DE3020806A1

DE3020806A1 - Verfahren und vorrichtung zum einseitigen plattieren eines stahlbandes

Info

Publication number: DE3020806A1
Application number: DE19803020806
Authority: DE
Inventors: Shuzo Fukuda; Yutaka Ohkubo
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1979-06-01
Filing date: 1980-06-02
Publication date: 1980-12-04
Also published as: FR2457909B1; CA1152390A; AU5888380A; BR8003447A; US4323604A; GB2051879B; FR2457909A1; GB2051879A; DE3020806C2; AU539903B2

Description

Nippon Kokan Kabushiki Kaisha 10 824

Tokyo, Japan

Verfahren und Vorrichtung

zum einseitigen Plattieren

eines Stahlbandes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum exakten und gleichmäßigen einseitigen Plattieren eines Stahlbandes mit geschmolzenem Metall.

Von Industriezweigen, die mit der Automobilindustrie zusammenhängen, wurden in jüngster Zeit Stahlplatten verlangt, die lediglich auf ihrer einen Seite plattiert sind, nämlich sogenannte einseitig plattierte Stahlplatten, und es wurden viele Herstellungsverfahren für diese Fertigungstechnik vorgeschlagen. Typische Beispiele sind bekannt als Abplatzmittel-überzugsverfahren, Meniskusverfahren, einseitiges Elektrolyseverfahren, einseitiges Schleifverfahren oder Überschall-Plattierungsverfahren.

Das Abplatzmittel-Überzugsverfahren besteht darin, daß man das Abplatzmittel, wie etwa Wasserglas, als Überzug

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auf die eine Seite des Bandes aufbringt, daß man die andere Seite auf einer Tauchplattierungsstraße plattiert und daß man das Mittel abbürstet. Dieses Verfahren ist jedoch:" problematisch, da es das Auftragen des Abplatzmittels und den Abbürstmechanismus erfordert, wodurch sich:der Nutzeffekt vermindert, ganz abgesehen davon, daß die.Verfährensschritte kompliziert sind.

_:"-. Das.-Meniskusverfahren ist aus der japanischen Offenlegungsschrift 52-13 48 26 (offengelegt 1977) bekannt. Dabei, wird das Plattieren so durchgeführt, daß man eine Seite des Bandes mit der Oberfläche des geschmolzenen Metalls in Berührung bringt, wobei man Gebrauch von der Oberflächenspannung-macht. Es heißt, daß die praktische -Durchführung dieses Verfahrens möglich ist mit mehr oder weniger geringfügigen Änderungen bestehender Anlagen. Jedoch werden die Rollen, die das Band halten, gleichzeitig mit der \Plattierung der einen Seite durch die Plattierüngsflüssigkeit verschmutzt. Auch darf sich das Band .nicht zu schnell bewegen.

- - Beim .einseitigen Elektrolyseverfahren geht man so vor, daß man durch Tauehplattierung unterschiedlich dicke Plattier.ungsschichten aufbringt und auf elektrolytischem Wege die dünnere Plattierungssehicht abarbeitet. Dieses Verfahren ist sinnvoll, jedoch teuer, was die Herstellung

- der Anlagen anbelangt. . .

.. Beim -einseitigen Schleifverfahren plattiert man beide Seiten mit dem üblichen Verfahren und entfernt dann auf mechanischem Wege die plattierte Schicht von der einen Seite, wobei man' die Bürstenrolle in Reihe oder versetzt anordnet. Es ergeben sich jedoch Nachteile hinsichtlich der Lebensdauer der Bürstenrolle oder hinsichtlich ver-

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minderter Qualität der Plattenoberfläche nach der Bürstenbehandlung.

Das Überschall-Plattierungsverfahren ist aus der japanischen Offenlegungsschrift 53-16 327 (offengelegt 1978) bekannt. Hierbei wird das Band horizontal in einem Abstand von 2 bis 4 mm oberhalb der Oberfläche des Plattierungsbades bewegt, und die Überschallwelle wird an ihrer Spitze durch ein Überschallpendel mittels eines Armes oder Stabes erregt, der mit dem überschallpendel verbunden ist, welches fast die gleiche Fläche wie die ruhige Oberfläche des Tauch-Plattierungsbades aufweist, so daß die Spitze durch die Überschall-Vibration beeinflußt wird, um die Badoberfläche nach oben zu ziehen und die Plattierungsflussigkeit mit der einen Seite des Bandes in Berührung zu bringen. Das Hochziehen der Flüssikeitsoberfläche durch die Überschallwelle beträgt jedoch lediglich etwa 2 bis 4 mm und kann den Formänderungen des laufenden Bandes oder den Vibrationen in der Fertigungsstraße nicht Rechnung tragen.

Im Hinblick auf diese Umstände findet heutzutage ein Verfahren Beachtung,, welches die Oberfläche des Plattierungsbades durch Pumpen hochzieht, um die Fläche des Bandes zu berühren. Eines der Beispiele hierfür findet sich in der japanischen Offenlegungsschrift 53-75 124 (offengelegt 1978). Hierbei wird grundsätzlich die Badoberfläche in Form eines Bogens nach oben gewölbt, mit dem das wandernde Band mit seiner einen Seite in Berührung kommt. Jedoch ist es tatsächlich schwierig,: das Plattierungsbad in richtiger Weise mit den Rändern des Bandes in Berührung zu bringen, indem man die Badoberfläche lediglich in Querrichtung des Bandes zum Anschwellen bringt. Wie ferner in der selben Offenlegungsschrift beschrieben, wird das Schutzgas von oben her auf das Band aufgeblasen, um ein Wandern

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des Plattierungsbades zur anderen Fläche des Bandes an dessen Rändern zu verhindern. Die Kosten für die Anlagen und .deren Betrieb werden dementsprechend teuer.

■]--. Bei diesem. Verfahren bestimmt die Benetzungslänge des geschmolzenen Zinks auf dem.Band die Kontaktzeit zwischen dem Zink und dem Band. Diese Kontaktzeit spielt eine -wichtige-Rolle als Reaktionszeit beim Tauch-Zinkplattieren.

/ Bei dem bekannten-Verfahren jedoch beträgt die Benetzungslänge ,: die man mit einer Düse erzielt, lediglich das Dreibis Fünffache der Breite der Düse. Beispielsweise im Falle einer Düse mit einem Schlitz von 10 mm Breite liegt die Benetzungslänge lediglich bei etwa 30 bis 50 mm. Will man also eine Reaktionszeit erzielen, die der einer kontinuierlichen beidseitigen Zink-Plattierungsstraße entspricht, so muß man_entweder - die Straßengeschwindigkeit extrem niedrig wählen x>der eine Mehrzahl von Düsen in Bewegungsrichtung anordnen. Allerdings vermindert die erstgenannte Maßnahme die Produktionsrate,, während die letztgenannte Maßnahme die Menge des in unwirtschaftlicher Weise abgeblasenen Zinks beträchtlich .groß.werden läßt. Auch ergeben sich weitere Probleme im Zusammenhang mit der Wartung.

■- Die Erfindung-riehtet sich darauf, solche Nachteile des Standes, der Technik zu vermeiden.

Vor allen Dingen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gleichmäßige und schöne Plattierung auf einer Seite des Bandes herzustellen, ohne daß das geschmolzene Metall auf die andere Seite", die keine Plattierung benötigt, hinüber wandert. Ferner soll nach der Erfindung die Benetzungs-.-zeitverlängert werden, um eine längere Reaktionszeit für das Plattieren des geschmolzenen Metalls zu erzielen und die: Zuführl-eistung des geschmolzenen Metalls zu erhöhen.

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Auch zielt die Erfindung darauf ab, eine Anpassung an Änderungen in der Breite und in der Länge des Bandes zu ermöglichen, um eine exakte einseitige Plattierung hervorzurufen.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum kontinuierlichen einseitigen Tauch-Plattieren eines Stahlbandes, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Band horizontal über eine ruhige Oberfläche eines Plattierungsbades geführt wird, während letzteres gegen die eine Seite des Bandes gespritzt wird, und daß auf dieser einen Seite an deren Rändern eine Plattierungsströmung in Querrichtung des Bandes von den Rändern nach außen erzeugt wird und der Mittelteil mit Ausnahme der Ränder eine in Längsrichtung des Bandes verlaufende Plattierungsströmung erhält .

Ferner schafft die Erfindung eine Vorrichtung, .zum kontinuierlichen einseitigen Tauch-Plattieren eines Stahlbandes, die dadurch gekennzeichnet ist, daß innerhalb einer Plattierungskammer Spritzdüsen vorgesehen sind, daß die Spritzdüsen mit ihren Enden über die ruhige Oberfläche eines in der Plattierungskammer gehaltenen Plattierungsbades hinausragen und daß ein Abstand zwischen den Enden der Spritzdüsen und dem horizontal über die ruhige Oberfläche des Plattierungsbades wandernden Band eingestellt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenbang mit der beiliegenden Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 im Grundriß die linke Hälfte eines Ausführungs-

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beispiels für eine "Vorrichtung zur praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1; Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 1;

Fig. 5 eine erläuternde Darstellung der Strömungsrichtungen des gespritzten Plattierungsbades nach der Erfindung;

Fig. 6 und 7 im Grundriß weitere Ausführungsformen von Düsen zur Verwendung im Rahmen der Erfindung;

Fig. 8 . eine Skizze zur Erläuterung des Grundprinzips einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 9 - eine Gesamtskizze eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels;

- Fig.- 10 eine perspektivische Ansicht eines Bauteils der Vorrichtung nach Fig. 9;

Fig. 11 und 12 perspektivische Ansichten von Abwandlungsmöglichkeiten gegenüber Fig. 1.0;

Fig.. 13 einen Schnitt entlang der Linie C-C in Fig.

Tatsächliche Ausführungsformen der Erfindung sollen im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung beschrieben werden., Nach Fig. 1 bis 4 handelt es sich um eine Plattierungskammer I₅. in der sich ein Plattierungsbad 2 mit einer ruhigen Oberfläche 2a befindet. Ein Band 3 wandert horizon-

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tal mit Abstand über die ruhige Oberfläche 2a (die Wanderrichtung des Bandes kann in Fig. 1 nach unten oder nach oben verlaufen).

Innerhalb der Plattierungkammer 1 ist eine Mitteldüse 4 angeordnet, die sich über die Breite des Bandes 3 erstreckt. Ferner sind Randdüsen 6 vorgesehen, die sich entlang den Rändern des Bandes erstrecken. Die Mitteldüse 4 wird an ihrer Druckleitung 9 mit dem Plattierungsbad 2 gespeist, und zwar durch eine Leitung 8 mittels einer Pumpe 7, die nahe einer Seitenwand der Plattierungskammer 1 angeordnet ist. Die Pumpe 7 weist gemäß Fig. 4 eine Mehrzahl von Saugöffnungen 10 aufj die im oberen Abschnitt in Umfängsrichtung angeordnet sind. Ein Flügelrad 11 wird von einem Motor 12 gedreht, um das Plattierungsbad 2 durch die Saugöffnungen 10 anzuziehen, und dieses Bad wird über die Leitung 8 und: die Druckleitung 9 durch einen Schlitz 13 ausgespritzt. Die Randdüse 6 wird gemäß Fig. 3 an ihrer Druckleitung 16 über eine Leitung 15 mit dem Plattierungsbad 2 gespeist, und zwar durch eine Pumpe 14, die nahe der einen Seitenwand der Plattierungskammer 1 angeordnet ist. Dieses Bad wird durch einen Schlitz 17 ausgespritzt. Die Pumpe 14 weist ähnlich wie die Pumpe 7 für die Mitteldüse im oberen Teil Saugöffnungen l8 auf, und sie ist mit einem Flügelrad 20 versehen, welches von einem Motor 19 gedreht wird.

Es ist erforderlich, daß die Mitteldüse 4 und die Randdüsen 6 ihre Spritzpositionen in Abhängigkeit von den Breitenabmaßen der Bänder ändern. Wegen dieser tatsächlichen Forderung sind erfindungsgemäß die Randdüsen 6 in Breitenrichtung des Bandes bewegbar, und zwar gemeinsam mit der Pumpe 14 oder durch Ausfahren oder Einziehen der Leitung (deren Mechanismus nicht im einzelnen dargestellt ist). Wenn beispielsweise gemäß Fig. 1 die Breite des Bandes

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1 270 mm beträgt, werden die Randdüsen 6 in die mit durchgezogenen Linien gezeigte Position eingestellt, und wenn das Band 3a 920 mm breit ist, bewegt man die Düsen in die strichpunktiert gezeigte Lage. Im letztgenannten Fall kann ein Sonderabschnitt 21 des Schlitzes 13 der Mitteldüse 4 durch eine (nicht dargestellte) Abdeckung verschlossen werden.

Wie beim Ausführungsbeispiel nach Pig. I ersichtlich, vermindert sich die Druckleitung 9 der Mitteldüse 4 im Durchmesser in Richtung auf die Mittellinie 22, um einen gleichmäßigen Spritzdruck über der Breite des Bandes sicher zustellen.

Eine solche Vorrichtung kennzeichnet sich vor allen Dingen dadurch, daß die Randdüsen 6 und die Mitteldüse 4 mit ihren Druckleitungen mehr öder weniger oberhalb der ruhigen Oberfläche des Plattierungsbades liegen. Demgegenüber liegt beim Stande der Technik die Mündung der Düse im wesentlichen unterhalb der Oberfläche. Wenn unter diesen Bedingungen das Plattierungsbad aus dem Auslaß der Düse ausgespritzt wird, schwillt das Bad rund um den Düsenauslaß an, um eine sogenannte begleitende Strömung hervorzurufen. Auf diese Weise ergibt sich ein zusätzlicher Widerstand durch die begleitende Strömung, so daß die Spritzhöhe nicht in ausreichendem Umfang aufrechterhalten wird. Dementsprechend muß die Spritzkraft der Düse erhöht werden. Daher ragt erfindungsgemäß die Mündung der Düse über die ruhige Oberfläche 2a des Spritzbades hinaus.

Erfindungsgemäß ist es besonders vorteilhaft, daß die Enden oder Mündungen der Randdüsen 6 und der Mitteldüse um 10 bis 30 mm oberhalb der ruhigen Oberfläche des Plattierungsbades liegen. Ein Grund hierfür besteht darin, daß

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eine Höhe von weniger als 10 mm die erwähnte begleitende Strömung hervorruft, und daß eine Höhe von mehr als 30 mm Spritzer wegen des großen Gefälleunterschiedes hervorruft und die andere Seite des Bandes, die keine Plattierung erfordert, fleckig macht. Ferner ist es vorteilhaft, daß der Abstand L₁ zwischen der Fläche des Bandes 3 und den Druckleitungen der Düse 4 bzw. 6 bei 10 bis 30 mm liegt, da das Band 3 bei seiner Wanderbewegung normalerweise um etwa 5 mm flattert und der Abstand L. als untere Grenze mindestens 10 mm betragen muß, um Kratzer zu vermeiden, die dadurch entstehen, daß die Enden oder Mündungen der Druckleitungen der Düsen 4 und 6 das Band 3 berühren. Wenn jedoch der Abstand mehr als 30 mm beträgt, ist der Berührungsbereich zwischen dem Bad und der Bandfläche zu groß; insbesondere das aus den Randdüsen 6 ausgespritzte Bad wandert auf die andere Bandfläche.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 beträgt der Abstand L„ zwischen dem Schlitz 17 und einer Kante 23 des Bandes 3 etwa 30 mm, während sich das Band 3 mit einem Abstand L, von ungefähr 50 mm oberhalb der ruhigen Oberfläche 2a bewegt.

Im folgenden soll auf ein tatsächlich mit der vorliegenden Vorrichtung durchführbares Plattierungsverfahren Bezug genommen werden. Das Band 3₃ das ein Erwärmungs-Reduktions-verfahren durchlaufen hat und innerhalb einer mit atmosphärischem Gas gefüllten Plattierungsvorriehtung transportiert wird, wandert unter der Führung von horizontalen Rollen 25 horizontal über die ruhige Oberfläche 2a des Plattierungsbades der Plattierungskammer 1. Das Plattierungsbad 2 wird von der Mitteldüse 4 und den Randdüsen ausgespritzt. Das aus der Mitteldüse 4 austretende Bad trifft auf den Mittelteil des Bandes und strömt in dessen

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Längsrichtung./Das aus den Randdüsen 6 austretende Bad trifft auf die Ränder des Bandes 3 und strömt in Breitenrichtung des Barides, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Die nach außen strömende Flüssigkeit fällt parabelförmig in das. Bad der Plattierungskammer 1 zurück, wie es in den Figuren 3 und.4 dargestellt ist.

Ein Problem liegt hierbei in der Strömungsgeschwindigkeit zur Erzielung einer idealen Strömung. Wenn erfindungsgemäß die Randdüse 6 mit.. einem Abstand L- = 20 mm und L„ = 30. mm angeordnet ist und die Ausströmgeschwindigkeit der Düse mehr'als 1,2 m/sj. vorzugsweise mehr als 1,8 m/s beträgt, so kann das Bad 2 in zufriedenstellender Weise von der "-Kante 23 des Bandes abspritzen, ohne daß es zu einem Hinüberwandern auf die andere Fläche kommt. Auch für die Mitteldüse 4 gilt, daß dann, wenn die Strömungsgeschwindigkeit "bei einem Abstand L. = 20 mm auf mehr als 1,2 m/s festgesetzt wird, eine gleichmäßige und haftende Plattierung im Mittelbereich des Bandes 3 erzielt werden kann. Dementsprechend wird man die Schlitze der Düsesn 4 und 6, die-Druckleitungen 9 und 16 sowie die Pumpen 7 und 14 ihrer Größe nach in geeigneter Weise auslegen, um die oben erwähnte Ströhmungsgeschwindigkeit zu erzielen. Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Randdüse 6 um das 1,5 bis 2,0 fache schneller als die der Mitteldüse 4 ist, um vollständig ein Hinüberwandern auf die nicht zu plattierende Fläche zu vermeiden.

Wenn, wie es sieh aus der nachfolgenden Tabelle 1 ergibt, die Strömungsgeschwindigkeit aus der Mitteldüse 4 1,2 m/s beträgt und die Strömungsgeschwindigkeit der Randdüse 6 um das 1,5 fache größer ist, so ergibt sich eine Verbesserung in der Gleichförmigkeit, der plattierten Schicht und im Ansprechen auf Änderungen der Bandlauflinie. Wenn die Strö-

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mungsgeschwindigkeit mehr als das doppelte derjenigen der Mitteldüse beträgt, so kommt es zu einer Verschmutzung der nicht zu plattierenden Fläche und der Rollen. In Tabelle 1 handelt es sich unter* Punkt b und Punkt c um Verschmutzungen durch Spritzer sowie unter Punkt g um Fehlstellen durch Plattierungsunterbrechungen und überhänge.

Tabelle 1

I₃O 1,2 1,8 2₃0 2.3 4 3,0

a. Gleichmäßigkeit der plattierten Schicht

b. Verschmutzungen auf der nicht plattierten Fläche

c. Verschmutzungen auf den Rollen

d. Ansprechen auf Änderungen der Bandlauflinie

O Δ

(Q) Ό Ο O Λ

& Co)

Dabei bedeutet: x

y X A O

Strömungsgeschwindigkeit der Randdüse (m/s)

Eigenschaften

Schlecht

Ziemlich schlecht

Mittel

Gut

Das einseitig plattierte Band wird am Ausgang der Vor-

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richtung hinsichtlich der anhaftenden Plattierung gesteuert und einer nachfolgenden Behandlungsstufe zugeführt.

Zur Verbesserung der Durchführbarkeit des Verfahrens besteht gemäß Fig. 1 bis 4 erfindungsgemäß die Möglichkeit,
ein Becken 24 direkt unterhalb des horizontalen Abschnittes des Bandes in der Plattierungskammer 1 anzuordnen, wobei
das Plattierungsbad 2 der Kammer im Kreislauf in das Becken 24 gefördert wird und als Überlauf zurückkehrt. Auf diese
Weise wird der Abstand zwischen den Rollen und der ruhigen Oberfläche vergrößert, um eine Verschmutzung der Rollen zu vermeiden. " " .

Die Figuren 6 und 7 zeigen weitere Ausführungsformen der Plattierungsbad-Spritzdüsen nach der Erfindung. Die Düse gemäß Fig. 6 ist T-förmig ausgebildet, wobei die Mitteldüse 4 mit .-der ""Randdüse 6 einstückig zusammenhängt. In Fig. 7 ist
die gesamte Düse L-förmig ausgebildet. Bei diesen Ausführungsformen sind die rechten und linken Düsen in Breitenrichtung des Bandes bewegbar, wie es durch strichpunktierte Linien angedeutet ist (die Mechanismen sind nicht im einzelnen dargestellt).

Das vorliegende Ausführungsbeispiel verwendet Schlitzdüsen, jedoch können, was die Erzielung der vorbestimmten
Strömungsrichtung anbelangt, Düsen anderer Typen verwendet
werden. Auch kann die Randdüse 6 innerhalb der Wandkante angeordnet werden, wobei sie zur Außenseite hin gerichtet ist.

Die nachstehende Tabelle 2 zeigt Vergleiche zwischen der Erfindung gemäß den obigen Ausführungsformen und Vergleichsbeispielen.

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Tabelle 2

Vergleichsbeispiel Erfindung

Gleichmäßigkeit der plattierten Schicht

Verschmutzungen auf der nicht plattierten Fläche

Verschmutzungen auf den Rollen

Ansprechen auf Änderungen der Bandlauflinie

Die verwendeten Symbole stimmen mit denen der Tabelle 1 überein. Im übrigen bedeutet:

e : Verwendung von Düsen lediglich in Breitenrichtung (Strömungsgeschwindigkeit 4,0 m/s)

f : Verwendung von Düsen lediglich in Breitenrichtung (Strömungsgeschwindigkeit 4,0 m/s)

g : Mitteldüse (Strömungsgeschwindigkeit 1,2 m/s)

h : Randdüsen (Strömungsgeschwindigkeit 1,8 m/s).

Unter der Bezeichnung "Düse in Breitenrichtung" ist zu verstehen, daß die Düse mit einer Breite angeordnet wird, die der Breite des Bandes entspricht.

Wie es sich aus der obigen Tabelle im Vergleich zu dem-

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jenigen Fall ergibt, in dem die Spritzdüsen lediglich über der Breite des Bandes angeordnet sind, kann man erfindungsgemaß das Plattieren gleichmäßig auf der gesamten 'einen Seite des Bandes, insbesondere an dessen Rändern, ausführenj und da das Plattierungsbad nicht auf die plattierungsfreie Fläche gelangt, werden dort keine Fleeke erzeugt. Außerdem besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit, den Randwellen, den zentralen Buckeln oder der mittleren Wenigkeit des Bandes zu folgen.

Pi'g. B dient zur-Erleuterung des Grundprinzips einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der ebenfalls das Band 3 horizontal über die Oberfläche 2a des Plattierungsbades-2 wandert. Eine Düden-Druckleitung 30 weist einen ;über die Breite des Bandes 3 verlaufenden Aus-, laßschlitz 31; auf-. Dieser Auslaßschlitz 31 wird durch eine Düsenplatte 32 vorbestimmter Breite und Länge verlängert, die sich parallel zum Band 3 erstreckt und einen Abstand- zu dessen Unterfläche einhält.

Wenn das geschmolzene Metall, beispielsweise Zink, unter den obigen Bedingungen aus dem Auslaßschlitz 31 ausgespritzt wird, trifft es auf die Fläche des Bandes 3 und fließt zwischen der Düsenplatte 32 und dem Band. Letzteres wird somit exakt lediglich auf einer Seite plattiert. Bei ,dem bekannten Verfahren ohne die Düsenplatte 32 nimmt das ausgespritzte geschmolzene Metall den gestrichelt dargestellten Verlauf ,wobei die Benetzungslänge relativ kurz ist; Nach der"Erfindung hingegen unter Verwendung der Düsenplatte 32 kann die Benetzungslänge vollständig verlän-Vgert werden, indem man die der Düsenplatte 32 zugeführte Liefermenge_:über die an der Stelle "a" abgegebene Menge -hinaus erhöht. Auf diese Weise kann die Arbeits- oder Liniengeschwindigkeit derjenigen beim beidseitigen Plat-

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tieren des Bandes entsprechen. Beim vorliegenden Aus- . führungsbeispiel ist es vorteilhaft, den Schlitzauslaß relativ zur Lieferrichtung, zu neigen und am Auslaß gegenüber der Düsenplatte 2 eine Wehrplatte 33 anzubringen.

Die Düsen-Druckleitung 30 und die Düsenplatte 32 sind an den Bandrändern gegen diese gerichtet, so daß das geschmolzene Metall nicht auf diejenige Seite-des Bandes gelangt, die keine Plattierung benötigt.

Die Figuren 9 und 10 zeigen ein Beispiel für die Anwendung des oben erwähnten Prinzips auf das kontinuierliche einseitige Zink-Tauchplattieren, wobei Pig. 9 eine skizzierte Gesamtdarstellung und Fig. 10 eine perspektivische An- _; sieht eines Teils der Vorrichtung beinhaltet. Die Zink-Plattierungskammer 1 ist mit reduzierendem oder .inertem Gas gefüllt und durch eine Haube 34 abgedeckt, wobei sie das Zink-Plattierungsbad 2 enthält. Das Band 3 tritt durch einen Einlaß 36 in die Haube 34 ein und wird durch horizontale Rollen 35 horizontal bezüglich der ruhigen Oberfläche 2a des Zink--Plattierungsbades gehalten. Gas-Abstreifdüsen 37 zum Steuern der Menge des Zinks auf dem Band sind an einem Auslaß 38 der Haube 34 vorgesehen. .' - ■

Außerdem hat man eine Mitteldüse 39 und Randdüsen 40 unterhalb eines horizontalen Abschnitts 3a des Bandes innerhalb der Zink-Plattierungskammer 1 angeordnet. Wie in Fig. 10 im einzelnen gezeigt, verläuft die Mitteldüse 39 in Querrichtung unterhalb des Bandes 3₃ während die Randdüsen 40 an beiden Kanten des Bandes (Fig. 10 zeigt nur dessen eine Seite) angeordnet sind. Diese Mittel- und Randdüsen sind gemäß Fig. 10 im Prinzip gleich konstruiert, allerdings ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Düsenplatte 39a der Mitteldüse 39 in. Bewegungsrichtung des Bandes verlängert, während eine

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Düsenplatte 40a der Randdüse 40 in Breitenrichtung des Bandes verlängert ist. Ferner ist der Auslaßschlitz 40b der Randdüse 40 um 45° gegen die Kante des Bandes geneigt. Der Abstand zwischen den Ränddüsen liegt zwischen 50 mm und mindestens 550 mm für die geringste Breite des Bandes. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den jeweiligen Düsenplatten 39a bzw. 40a und dem Band 3 etwa 10 bis 30 mm* Unter Berücksichtigung der Platterbewegungen des laufenden Bandes gilt für diesen Abstand folgendes. Wenn er kleiner als 10 mm ist, so wandert das Plattierungsbad zur oberen Fläche des Bandes, und wenn er größer als 30 mm ist, so kommt es nicht zu einer gleichmäßigen Berührung des Plattierungsbades mit der Fläche des Bandes. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Düsenplatte 40a der Randdüse 40 mit einer Wehrplatte 4l versehen, um das geschmolzene Zink j das dabei ist, in Bandbewegungsrichtung zu fließen, zwangsläufig in Kantenrichtung strömen zu lassen. Der Abstand zwischen der Wehrplatte 41 und dem Band 3 beiträgt wegen des Flatterns vorzugsweise etwa 10 mm, jedoch kann das Band die Wehrplatte geringfügig berühren, sofern deren Eigenschaften nicht zu einer Verletzung des Bandes führen. Das flüssige Zink kann, wie üblich, von den Düsenplatten 39a und 4Oa direkt in das Plattierungsbad 2 zurückgelangen oder aber außerhalb der Düsenplatten erst einmal aufgefangen werden.

Im Falle der vorliegenden Ausführungsbeispiele fließt das geschmolzene Zink, das aus der Mitteldüse 39 ausgespritzt wird, zwischen der Unterfläche des Bandes 3 und der Düsenplatte 39a in Bandbewegungsrichtung, wobei es hauptsächlich den Mittelabschnitt der Unterfläche des Bandes berührt. Das aus den Randdüsen 40 austretende geschmolzene Zink berührt vor allen Dingen die Ränder des Bandes.

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Auf der Basis dieser Ausführungsbeispiele wurde unter den folgenden Bedingungen ein Versuch durchgeführt ₃ der als Ergebnis eine gleichmäßige einseitige Plattierung des Stahlbandes ohne Wanderung des Materials auf die obere nicht plattierte Fläche ergab. Der Arbeitsablauf konnte durchgeführt werden, ohne daß man die Stellungen der Düsen und die Liefermenge des geschmolzenen Metalls in Abhängigkeit von Änderungen der Bandbreite-variieren mußte. Die Arbeitsgeschwindigkeit bei diesem Versuch betrug 150 m/min.

Tabelle 3

Auslaßgröße Durchflußmenge

Mitteldüse 10mm χ 500mm 89 l/min

Randdüsen 10mm χ 1500mm 2.66 l/min χ

Die Breite der Plattierung betrug 6OO bis 1500 mm.

Fig. 11 zeigt eine Verbesserung der oben erwähnten Ausführungsfornij wobei eine Düsenblende 42 verschieblich an jedem der Ränder des AuslaßSchlitzes 39b der Mitteldüse vorgesehen ist. Die Düsenblende 42 wird bei Änderungen der Bandbreiten automatisch in Querrichtung bewegt, um den Auslaßschlitz 39b auf eine bestimmte Öffnungslänge einzustellen. Wehrplatten 43 sind an den in Strömungsrichtung gelegenen Außenkanten der Düsenplatte 39a angeordnet, um auf diese Weise die Strömung aus der Transportrichtung in die Breitenrichtung umzulenken.

Bei diesem Ausführungsbeispiel vermeiden die Düsenblenden

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in exakter Weise, das Hinüberwandern des Materials trotz Veränderungen der Bandbreite, so daß man das einseitige Plattieren mit. lediglich ^;einer einzigen Mitteldüse durchführen kann.. -. ..,.- ■..■"..-■ - - .

Mit dieser Ausführungsfarm wurde unter den nachstehend angegebenen Bedingungen ein Versuch durchgeführt, dessen Ergebnis dem des vorstehend erwähnten Versuchs entspricht.

- Tabelle-'. Ä■. ν . . . .

Auslaßgröße Durchflußmenge

Mitteldüse"-."";■" - 10mm χ 1500mm 266 l/min

Die Breite der Plattierung betrug 600 bis 1500 mm.

: Fig. 12 zeigt eine Verbesserung der Ausführungsform nach. Pig. H₃ wobei Randblenden. 44 unter beiden Kanten des. Bandes vorgesehen sind, um das geschmolzene Zink am Herauslecken an den Bandrändern zu hindern und es zwangsläufig in/Transportrichtung fließen zu lassen, und zwar mit dem Ziel, die. Benetzungslänge zu vergrößern. Die Randblenden 44 diese Ausführungsbeispiels sind einstückig mit den oben beschriebenen Düsenblenden 42 ausgebildet, und sie folgen automatisch- den. Änderungen der Bandbreite.

Fig. 13 zeigteinen Querschnitt entlang der Linie C-C in Fig. 12, und zwar besitzt die Querschnittsform der Randblende 44 eine Erhöhung in Richtung auf die Bandkante, so daß der Strömungsweg des Zinks zwischen dem Band 3 und der .Randblende 4.4 eingeschnürt wird. Auf diese Weise wird die

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Menge an ausfließendem Zink in weitem Umfang reduziert, so daß das Zink die Möglichkeit erhält, in wirksamer Weise zu der in Transportrichtung verlaufenden Strömung und auch zu der in Kantenrichtung verlaufenden Strömung beizutragen. . Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels "besitzt die Randblende 44 eine Breite Lu von etwa 50 mm, wobei ihre maximale Höhe L₁-, gemessen von der Düdenplatte 39a aus, bei etwa 5 mm liegt. Zwischen der Düsenplatte und dem Band herrscht ein Abstand L/- von etwa 10 mm. Die Benetzungslänge beträgt unter den gleichen Strömungsbedingungen wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 etwa das 1,5 fache, und es ist eine Transportgeschwindigkeit möglich von bis zu 200 m/min.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen stellen einige wenige Beispiele dar. So ist etwa die Düsenplatte nicht auf eine der beschriebenen Konstruktionen beschränkt. Auch kann man, sofern nur die Platte parallel zur Fläche des Bandes verbleibt, die Einzelheiten der Mechanismen in Abhängigkeit von den Anforderungen ändern. Außerdem ist die Erfindung nicht nur anwendbar auf die kontinuierliche einseitige Zink-Tauchplattierung des Bandes, sondern ganz allgemein auf kontinuierliche einseitige Plattierungen mittels geschmolzener Metalle.

Zusammenfassend schafft die Erfindung eine gleichmäßige Plattierungsbehandlung auf einer Seite eines Stahlbandes, wobei das Band horizontal über eine ruhige Oberfläche eines Plattierungsbades geführt wird, während man das Plattierungsbad gegen die eine Seite des Bandes spritzt, und wobei auf dieser einen Seite an deren Rändern eine zwangsläufige Plattierungsströmung in Querrichtung des Bandes von den Rändern nach außen hin erzeugt wird und der Rest mit Ausnahme der Ränder eine in Längsrichtung des Bandes verlaufende Plattierungsströmung erhält.

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Claims

Nippon Kokan Kabushiki Kaisha 10 824

Tokyo, Japan

Patentansprüche

·. Li Verfahren zum kontinuierlichen einseitigen Tauch-Plattieren eines Stahlbandes, dadurch gekennzeichnet, daß das Band horizontal über eine ruhige Oberfläche eines Plattierungsbades geführt wird, während letzteres gegen die eine Seite des Bandes gespritzt wird, und daß auf dieser einen Seite an deren Rändern eine zwangsläufige Plattierungsströmung in Querrichtung des Bandes von den Rändern nach außen hin erzeugt wird und der Mittelteil mit Ausnahme der Ränder eine in Längsrichtung des Bandes verlaufende Plattierungsströmung erhält.

2. Verfahren nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß das Plattierungsbad mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1,2 m/s strömt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattierungsbad an den Rändern um das 1,5 bis 2,0 fache schneller strömt als im

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ORIGINAL INSPECTED

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Mittelteil des Bandes.

4. Vorrichtung zum kontinuierlichen einseitigen Tauch-Plattieren eines Stahlbandes, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3j dadurch gekennz eichnet, daß innerhalb einer Plattierungskammer (1) Spritzdüsen (4, 6; 39j 40) vorgesehen sind, daß die Spritzdüsen mit ihren Enden über die ruhige Oberfläche (2a) eines in der Plattierungskammer gehaltenen Plattierungsbades (2) hinausragen und daß ein Abstand (L.) zwischen den Enden der Spritzdüse und dem horizontal über die ruhige Oberfläche des Plattierungsbades wandernden Band eingestellt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Spritzdüsen um eine Mitteldüse (4; 39), die in Breitenrichtung des Bandes (3) angeordnet ist, sowie um Randdüsen (6; 40) handelt, welche in Längsrichtung des Bandes verlaufen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitteldüse (39) und die Randdüsen (40) in eins'tückiger Ausbildung T-förmig angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitteldüse (39) und die Randdüsen (40) in einstückiger Ausbildung L-förmig angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Randdüse (6) in Brei-

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tenrichtung des Bandes (3) verschieblich ist.

-9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge k e η η ζ e i c h η e t, daß die T-förmigen oder L-formigen .Spritzdüsen (39, 40) rechtsseitig und linksseitig in; .Breitenrichtung des Bandes (3) angeordnet sowie in dieser Breitenrichtung verschiebbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9₃ dadurch g e k e η η ze i c h η e t, daß die Druckleitung (9; 30) der Mitteldüse (4; 39) sich im Durchmesser in Richtung auf die Mittellinie (22) des Bandes -(3) verjungt. ■■ .-" .

.11. - Vorrichtung- nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß der Abstand (L..) zwischen den Enden der Düsen (4,6; 39, 40) und der Fläche des Bandes- (3) bei 10 bis 30 mm liegt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch g e ."k e η η ζ e i c h η e t, daß die Enden der Düsen (4, 6; 39, 40) um 10 bis 30 mm über die stille Oberfläche (2a) des Plattierungsbades (2) herausragen.

13. Vorrichtung zum kontinuierlichen einseitigen Tauch-Plattieren eines Stahlbandes, insbesondere nach einem.der Ansprüche 4 bis 12 und/oder zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3₅ dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, daß innerhalb einer Plattierungskammer (1) Spritzdüsen (4, 6; 39_S 40) vorgesehen sind, daß die Spritzdüsen mit ihren Enden über die ruhige Oberfläche (2a) eines in der Plattierungskammer gehaltenen Plattierungsbades (2) hinausragen, daß zur Führung des Plattierungsbades langgestreck-

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te Platten (32; 39a, 4Oa) an den Spritzdüsen vorgesehen sind und daß ein Abstand (L.) zwischen den Enden der Spritzdüsen und dem horizontal über die ruhige Oberfläche des Bades wandernden Band eingestellt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e kennz eichnet, daß es sich bei den Spritzdüsen um Mitteldüsen (39) und Randdüsen (40) handelt, wobei die Mitteldüse mit einer Platte (39a) versehen ist, die sich in Längsrichtung des Bandes (3) verlängert, während die Randdüsen Platten (40a) aufweisen, die sich nach außen in Breitenrichtung des Bandes verlängern.

15· "Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzdüse (39) in Breitenrichtung des Bandes (3) angeordnet ist, daß eine sich in Längsrichtung des Bandes verlängernde Platte (39a) vorgesehen ist und daß Düsenblenden (42) vorhanden sind, die in Breitenrichtung des Bandes verschieblich auf beiden Seiten des Düsenauslasses sitzen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Randblende (44), die sich in Längsrichtung des Bandrandes (23) erstreckt, einstückig mit der Düsenblende (42) ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform der Randblende (44) zum Rand (23) des Bandes (3) hin höher ausgebildet ist, um den Strömungsweg des Plattierungsbades (2) zwischen dem Band und der Randblende einzuschnüren.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17,

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gekennzeichnet durch eine Wehrplatte (43) an einer Kante der Platte (39a) i-ⁿ Strömungsrichtung des Bades (2).

19. Vorrichtung nach Anspruch l4₃ gekennz e i c h n.e t durch eine Wehrplatte (4l) an einer keinen Auslaß aufweisenden Umfangskante der Platte (39a), die an der Randdüse (40) verlängert (40a) ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I3 bis 19, dadurch ge kenn ze i chn e t, daß ein Abstand von 10 bis 30 mm zwischen dem Band (3) und der Platte (32, 39a₃ 40a) vorhanden ist.

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