DE2656524C3 - Verfahren zum einseitigen Beschichten eines Metallbandes mit schmelzflüssigem Metall - Google Patents
Verfahren zum einseitigen Beschichten eines Metallbandes mit schmelzflüssigem MetallInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum einseitigen Beschichten eines Metallbandes mit schmelzflüssigem
Metall, insbesondere zum einseitigen Feuerverzinken eines Stahlbandes, bei dem das erwärmte Band oberhalb
des Schmelzbadspiegels durch einen mit Schutzgas gefüllten Raum verläuft, wobei die dem Schmelzbad
zugekehrte Seite des Metallbandes kontinuierlich mit dem schmelzflüssigen Metall in Berührung gebracht
wird.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (US-PS 28 788) wird das schmelzflüssige Metall mittels einer
mit ihrem Umfang teilweise in das Bad eintauchenden Schöpfrolle auf das über die Schöpfrolle laufende Band
übertragen. Die Dicke der auf das Band aufgetragenen Schicht kann mittels einer sich an der Schöpfrolle
abwälzenden Abstreifrolle eingestellt werden.
Mit einem solchen Verfahren ist es zwar möglich, die
gesamte Breite des Bandes einseitig zu beschichten, ohne daß schmelzflüssiges Metall auf die andere Seite
gelangt, doch kann nur relativ wenig schmelzflüssiges Metall pro Zeiteinheit auf das durchlaufende Band
aufgebracht werden. Die Auftragsmenge ist deshalb beschränkt, weil die Schöpfrolle die Bandoberfläche
jeweils nur mit einem geringen Teil ihres Umfanges und unter Druck berührt, so daß die für den Beschichtungsvorgang
zur Verfügung stehende Kontaktzeit, insbesondere bei hoher Banddurchlaufgeschwindigkeit, nicht zur
Ausbildung einer Zinkschicht der erforderlichen Dicke ausreicht und das schmelzflüssige Metall aus dem Spalt
zwischen Auftragswalze und Band verdrängt wird. Darüber hinaus läßt sich dieses Verfahren, wegen der
teilweise im Schmelzbad eintauchenden RoJen, die
Ό einem großen Verschleiß und einer erheblichen
Verschmutzung unterliegen, nicht im Dauerbetrieb störungsfrei durchführen.
Femer ist das einseitige Beschichten von Bändern oder Leiterplatten mit Hilfe eines Schwallstrahles
bekannt (GB-PS 1399 707; DE-AS 18 09 206). Hierbei strömt das schmelzflüssige Metall durch einen Führungskanal,
tritt an dessen Öffnung aus und strömt unter Bildung eines flachen Walls mit einem horizontalen
Rücken, dessen Länge dem zu beschichtenden Gegenstand angepaßt werden kann, ab. Mit diesem Wall wird
der zu beschichtende Gegenstand in Berührung gebracht Würde hierbei der Wall flachgedrückt,
bestünde die Gefahr, daß der laminar strömende Schwallstrahl die Bandränder überklettert und auf die
Bei einem anderen bekannten Verfahren (DE-PS 8 83 222) wird mitte.5 eines wechselnden elektromagnetischen
Feldes eine Aufwölbung aus dem Schmelzbadspiegel erzeugt, durch den Metallgegenstände, ζ. Β.
Rohre, hindurchgeführt werden. Dabei werden diese
Gegenstände allseitig beschichtet
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschichten eines Metallbandes mit
schmelzflflssigem Metall der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sich größere Beschichtungsdicken auf
der gesamten Breite des Metailbandes als bei gleichartigen Verfahren erzeugen lassen, ohne daß dabei
Beschichtungsmaterial auf die andere Seite gelangt Darüber hinaus soll das erfindunf^emäße Verfahren
einfach ausführbar und im Dauerbetrieb zuverlässig und störungsfrei sein.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Band mit einer an sich bekannten Aufwölbung des Schmelzbadspiegels,
die durch eine gegen den Schmelzbadspiegel gerichtete Strömung des schmelzflüssigen Metalls
erzeugt wird, in Berührung gebracht wird, und daß die Aufwölbung unter Ausbildung von zu den Bandrändern
hin gerichteten Strömungskomponenten des schmelzflüssigen Metalls zu einem Polster so flachgedrückt
Λ wird, daß dessen Breite mindestens gleich der
Bandbreite ist.
Durch das Flachdrücken der im ungestörten Zustand paraboloidförmigen Aufwölbung wird ein großflächiges
Polster erzeugt das einen für die erforderliche Dicke der Beschichtung ausreichend langen Kontakt mit der
zu beschichtenden Seite des Bandes aufrecht erhält und gewährleistet, daß das Polster sich über die gesamte
Breite des Bandes erstreckt und infolge der zu den Bandrändern hin gerichteten Strömungskomponenten
kein schmelzflüssiges Metall auf die andere, nicht /u beschichtende Seite des Bandes gelangt
Für die Erzeugung der Aufwölbung stehen verschiedene
an sich bekannte Möglichkeiten zur Verfügung. Eine erste Möglichkeit besteht darin, das schmelzfltissige
Bad mit einer von hochfrequentem Strom durchflossenen Spule iu umgeben. Infolge des hierdurch im Bad
induzierten Wirbelstromes und der damit verbundenen Magnetfelder wird an einer Stelle bzw. einem Bereich
des Schineizbadspiegels die Aufwölbung erzeugt An
Stelle dieser statischen Aufwölbung kann die Aufwölbung aber auch durch eine Strömung des Schmelzbades
hervorgerufen werden, die durch Düsen oder durch eine
Pumpe erzeugt wird. s
Die Strömung des schmelzflussigen Metalls gegen den Schmelzbadspiegel und die Umlenkung am Band
sind günstig hinsichtlich der Temperaturkonstanz und der Reinheit des Beschichtungsmaterials, da das
Beschiditungsn-sterial fortwährend aus den unteren
Schichten des Schmelzbades an die Oberfläche gefördert wird.
Die Wirkung der zu den Bandrändsm hin gerichteten
StrömuKigskomponenten des schmelzflüssigen Metalis
im Polster kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung ι s zusätzlich verstärkt werden, z.B. mit bekannten
mechanischen oder elektrischen Pumpen und/oder Strömungsleitkörpern.
Vorzugsweise wird das Band beim Beschichten unter Zugspannung gehalten und im wesentlichen parallel
zum Schmelzbadspiegel geführt. Auf diese Weise erhält man definierte Verhältnisse.
Ferner ist von Vorteil, wenn das Band auf Jer nicht
beschichteten Seite durch ein Gaspolster belastet wird, während es auf dem Polster aus schmelzflüssigem
Metall geführt wird. Hierdurch wird einem Ausbeulen des Bandes infolge des auf die Unterseite einwirkenden
Staudruckes des Polsters des schmelzflüssigen Metalls derart -entgegengewirkt, daß das Band im wesentlichen
eben, insbesondere waagerecht bleibt. Der Wirkungsbereich
des Polsters wird also nicht durch einseitiges Nachgeben des Bandes verändert
Die Strömung des schmelzflQssigen Metalls und die
Strömling zur Erzeugung des Gaspolsters können mit üblichen Mitteln geregelt werden, so daß ein einseitiges
Ausbeulen des Bandes oder ein periodisches Rattern des Bandes mit Sicherheit vermieden wird. Z. B. kann
das durchlaufende Band durch den Kontakt mit den beiden Polstern wie zwischen Federelementen eingespannt
und sein Lauf dadurch derart stabilisiert werden, daß ein geradliniger Bandlauf während der Beschichtung
erzielt wird. Da der Druck des Gaspolsters den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden kann, ist ein
guter Koniakt zwischen der zu beschichtenden Bandseite und dem schmelzflüssigen Metall erzielbar, so daß
Bcschichtungsfehler mit Sicherheit vermieden werden. Verunreinigungen der unbehandeltesi Bandseite durch
Spritzer von flüssigem Metall werden durch das Schui/gaspolster von der unbehandelten Seite ferngehalten.
Dieser Effekt wird insbesondere dann erreicht, so wenn das Gaspolster so ausgebildet wird, daß es die
Rander des Bandes übergreift. In diesem Fall wird schmelzflüwiges Metall, das trotz der zu den Bandrändern
hin gerichteten Strömungskomponenten noch die Tendenz hat, an den Bandrändern hochzuklettern,
heruntergedrückt. Aus diesem Grunde kommt es bei dieser Ausgestaltung der Erfindung nicht so sehr auf die
genaue Einstellung der Breite des Polsters aus schmelzflüssigem Metall an.
Die Dicke der auf das Band aufzubringenden Schicht des schmelzflüssigen Metalls hängt sowohl von der zum
Band hin geförderten Menge des schmelzflüssigen Metalls als auch von der Zeit ab, während der jedes
Flächenelement des Bandes mit dem schmelzflüssigen Metall in Kontakt steht Die Kontaktzeit läßt sich auf
einfache Weise dadurch einstellen, daß die Länge des Polsters aus schmelzflüssigem Metall in Bandlaufrichtung
eingestellt wird. Dj;.* Kontakt des durchlaufenden
Bandes mit dem schmelzflüssigen Metall soll vorzugsweise mindestens 0,5, insbesondere 1 bis 5 Sekunden
betragen.
Bei dem bekannten Verfahren zum einseitigen Beschichten eines Metallbandes mittels einer Schöpfrolle
läßt sich die Kontaktzeit jedes Flächenelementes des durchlaufenden Bandes mit dem schmelzflüssigen
Metall zwar ebenfalls innerhalb gewisser Grenzen einstellen, allerdings bei vorgegebenem Schöpfrollendurchmesser
nur über die Banddurchlaufgeschwindigkeit Eine Verminderung der Banddurchlaufgeschwindigkeit
zum Zwecke einer dickeren Beschichtung ist aber nicht vorteilhaft Demgegenüber kann über die
Wahl der Länge des Polsters aus schmelzflüssigem Metall beim erfindungsgemäßen Verfahren die für eine
bestimmte Bandqualität als vorteilhaft erkannte Kontaktzeit unabhängig von der Banddurchlaufgeschwindigkeit
eingestellt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die Möglichkeit die Kontaktzeit auf
einen Wert zwischen ein und fünf Sekunden einzustellen.
im folgenden wird die Erfindung; anhand einer zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung näher erläutert Im einzelnen
zeigt
F i g. 1 eine Beschichtungsstation im vertikalen Längsschnitt und
F i g. 2 einen Ausschnitt aus der Beschichtungsstation im Schnitt nach der Linie 1-1.
Ein gereinigtes und in einem Ofen erwärmtes Band 1 läuft durch den Auslauf 2 des Ofens über eine
Umlenkrolle 3 in eine Beschichtungsstation 4 ein, wo es mittels im Abstand voneinander angeordneten Rollen 5.
6 mit Abstand Ober den Badspiegel la eines Schmelzbades 7 aus schmelzflüssigem Metall geführt
wird. Der gesamte Raum über dem Schmelzbad ist mit einem Schutzgas gefüllt um eine Oxidation der
Bandoberfläche zu verhindern.
Von der Rolle 6 gelangt das Band 1 in einen Auslaufkanal 11, in dem es zunächst Abstreifdüsen 10
und dann eine Gasschleuse 12 passiert die verhindert, daß das Schutzgas aus der Beschichtungsstation 4
austritt Der Auslaufkanal U muß ausreichend lang sein, damit das Band beim Verlassen der Gasschleuse 12 auf
ca. 1000C abgekühlt ist da andernfalls eine Oxidation
der unbeschichteten Bandseile erfolgt. Um diese Abkühlung zu gewährleisten, können im Auslaufkanal
11 Kühlvorrichtungen vorgesehen sein.
Im Schmelzbad 7 ist eine mehrteilige Pumpe 8 vorgesehen, die eine nach oben etwa senkrecht zum
Schmelzbadspiegel la gerichtete Strömung erzeugt, die durch die Strömungspfeile angedeutet ist Diese
Strömung ruft eine Aufwölbung des Schmelzbadspiegels la hervor, die eine parabelförmige Gestalt
annehmen würde, wenn sie nicht durch das Metallband 1 zu dem aus der Zeichnung ersichtlicher. Polster Ib
flachgedrückt würde. Aus F i g. 1 und 2 ist ersichtlich, daß sich die Strömung an dem Metallband staut und
nach allen Seiten umgelenkt wird. Dabei nimmt das Polster eine Bre'.e ein, die mindestens gleich der
Bandbreite ist
Oberhalb des Bandes 1, zwischen den Rollen S, 6,
befindet sich ein mehrteiliger Blaskasten % aus dem in Richtung der Strömungspfeile Schutzgas austritt das
sich an der nicht zu beschichtenden Rückseite des Metallbandes 1 staue und hier ein Druckpolster bildet
Auf diese Weise wird das von der Unterseite mit dem Polster des schmelzflüssigen Metalls beaufschlagte
Band durch das Polster aus Schutzgas abgestützt und im wesentlichen waagerecht zum Schmelzbadspiegel Ta
gehalten.
Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß das Schutzgas zu den Seitenrändern umgelenkt wird und dabei das über die
Seitenränder aus dem Polster des schmelzflüssigen Metalls abfließende Metall nach unten drückt, so daß es
an den Seitenrändern nicht hochsteigen kann.
dem Metallband 1 zu verlängern, können neben dem in F i g. I in Funktion befindlichen Mittelteil der Pumpe 8
auch der eine oder beide anderen Teile in Funktion gesetzt werden, so daß sich die Strömung des
schmelzflüssigen Metalls nach oben verlängert. Zum Druckausgleich des auf diese Weise vergrößerten
Polsters aus schmelzflüssigem Metall können auch die übrigen Teile des mehrteiligen Blaskastens 9 in
Funktion gesetzt werden.
Claims (6)
1. Verfahren zum einseitigen Beschichten eines Metallbandes mit schmelzflüssigem Metall insbesondere
zum einseitigen Feuerverzinken eines Stahlbandes, bei dem das erwärmte Band oberhalb
des Schmelzbadspiegels durch einen mit Schutzgas gefüllten Raum verläuft, wobei die dem Schmelzbad
zugekehrte Seite des Metallbandes kontinuierlich mit dem schmelzflüssigen Metall in Berührung
gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Band mit einer an sich bekannten
Aufwölbung des Schmelzbadspiegels, die durch eine gegen den Schmelzbadspiegel gerichtete Strömung
des schmelzflüssigen Metalls erzeugt wird, in Berührung gebracht wird, und daß die Aufwölbung
unter Ausbildung von zu den Bandrändern hin gerichteten Strömungskomponenten des schmelzflüssigen
Metalls zu einem Polster so flachgedrückt wird, daß dessen Breite mindestens gleich der
Bandbreite ist
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Band unter Zugspannung parallel zum Schmelzbadspiegel geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Bandrändern hin
gerichteten Strömungskomponenten des schmelzflüssigen Metalls im Polster verstärkt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß das Band auf der nicht
zu beschichtenden Seite durch ein Gaspolster belastet wird, während es auf dem Polster aus
schmelzflüssigem Metall geführt wird.
5. Verfahren »ach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gaspolster so ausgebildet wird, daß es die Ränder des Bandes abergreif L
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt des
durchlaufenden Bandes mit schmelzflüssigem Metall mindestens 0,5, insbesondere 1 bis 5 Sekunden
gehalten wird.
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ID=5995459
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