through the opening in the bottom or through the opening in the side wall near the bottom, and the lower part of the inclined channel 3 is in communication with the bath cavity with the melt 1 below the minimum possible melt level, while the inclined channel 3 is made so that the communication of the air cavity above the melt level in the bath 1 with the application chamber 2 is excluded.
  • the melt On the inclined channel 3, the melt has the ability to move from the bath with the melt 1 and fill the coating chamber 2 to a predetermined level.
  • the upper removable cover of the coating chamber 2 is equipped, in particular, with sensors for monitoring the melt level, a pressure sensor, a temperature sensor, means for creating a vacuum.
  • sensors for monitoring the melt level a pressure sensor, a temperature sensor, means for creating a vacuum.
  • a melt level sensor, a manometer and a discharge channel with a discharge pipe connected to a vacuum pump that creates a vacuum are installed, the vacuum can also be created by an ejector.
  • the outlet pipe can, if necessary, be mounted on the wall of the application chamber 2. Maintenance of sensors and equipment located on the application chamber is possible at any time and does not cause difficulties by moving the application chamber 2 away from the bath with melt 1.
  • the lid of the bath with the melt 1 (or the wall of the bath in its upper part) has a supply channel and a supply pipe connected to a compressor that creates excess pressure in the bath with the melt.
  • Both the discharge and supply channels are located in the zone of the air cavity above the melt level, preferably in the lid of the bath and the lid of the chamber.
  • the melt in the bath 1 and the coating chamber 2 is located at the same level due to the fact that the adjacent bath with the melt 1 and the coating chamber 2 connected by an inclined channel 3 form communicating vessels. In the coating chamber 2, this level is located below the axes of the input 4 and output 5 channels.
  • the melt level in the coating chamber 2 is increased compared to the level in the bath with the melt 1 by creating a pressure difference in the bath 1 and chamber 2.
  • the melt level in the coating chamber 2 during operation of the device is held above the axis of the channels 4 , 5, along which the wire passes.
  • an additional portion of the melt rises along the inclined channel 3 from the bath 1 into the chamber 2 and the melt level in the application chamber 2 is set above the inlet and outlet channels.
  • the coating device has means for controlling the level of the melt in the coating chamber 2.
  • the melt in the coating chamber 2 is constantly consumed, and the level of the melt tends to decrease.
  • the difference in atmospheric pressure and pressure in the application chamber 2 increases (due to a decrease in Pm ), which can lead to breakthrough of air (air bubbles) through the inlet or outlet channel of the chamber 2 into the chamber. This may interfere with the coating process and lead to defects in the coating on the product.
  • the presence of air bubbles in the melt will cause it to be contaminated with oxide inclusions, which worsens the conditions for the formation of the coating and leads to the appearance of defects in the coating.
  • Any suitable known system can be used to control the level of the melt in the application chamber 2.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Устройство для нанесения покрытия на протяженное изделие включает ванну с расплавом и камеру нанесения покрытия с входным и выходным каналами и с заборным каналом, погруженным в ванну с расплавом, причем камера нанесения покрытия и ванна с расплавом снабжены средствами для создания внутри них над зеркалом расплава соответственно разрежения и избыточного давления. Для повышения удобства при эксплуатации, упрощения технического обслуживания устройства, обеспечения непрерывной работы устройства без остановок на дозагрузку ванны, обеспечения безопасности при дозагрузке ванны с расплавом в устройстве для нанесения покрытия на протяженное изделие, ванна с расплавом и камера нанесения покрытия размещены рядом друг с другом и соединены заборным наклонным каналом с образованием сообщающихся сосудов, при этом ванна с расплавом снабжена каналом- питателем для загрузки через него расплава или металла в твердом состоянии, причем канал-питатель выполнен в виде расширяющегося кверху канала, выходящего на верхнюю часть ванны с расплавом.

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА
ПРОТЯЖЕННОЕ ИЗДЕЛИЕ
Изобретение относится к технологическому оборудованию для непрерывного нанесения металлических защитных покрытий на поверхность протяженного изделия типа проволоки, ленты и т.п. погружением в расплав алюминия, цинка, их сплавов, олова, свинца и др. Изобретение может использоваться для горячего алюминирования, цинкования или алюмоцинкования длинномерных изделий из чугуна или стали.
Известны устройства для нанесения покрытий на проволоку, ленту и т.п., в которых предусмотрено применение направляющего валка, осуществляющего погружение в расплав и перемещение протяженного изделия (см. Руководство по горячему цинкованию. - М.: Металлургия, 1975, с.376; "Металлические покрытия листовой и полосовой стали". - М.: Металлургия, 1971, с.496).
Недостатками известных устройств, в которых используются стальные ванны, является то, что стальные ванны имеют большой объем и значительную открытую площадь зеркала расплава, что предопределяет большие энергозатраты на поддержание заданной температуры самого расплава.
Контакт, с элементами погружных транспортирующих устройств
(валков, скоб и т.д.) приводит к растворению железа в цинке и тем самым снижает срок эксплуатации оборудования и увеличивает расход цинка.
Применение стальных ванн с погружным транспортирующим устройством исключает возможность легирования расплава алюминием. Керамические же ванны хотя и устойчивы к воздействию алюминиевого расплава, а также легированного алюминием цинкового расплава, но имеют больший объем по сравнению с металлическими. Это связано с тем, что в отличие от металлических ванн, где обогрев производится через их стенки, в керамической ванне обогрев осуществляется через зеркало расплава, что приводит к увеличению ее объема.
Известно устройство для нанесения защитного покрытия на протяженные металлические изделия, содержащее ванну с нагревательными элементами и с проходным отверстием, расположенным в дне ванны, МГД-затвор, расположенный под проходным отверстием, с патрубком, частично введенным внутрь ванны через проходное отверстие. МГД-затвор выполнен в виде двух L-образных магнитопроводов с обмоткой однофазного тока в виде плоских катушек, расположенных на вертикальных стержнях магнитопровода (СССР, авторское свидетельство SU 1492759, опубл. 15.03.1994).
К недостаткам этого устройства относится его сложность вследствие использования МГД-затвора.
Известно устройство для нанесения металлических покрытий на протяженные изделия, включающее ванну с расплавом и камеру нанесения покрытия (Франция, заявка на изобретение FR 7516981 , опубл. 1975 г.). Камера нанесения покрытия в этом устройстве имеет входной и выходной каналы, через которые осуществляется перемещение изделия при нанесении покрытия. С помощью насоса расплав перемещается из ванны в камеру нанесения покрытия. Заполнение камеры осуществляется таким образом, что уровень расплава в камере устанавливается выше входного и выходного каналов. При этом расплав свободно вытекает из камеры в ванну, однако количество расплава, возвращающегося в камеру, несколько больше вытекающего из входного и выходного каналов в ванну. Это позволяет поддерживать уровень расплава в камере нанесения покрытия выше входного и выходного каналов. Недостатком этой установки является то, что подача расплава из ванны в камеру осуществляется с помощью погружного насоса, что значительно снижает показатели надежности, предъявляемые к промышленному оборудованию. Непрерывная циркуляция расплава приводит к быстрому изнашиванию каналов, а сам расплав загрязняется материалами, из которых изготовлены каналы, что приводит к ухудшению условий формирования покрытия, а, следовательно, к снижению его качества. При этом использование алюминиевого расплава весьма проблематично из-за его высокой агрессивности.
Наиболее близким по технической сущности аналогом предлагаемого устройства является устройство для обработки поверхности изделия, в частности, для нанесения покрытия, которое содержит ванну с расплавом металла (сплава) и расположенную над ванной камеру нанесения покрытия с входным и выходным отверстиями и заборным вертикальным каналом, погруженным в расплав, находящийся в ванне. Для подъема расплава из ванны по вертикальному каналу в камеру нанесения покрытия создают избыточное давление в ванне и разрежение в камере нанесения покрытия. Перепад давлений в полостях над поверхностью расплава камеры и над поверхностью расплава в ванне таков, что уровень расплава располагается выше входного и выходного отверстий камеры. Создание разрежения в камере нанесения покрытия выполняет одновременно и другую роль, а именно служит для предотвращения вытекания расплава из камеры для нанесения покрытия. При этом должно быть соблюдено следующее условие:
Рах-- Р]~ РМ-СХ ,
где Рат - атмосферное давление;
Pi - давление в камере нанесения покрытия;
Рм.ст - давление столба расплава над нижней образующей канала. Разность давлений Δ=Ρ3Τ - (Pi+PM.CT.) в процессе нанесения покрытия поддерживают на постоянном уровне для исключения вытекания расплава и исключения прорыва атмосферного воздуха в камеру через входной и выходной каналы камеры.
К недостаткам данного устройства относится то, что у камеры нанесения покрытия заборный канал, погруженный в расплав ванны, расположен вертикально, что предполагает размещение камеры нанесения непосредственно над ванной с расплавом. Такое взаимное расположение камеры нанесения покрытия и ванны, соединенных вертикальным каналом, во-первых, затрудняет техническое обслуживание устройства и не обеспечивает его безопасную эксплуатацию, так как выполнение работ по заправке проволоки, устранению каких либо неполадок всегда будет происходить в зоне высокой температуры, а вынужденное использование охлаждающих контуров только увеличивает риски возникновения нештатных ситуаций;, во-вторых, требует периодической остановки линии для нанесения покрытия, в состав которой входит заявленное устройство для нанесения покрытия, вследствие того, что компенсация расходуемого расплава добавлением в ванну возможна только после полного слива расплава из камеры нанесения покрытия, в результате снижается производительность и повышаются энергозатраты. Дозагрузка ванны без остановки работы устройства и без снятия избыточного давления в ванне невозможно, так как при открытии ванны избыточное давление будет вытеснять расплав, находящийся в ванне выше уровня его крышки, что недопустимо.
Задачей, решаемой изобретением, является достижение безопасности, удобства при эксплуатации и упрощение технического обслуживания устройства, как при эксплуатации, так и при дозагрузке ванны с расплавом, снижение энергозатрат и повышение производительности работы устройства.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для нанесения покрытия на протяженное изделие, включающее ванну с расплавом и камеру нанесения покрытия с входным и выходным каналами; с заборным каналом, погруженным в ванну с расплавом, причем камера нанесения покрытия и ванна с расплавом размещены рядом друг с другом и соединены заборным наклонным каналом, погруженным в расплав ванны с образованием сообщающихся сосудов. Камера нанесения покрытия и ванна с расплавом снабжены средствами для создания внутри них над зеркалом расплава соответственно разрежения и избыточного давления, при этом, ванна с расплавом снабжена каналом-питателем для загрузки через него расходуемого расплава или металла в твердом состоянии. Канал-питатель для дополнительного повышения безопасности дозаправки выполнен в виде расширяющегося кверху канала, выходящего на верхнюю часть ванны с расплавом.
Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении удобства и безопасности при эксплуатации, упрощении технического обслуживания устройства, обеспечении непрерывной работы устройства без остановок на дозагрузку ванны, обеспечении безопасности при дозагрузке ванны с расплавом, а также в снижении энергозатрат и повышении производительности работы устройства.
Достижение технического результата обусловлено существенными признаками, которыми охарактеризовано устройство. Расположение камеры нанесения покрытия рядом с ванной с расплавом облегчает доступ к камере нанесения покрытия и оборудованию, обеспечивающим ее работоспособность (система контроля температуры, датчик давления, датчик уровня расплава, газовые ножи для удаления излишков расплава и т.д.). Одновременно этот признак позволяет снизить энергозатраты на подъем расплава из ванны в камеру нанесения покрытия, так как расположение камеры нанесения и ванны с расплавом так, что они образуют сообщающие сосуды, позволяет заметно уменьшить величину избыточного давления, создаваемого над уровнем расплава в ванне. Расположение ванны с расплавом рядом с камерой нанесения покрытия позволяет обеспечить дозагрузку ванны (для компенсации расходуемого расплава) без остановки технологического процесса нанесения покрытия, что дополнительно снижает энергозатраты на нагрев расплава в ванне (нет теплопотерь, которые могли возникнуть при остановке устройства и открытии крышки). Для дозагрузки ванны она снабжена каналом- питателем, погруженным в расплав ванны ниже его уровня, что позволяет, открыв крышку канала-питателя, загружать дополнительные порции расплава или металла (сплава) в твердом состоянии непосредственно в расплав, находящийся в ванне без остановки работы устройства. При этом обеспечивается безопасность работы, поскольку избыточное давление, создаваемое над зеркалом расплава в ванне, за счет разности с атмосферным давлением будет вытеснять расплав вверх по каналу- питателю, но не выше, чем уровень расплава в камере нанесения покрытия, в которой давление ниже атмосферного. Тем самым исключается выброс расплава за пределы канала-питателя, что дополнительно гарантируется расширяющейся кверху формой канала- питателя.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг. 1 - схематическое изображение устройства для нанесения покрытия на протяженное изделие.
На фиг. 2 - разрез А- А с фиг. 1. Устройство для нанесения покрытия на протяженное изделие, например, на стальную проволоку, состоит из ванны с расплавом 1 , представляющей собой электрическую печь для плавления и выдержки расплава при заданной температуре и расположенной рядом с ней камеры нанесения покрытий 2. Камера нанесения 2 оснащена наклонным каналом 3, сообщающим камеру нанесения покрытия 2 с ванной с расплавом 1, и входным 4 и выходным 5 каналами, выполненными в боковых стенках камеры нанесения покрытия 2 и расположенными, к примеру, горизонтально. В рабочем положении ванна с расплавом 1 , камера нанесения покрытия 2 и наклонный канал герметизированы, что исключает контакт расплава с внешней атмосферой. Наклонный канал 3 в верхней части открыт во внутреннюю часть камеры нанесения покрытия 2 через проем в днище или через проем в боковой стенке вблизи днища, а нижняя часть наклонного канала 3 сообщена с полостью ванны с расплавом 1 ниже минимально возможного уровня расплава, при этом наклонный канал 3 выполнен так, что исключено сообщение воздушной полости над уровнем расплава в ванне 1 с камерой нанесения 2.
По наклонному каналу 3 расплав имеет возможность перемещаться из ванны с расплавом 1 и заполнять камеру нанесения покрытия 2 до заданного уровня.
Через горизонтальные каналы, входной 4 и выходной 5, осуществляется перемещение проволоки или другого длинномерного изделия через расплав в камере нанесения покрытия 2 для формирования покрытия на проволоке.
Верхняя съемная крышка камеры нанесения покрытия 2 оснащена, в частности, датчиками контроля уровня расплава, датчиком давления, датчиком температуры, средством создания разрежения. На верхнюю съемную крышку камеры 2 установлены, в частности, датчик уровня расплава, манометр и отводящий канал с отводящим патрубком, соединенным с вакуумным насосом, создающим разрежение, разрежение можно также создавать эжектором. Отводящий патрубок может быть, при необходимости, смонтирован на стенке камеры нанесения 2. Обслуживание датчиков и оборудования, расположенных на камере нанесения покрытия, возможно в любое время и не вызывает затруднений за счет вынесения камеры нанесения 2 в сторону от ванны с расплавом 1.
Крышка ванны с расплавом 1 (или стенка ванны в верхней ее части) имеют подводящий канал и подводящий патрубок, соединенный с компрессором, создающим избыточное давление в ванне с расплавом.
Как отводящий, так и подводящий канал расположены в зоне воздушной полости над уровнем расплава, предпочтительно в крышке ванны и крышке камеры.
Первоначально расплав в ванне 1 и камере нанесения покрытия 2 располагается на одном уровне за счет того, что расположенные рядом ванна с расплавом 1 и камера нанесения 2, соединенные наклонным каналом 3, образуют сообщающиеся сосуды. В камере нанесения покрытия 2 этот уровень располагается ниже осей входного 4 и выходного 5 каналов.
В процессе работы устройства подъем уровня расплава в камере нанесения покрытия 2 по сравнению с уровнем в ванне с расплавом 1 производится за счет создания разности давлений в ванне 1 и камере 2. Уровень расплава в камере нанесения покрытия 2 в процессе работы устройства удерживается выше оси каналов 4, 5, по которым проходит проволока. При создании избыточного давления в ванне с расплавом 1 и разрежения в камере нанесения 2 дополнительная порция расплава поднимается по наклонному каналу 3 из ванны 1 в камеру 2 и уровень расплава в камере нанесения 2 устанавливается выше входного и выходного каналов.
При соблюдении условия Рат> Pi+PM.CT., где Рат - атмосферное давление; Р] - давление в камере нанесения покрытия; Рм т. - металлостатическое давление расплава над уровнем входного и выходного каналов камеры нанесения покрытия, расплав, установившись выше уровня каналов входного и выходного каналов, не вытекает наружу через отверстия в них.
Устройство для нанесения покрытия имеет средство регулирования уровня расплава в камере нанесения покрытия 2. Расплав в камере нанесения 2 постоянно расходуется, и уровень расплава стремится понизиться. При снижении уровня расплава разность атмосферного давления и давления в камере нанесения 2 увеличивается (за счет уменьшения Рм.ст.), что может привести к прорыву воздуха (воздушных пузырей) через входной или выходной канал камеры 2 внутрь камеры. Это может нарушить процесс нанесения покрытия и привести к дефектам покрытия на изделии. Кроме того, наличие воздушных пузырей в расплаве вызовет его загрязнение оксидными включениями, что ухудшает условия формирования покрытия и приводит к появлению дефектов покрытия. Для регулирования уровня расплава в камере нанесения 2 можно использовать любую подходящую известную систему.

Claims

Формула изобретения
1. Устройство для нанесения покрытия на протяженное изделие, включающее ванну с расплавом и камеру нанесения покрытия с входным и выходным каналами и с заборным каналом, погруженным в ванну с расплавом, причем камера нанесения покрытия и ванна с расплавом снабжены средствами для создания внутри них над зеркалом расплава соответственно разрежения и избыточного давления, отличающееся тем, что ванна с расплавом и камера нанесения покрытия размещены рядом друг с другом и соединены заборным наклонным каналом с образованием сообщающихся сосудов, при этом ванна с расплавом снабжена каналом- питателем для загрузки через него расплава или металла в твердом состоянии.
2. Устройство для нанесения покрытия на протяженное изделие, отличающееся тем, что канал-питатель выполнен в виде расширяющегося кверху канала, выходящего на верхнюю часть ванны с расплавом.
PCT/RU2011/000910 2011-10-25 2011-11-18 Устройство для нанесения покрытия на протяженное изделие WO2013062436A1 (ru)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11874580.1A EP2772561B1 (en) 2011-10-25 2011-11-18 Unit for applying coatings on elongated products
DK11874580.1T DK2772561T3 (en) 2011-10-25 2011-11-18 Device for covering the product
ES11874580.1T ES2628869T3 (es) 2011-10-25 2011-11-18 Unidad para aplicar recubrimientos sobre productos alargados
CN201180074241.5A CN103890217B (zh) 2011-10-25 2011-11-18 用于细长制品上涂覆涂层的装置
UAA201405444A UA111240C2 (uk) 2011-10-25 2011-11-18 Пристрій для нанесення покриття на протяжний виріб
US14/351,938 US9279174B2 (en) 2011-10-25 2011-11-18 Unit for applying the coatings on elongate products
MX2014005037A MX354599B (es) 2011-10-25 2011-11-18 Unidad para aplicar recubrimientos sobre productos alargados.
BR112014009766A BR112014009766A2 (pt) 2011-10-25 2011-11-18 unidade para aplicação de revestimentos sobre produtos alongados
IN3107DEN2014 IN2014DN03107A (ru) 2011-10-25 2014-04-18

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011142853 2011-10-25
RU2011142853/02A RU2488644C2 (ru) 2011-10-25 2011-10-25 Устройство для нанесения покрытия на протяженное изделие

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013062436A1 true WO2013062436A1 (ru) 2013-05-02

Family

ID=48168141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000910 WO2013062436A1 (ru) 2011-10-25 2011-11-18 Устройство для нанесения покрытия на протяженное изделие

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9279174B2 (ru)
EP (1) EP2772561B1 (ru)
CN (1) CN103890217B (ru)
BR (1) BR112014009766A2 (ru)
DK (1) DK2772561T3 (ru)
ES (1) ES2628869T3 (ru)
IN (1) IN2014DN03107A (ru)
MX (1) MX354599B (ru)
RU (1) RU2488644C2 (ru)
UA (1) UA111240C2 (ru)
WO (1) WO2013062436A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018161079A1 (en) 2017-03-03 2018-09-07 Harland Medical Systems, Inc. Coating composition comprised of a hydrophilic crosslinker, a hydrophobic crosslinker and optionally a hydrogel and methods of making and using the same
WO2019050962A1 (en) * 2017-09-05 2019-03-14 Harland Medical Systems, Inc. COATING APPARATUS WITH AUTOMATIC FLUID LEVEL SYSTEM, AND METHODS OF USING THE SAME
RU2686399C1 (ru) * 2018-03-02 2019-04-25 Владимир Михайлович Борисов Устройство и способ для нанесения покрытий на протяженные изделия

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2323772A1 (fr) * 1975-05-30 1977-04-08 Delot Jose Procede de revetement metallique en continu de profils metalliques rigides
RU2093602C1 (ru) * 1992-03-13 1997-10-20 Маннесманн Аг Устройство для нанесения покрытий на поверхность изделий полученных прокаткой
RU2237743C2 (ru) * 2002-09-26 2004-10-10 Закрытое акционерное общество "Межотраслевое юридическое агентство "Юрпромконсалтинг" Способ обработки поверхности протяженного изделия, линия и устройство для его осуществления
EP1611263B1 (de) * 2003-04-09 2006-10-11 SMS Demag Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur schmelztauchbeschichtung eines metallstranges

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB706113A (en) * 1951-03-07 1954-03-24 British Iron Steel Research Improved process for the production of metals
SE325184B (ru) * 1966-07-14 1970-06-22 Ericsson Telefon Ab L M
JPS6179755A (ja) * 1984-09-28 1986-04-23 Nisshin Steel Co Ltd 溶融めつき真空蒸着めつき兼用の連続めつき装置
SU1492759A1 (ru) * 1987-07-20 1994-03-15 Специальное конструкторское бюро магнитной гидродинамики Института физики АН ЛатвССР Установка для горячей металлизации длинномерных изделий
US5262033A (en) * 1989-05-18 1993-11-16 Nisshin Steel Co., Ltd. Apparatus for the continuous etchings and aluminum plating of stainless steel strips
US5494262A (en) * 1995-02-03 1996-02-27 Wirtz Manufacturing Co., Inc. Metal delivery system
DE10253464A1 (de) * 2002-11-16 2004-05-27 INDUGA Industrieöfen und Giesserei-Anlagen GmbH & Co. KG Vorrichtung und Verfahren zur Warmtauchbeschichtung von band- oder drahtförmigem Material
DE10254306A1 (de) * 2002-11-21 2004-06-03 Sms Demag Ag Verfahren und Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2323772A1 (fr) * 1975-05-30 1977-04-08 Delot Jose Procede de revetement metallique en continu de profils metalliques rigides
RU2093602C1 (ru) * 1992-03-13 1997-10-20 Маннесманн Аг Устройство для нанесения покрытий на поверхность изделий полученных прокаткой
RU2237743C2 (ru) * 2002-09-26 2004-10-10 Закрытое акционерное общество "Межотраслевое юридическое агентство "Юрпромконсалтинг" Способ обработки поверхности протяженного изделия, линия и устройство для его осуществления
EP1611263B1 (de) * 2003-04-09 2006-10-11 SMS Demag Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur schmelztauchbeschichtung eines metallstranges

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Hot Galvanizing Guidance", MOSCOW, METALLURGIYA, 1975, pages 376
"Metal-Coated Sheet and Strip Steel.", MOSCOW, METALLURGIYA, 1971, pages 496

Also Published As

Publication number Publication date
EP2772561B1 (en) 2017-03-29
MX2014005037A (es) 2014-08-22
BR112014009766A2 (pt) 2017-04-25
US20150040825A1 (en) 2015-02-12
ES2628869T3 (es) 2017-08-04
US9279174B2 (en) 2016-03-08
IN2014DN03107A (ru) 2015-05-15
RU2011142853A (ru) 2013-04-27
CN103890217A (zh) 2014-06-25
UA111240C2 (uk) 2016-04-11
EP2772561A4 (en) 2015-07-08
CN103890217B (zh) 2017-11-14
EP2772561A1 (en) 2014-09-03
DK2772561T3 (en) 2017-07-03
RU2488644C2 (ru) 2013-07-27
MX354599B (es) 2018-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2093602C1 (ru) Устройство для нанесения покрытий на поверхность изделий полученных прокаткой
US8105657B2 (en) Device for applying coatings to lengthy products
RU2521759C2 (ru) Устройство для нанесения покрытия на протяженное изделие
RU2488644C2 (ru) Устройство для нанесения покрытия на протяженное изделие
ES2444540T3 (es) Aparato para revestir con metal un producto metálico continuo.
JPH07178515A (ja) 終端寸法近傍の金属ベルトを製造する方法およびその鋳込み装置
RU114958U1 (ru) Устройство для нанесения покрытия на протяженное изделие
US20070104885A1 (en) Method for hot dip coating a metal bar and method for hot dip coating
RU119745U1 (ru) Устройство для нанесения покрытия на протяженное изделие
AU2004227038B2 (en) Method and device for coating a metal bar by hot dipping
KR20140130865A (ko) 용융아연 도금강판 제조 장치 및 용융아연 도금강판 제조 모니터링 설비
KR101192513B1 (ko) 강판의 용융아연 도금코팅 장치 및 방법
KR20200064749A (ko) 스나우트 장치와 이를 포함하는 강판 도금장치
UA79109C2 (en) Device for coating application on rolled metal billet by immersion into metal melt
JPH0539818Y2 (ru)
JP2001254162A (ja) 連続溶融金属めっき浴への溶融金属の供給方法及び供給装置
KR20220054111A (ko) 댐 형성부 교체가 가능한 스나우트 장치
KR20120136841A (ko) 용융아연 도금장치
KR19990063339A (ko) 코팅 금속 스트립 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11874580

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2011874580

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011874580

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: MX/A/2014/005037

Country of ref document: MX

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: A201405444

Country of ref document: UA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: A20140288

Country of ref document: BY

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14351938

Country of ref document: US

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112014009766

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112014009766

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20140424