DE3020806C2

DE3020806C2 - Verfahren und Vorrichtung zum einseitigen Tauchmetallisieren eines Stahlbandes

Info

Publication number: DE3020806C2
Application number: DE3020806A
Authority: DE
Inventors: Shuzo Fukuda; Yutaka Yokohama Kanagawa Ohkubo
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1979-06-01
Filing date: 1980-06-02
Publication date: 1983-11-03
Also published as: GB2051879A; FR2457909B1; AU539903B2; AU5888380A; DE3020806A1; BR8003447A; CA1152390A; FR2457909A1; GB2051879B; US4323604A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie um Vorrichtungen zum Durchführen dieses Verfahrens.

Insbesondere in der Automobilindustrie werden einseitig z. B. mit Zink beschichtete Stahlbleche benötigt, zu deren Herstellung unterschiedliche Verfahren bekannt sind wie z. B. das Abdeckmittel-Verfahren, das Meniskus-Verfahren oder eine Beschichtung durch einseitige Elektrolyse, einseitiges Schleifen oder Einwirkung von Ultraschall.

Bei dem erstgenannten Verfahren wird das Abdeckmittel, wie etwa Wasserglas, als Überzug auf die eine Seite des Stahlbandes aufgebracht, die andere Seite im Tauchbad metallisiert und dann das Abdeckmittel wieder abgebürstet. Dieses Verfahren ist jedoch schwierig durchzuführen und durch das Auftragen des Abdeckmittels und durch den Abbürstmcchanismus /u aufwendig.

Das aus der japanischen OlferilcLUingsschriii

52-1 34 826 bekannte Meniskus-Verfahren besteht darin, daß man eine Seite des Stahlbandes mit der Oberfläche des Schmelzbades in Berührung bringt und dabei die Oberflächenspannung ausnutzt Die praktische Durchführung dieses Verfahrens soll mit mehr oder weniger geringfügigen Änderungen bestehender Anlagen möglich sein, doch werden bei der einseitigen Beschichtung die das Band haltenden Rollen durch das flüssige Metall verschmutzt. Auch darf sich das Band nicht zu schnell bewegen. ίο

Beim einseitigen Elektrolyseverfahren bringt man durch Tauchmetallisierung unterschiedlich dicke Schichten auf. worauf man elektrolytisch die dünnere Schicht wieder abarbeitet. Dieses Verfahren ist an sich sinnvoll, erfordert jedoch aufwendige Anlagen.

Beim einseitigen Schleifverfahren beschichtet man beide Seiten nach einer üblichen Methode und entfernt dann auf mechanischem Wege die Beschichtung von der einen Seile mit in Reihe oder versetzt angeordneten Bürstenrollen. Es ergeben sich jedoch Nachteile wegen begrenzter Lebensdauer der Bürstenrolle oder verminderter Qualität der Piattenoberfläche nach der Bürstenbehandlung.

Die Beschichtung mit Ultraschall ist aus der japanischen Offenlegungsschrift 53-16 327 bekannt. Hierbei wird das Stahlband horizontal in einem Abstand von 2 bis 4 mm über der Oberfläche des zur Beschichtung dienenden Schmelzbades bewegt und durch Ultraschallschwingungen die Badoberfläche nach oben bis gegen die eine Seite des Bandes gezogen. Das Hochziehen der Flüssigkeitsoberfläche durch Uitraschall ist jedoch lediglich bis etwa 4 mm gewährleistet, während Formänderungen des sich bewegenden Bandes oder Vibrationen der Fertigungsstraße nicht berücksichtigt werden können.

Im Hinblick auf diese Umstände Findet ein Verfahren Beachtung, bei dem die Oberfläche des Schmelzbades durch Pumpen oder Düsen zu dem Stahlband hochgezogen wird. Bei einem aus der DE-OS 26 56 524 (vergleiche auch japanische Offenlegungsschrift 53-75 124) bekannten Verfahren zum einseitigen Feuerverzinken eines Stahlbandes verläuft das zuvor in einem Ofen erwärmte Band oberhalb des Schmelzbadspiegels durch einen mit Schutzgas gefüllten Raum, und die dem Schmelzbad zugekehrte Seite des Bandes wird dadurch kontinuierlich mit dem schmelzflüssigen Metal! in Berührung gebracht, daß eine Aufwölbung des Schmelzbadspiegels erzeugt und durch das darüber geführte Band zu einem Polster flachgedrückt wird, dessen Breite mindestens gleich der Bandbreite ist. Jedes Flächenele- so ment des Bandes steht 1 ois 5 Sekunden in Kontakt mit dem Stahlband. Die Aufwölbung erfolgt schwallartig mil Hilfe von Düsen. Pumpen und/oder Strömungsleitkörpern mit gerichteten Strömungskomponenten derart, daß u. a. die in Richtung der Bandränder weisenden Strömungskomponenten des schmelzflüssigen Metalls einem Überklettern der Bandränder entgegenwirken. Bei dem bekannten Verfahren beträgt die die Kontaktzeit und damit die Reaktionszeit zwischen dem Zink und dem Stahlband bestimmende Benetzungslänge des geschmolzenen Zinks auf dem Stahlband lediglich das 3- bis 5fache der Breite der Düse, beispielsweise etwa 30 bis 50 mm im Falle einer Düse mit einem Schlitz von 10 mm Breite. Will man also eine Reaktionszeit erzielen, die der einer konventionellen kontinuierlichen beidseitigen Verklinkung entspricht, so muß man entweder die Betriebsgeschwindigkeit extrem niedrig wählen oder in der Bewegungsrichtung eine größere Anzahl von Düsen anordnen. Die erstgenannte Maßnahme verringert die Produktion, während zu viele Düsen wegen der unverhältnismäßig großen Mengen auszustoßenden Zinks unwirtschaftlich sind und sich auch Wartungsprobleme ergeben. Außerdem war bisher ein relativ hoher Spritzdruck erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. Vorrichtungen zum Durchführen eines Verfahrens anzugeben, das eine sehr gleichmäßige Beschichtung ohne Gefahr einer Metallisierung der rückseitigen Bandränder bei hoher Betriebsgeschwindigkeit und mit geringem Verspritzungsaufwand ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 4 und 12 gelöst.

Erfindungsgemäß wird nicht die gesamte Schmeizbadoberfläche angehoben, sondern das Stahlband von unten gezielt in definierten Strömungsrichtungen mit Düsenstrahlen beaufschlagt, für die nur sehr geringe Mengen an schmelzflüssigem Metall mit relativ niedrigem Spritzdruck gefördert wp-den müssen. Bei dem hier beschriebenen Verfahren Können sich relativ lange Kontaktzeiten zwischen dem Stahrband und dem Beschichtungsmetall ergeben, so daß die Bandgeschwindigkeit entsprechend erhöht werden kann, ohne eine einwandfreie, genau auf die Unterseite des Bandes begrenzte Beschichtung zu gefährden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß kein Schutzgas erforderlich ist.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 im Grundriß die linke Hälfte eines Ausführungsbeispiels für eine Vorrichtung zur praktischen Durchführung des Verfahrens;

F i g. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1;

F i g. 3 einen Schnitt längs der Ebene A-A in F i g. 1;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Ebene B-B'in Fi s. 1;

F i g. 5 eine erläuternde Darstellung der Strömungsrichtungen des gespritzten schmelzflüssigen Beschichtun "^metalls nach der Erfindung:

F i g. 6 und 7 im Grundriß weitere Ausführungsformen von Düsen zur Verwendung im Pahmen der Erfindung;

F i g. 8 eine Skizze zur Erläuterung des Grundprinzips einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung:

F i g. 9 eine Gesamtskizze eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels:

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Bauteils der Vorrichtung nach F i g. 9:

Fig. 11 und 12 perspektivische Ansichten von Abwandlungsmöglichkeiten gegenüber Fig. 10;

Fi ? 13 einen Schnitt längs der Ebene C-C in Fig. 12.

Bei der Ausführungsform der Erfindung nach F i g. I bis 4 befindet sich >n einer Beschichtungsk?mmer < das Schmelzbad 2 mit einer ruhigen Oberfläche 2a. Ein Band 3 wandert horizontal mit Abstand über die ruhige Oberfläche 2a (die Wanderrichtung des Bandes kann in F i g. 1 nach unten ■ ,der nach oben verlaufen).

Innerhalb der Beschichtungskammer 1 ist eine Mitteldüse 4 angeordnet, die sich über die Breite des Bandes 3 erstreckt. Ferner sind Randdüren 6 vorgesehen, die sich entlang den Rändern des Bandes erstrecken. Die Mitteldüse 4 wird an ihrer Druckleitung 9 mit dem Metall des Schmdzbades 2 gespeist, und zwar durch eine Leitung 8 mittels einer Pumpe 7, die nahe einer Seitenwand der Beschichtungskammer 1 angeord-

net ist. Die Pumpe 7 weist gemäß F i g. 4 eine Mehrzahl von Saugöffnungen 10 auf, die im oberen Abschnitt in Umfangsrichtung angeordnet sind. Ein Flügelrad 11 wird von einem Motor 12 gedreht, um das Schmelzbad 2 durch die Saugöffnungen 10 anzuziehen, und das Metall 5 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 schmelzflüssigen Metall gespeist, und zwar durch eine Pumpe 14, die nahe der einen Seitenwand der Beschichtungskammer I angeordnet ist. Dieses Metall wird durch einen Schlitz 17 ausgespritzt. Die Pumpe 14 weist ähnlich wie die Pumpe 7 für die Mitteldüse im oberen Teil Saugöffnungen 18 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

4 η :. L

den tircücnabmaöcn der "ander ändern. Wcger. 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 15 (deren Mechanismus nicht im einzelnen dargestellt ist). Wenn beispielsweise gemäß Fig.! die Breite des Bandes 1270 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 Milteldüse 4 durch eine (nicht dargestellte) Abdeckung verschlossen werden.

Wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 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 Randes sicher zu stellen.

Eine solche Vorrichtung kennzeichnet «ich vor allen Dingen dadurch, daß die Randdüsen 6 und die Mitteldüse 4 mit ihren Druckleitungen mehr oder weniger oberhalb der ruhigen Oberfläche des Schmelzbades liegen. Demgegenüber liegt beim Stande der Technik die Mündung der Düse im wesentlichen unterhalb der Oberfläche: wenn unter diesen Bedingungen das flüssige Metall aus dem Aus'aß der Düse ausgespritzt wird, schwillt das Bad rund um den Düsenauslaß an. wobei eine begleitende Strömung hervorgerufen wird, deren zusätzlicher Widerstand durch entsprechend erhöhte Spritzkraft der Düse überwunden werden muß. Daher ragt erfindungsgemäß die Mündung Jjr Düse über die ruhige Oberfläche 2a des Schmelzbades hinaus.

Erfindungsgemäß ist es besonders vorteilhaft, daß die Enden oder Mündungen der Randdüsen 6 und der Mitteldüse 4 um !0 bis 30 mm oberhalb der ruhigen Oberfläche des Piattierungsbades liegen. Ein Grund hierfür besteht darin, daß 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 Beschichtung erfordert, fleckig macht. Ferner ist es vorteilhaft, daß der Abstand L-, 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 Berührungsbcrcich zwischen dem Bad und der Bandfläche zu groß; insbesondere das aus den Raiuldüsen 6 ausgespritzte Bad wandert auf die andere Bandfläche.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 beträgt der Abstand Li zwischen dem Schlitz 17 und einer Kante 23 des Bandes 3 etwa 30 mm. während sich das Band 3 mit einem Abstand L_t von ungefähr 50 mm oberhalb der ruhigen Oberfläche 2.1 bewegt.

Im folgenden soll auf ein mit der vorliegenden Vorrichtung durchführbares Beschichtungsverfahren Bezug genommen werden. Das Band 3, das nach Erwärmung und einer Reduktionsbehandlung in die mit dem Gas der Ofenaimosphäre gefüllte Beschichtungsvcrrichiung transportier*, wird, wanrjppt u⁰¹?¹* der Führung von horizontalen Rollen 25 horizontal über die ruhige Oberfläche 2a des Schmelzbades der Beschichtungskammer 1. Das Metall des Bades 2 wird von der Mitteldüse 4 und den Randdüsen 6 ausgespritzt. Das aus der Mitteldüse 4 austretende Metall trifft auf den Mittelteil des Bandes und strömt in dessen Längsrichtung. Das aus den Randdüsen 6 austretende Metall trifft auf die Ränder des Bandes 3 und strömt in BreiK ^richtung des Bandes, wie es in F i g. 5 gezeigt ist. Die nach außen strömende Flüssigkeit fällt parabelförmig in das Bad der Beschichtungskammer 1 zurück, wie es in den F i g. 3 und 4 dargestell· ist.

Ein Problem liegt hierbei in der Strömungsgeschwindigkeit zur Erzielung einer idealen Strömung. Wenn erfindungsgemäß die Randdüse 6 mit einem Abstand Li = 20 mm und L· = 30 mm angeordnet ist und die Ausströmgeschwindigkeit der Düse mehr als 1.2 m/s 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 Überklettern auf die andere Fläche kommt. Auch für die Mitteldüse 4 gilt, daß dann, wenn die Strömungsgeschwindigkeit bei einem Abstand Lt = 20 mm auf mehr als 1.2 m/s festgesetzt wird, eine gleichmäßige und haftende Beschichtung im Mittelbereich des Bandes 3 erzielt werden kann. Dementsprechend wird man die Schlitze der Düsen 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 Strömungsgeschwindigkeit zu erzielen. Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Randdüse 6 um das 1.5- bis 2.0fache schneller aL die der Mitteldüse 4 ist. um vollständig ein Hinüberwandern auf die nicht zu beschichtende Fläche zu vermeiden.

Wenn, wie es sich aus der nachfolgenden Tabelle 1 ergibt, die Strömungsgeschwindigkeit aus der Mitteldüse 4 \2 m/s beträgt und die Strömungsgeschwindigkeit der Randdüse 6 um das 1 jfache größer ist. so ergibt sich eine Verbesserung in der Gleichförmigkeit der Beschichtung und im Ansprechen auf Änderungen der Bandlauflinie. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit mehr als das doppelte derjenigen der Mitteldüse beträgt, so kommt es zu einer Verschmutzung der nicht zu beschichtenden Fläche und der Rollen. In Tabelle 1 handelt es sich unter Punkt b und Punkt c um Verschmutzungen durch Spritzer sowie unter Punkt d um Fehlstellen durch Schichtunterbrechungen und Oberhänge.

	Tabelle 1	30	X	20 806	2,0	8	3,0
7			1,0		@		©
		X		®		Δ
a. Gleichmäßigkeit der Schicht	©			2,4
b. Verschmutzungen auf der		1.2 1,1	O	©	Δ
nicht beschichteten Fläche	@	Δ ©		O
c. Verschmutzung«!! auf den		© @	©		©
Rollen	X			O
d. Ansprechen auf Ände		© O
rungen der Bandlauflinie				®
Dabei bedeutet:	RMddüse	Δ ©
x: Strömungsgeschwindigkeit der
y: Eigenschaften.
X: Schlecht.		(m/s).
Δ: Ziemlich schlecht.
O: Mittel.
13: Gut.

Das einseitig beschichtete Band wird am Ausgang der Vorrichtung hinsichtlich des Haftvermögens der Beschichtung kontrolliert und einer nachfolgenden Behandlungsstufe zugeführt.

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

Die Fig.6 und 7 zeigen weitere Ausführungsformen der Spritzdüsen nach der Erfindung. Die Düse gemäß

Tabelle 2

F i g. 6 ist T-förmig ausgebildet, wobei die Mitteldüse 4 mit der Randdüse 6 einstückig zusammenhängt. In F i g. 7 ist die gesamte Düse L-förmig ausgebildet. Bei diesen Ausführungsformen sind die rechten und linken Düsen in Breitenrichturig des Bandes bewegbar, wie es durch strichpunktierte Linien angedeutet ist (die

jo 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.

Vergleichsbeispiel

e f

Erfindung

S h

Gleichmäßigkeit der Schicht	Δ	O	©
Verschmutzungen auf der nicht	O	X	©
beschichteten Fläche
Verschmutzungen auf den Rollen	O	X	O
Ansprechen auf Änderungen der	X	O	©
Bandlauflinie

Die verwet Symbol« stimmea mit denen der Tabelle 1 oberem. Im übrigen be4e«H«t:

er. Verwendung von DGsen lediglich '» Breitenrichtung (Strömungsgeschwindigkeit 2,0 m/s). f. Verwendung von Dosen tauglich m Breitenrichtung (Str6aiuagsgescairMdigfceil 4,0 m/s). g: MttteMöse (S öingwteit 1,2 m/s).
*: Randdüsen (StränungsgescfcwMigkeit 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 demjenigen Fall ergibt, in dem die Spritzdüsen lediglich über der Breite des Bandes angeordnet sind, kann man erfindungsgemäß das Band gleichmäßig auf seiner gesamten einen Seite, insbesondere an seinen Rändern beschichten, und da das Schmelzbad nicht auf die beschichtungsfreie Fläche gelangt, werden dort keine Flecke erzeugt Außerdem besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit den Randwellen, zentralen Buckein oder der mittleren Welligkeit des Bandes zu folgen.

F i g. 8 dient zur Erläuterung des Grundprinzips einer

weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der ebenfalls das Band 3 horizontal über die Oberfläche 2a des Schmelzbades 2 wandert. Eine Düsen-Druckleitung

30 weist einen über die Breite des Bandes 3 verlaufenden Auslaßschlitz 31 auf. Dieser Auslaßschlitz

31 wird durch eine Düsenplatte 32 vorbestimmter Breite und Länge verlängert, die sich parallel zum Band 3 erstreckt ui J 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 üuseiiplatte 32 und dem Band. Letzteres wird somit exakt lediglich auf einer Seite beschichtet. 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 verlängert werden, indem man die der Düsenplatte 32 zugeführte Liefermenge über die an der Stelle »an abgegebene Menge hinaus erhöht. Auf diese Weise kann die Arbeitsgeschwindigkeit derjenigen beim beidseitigen Beschichten des Bandes entsprechen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, den Schlitzauslaß relativ zur Lieferrichtung zu neigen und am Auslaß gegenüber der Düsenplatte 32 eine Wehrplatte 33 anzubringen.

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

Die Fig.9 und 10 zeigen ein Beispiel für die Anwendung des oben erwähnten Prinzips auf das J5 kontinuierliche einseitige Zink-Tauchmetallisieren, wobei Fig.9 eine skizzierte Gesamtdarstellung und Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Vorrichtung beinhaltet. Die Zink-Beschichtungskammer 1 ist mit reduzierendem oder inertem Gas gefüllt und durch eine Haube 34 abgedeckt, unter der sie das Zink-Schmelzbad 2 cvhält. Das Band 3 tritt durch einen Einlaß 36 in die Haube 34 ein und wird durch horizontale Rollen 35 horizontal bezüglich der ruhigen Oberfläche la des Schmelzbades gehalten. Gas-Ab>treifdüsen 37 4i zum Steuern der Menge des Zinks auf dem Band sind an einem Auslaß 38 der H aube 34 vorgesehen.

Außerdem hat man eine Mitteldüse 39 und Randdü- *en 40 unterhalb eines horizontalen Abschnitts 3a des Bandes innerhalb der Zink-Beschichtungskammer 1 angeordnet. Wie in Fig. 10 im einzelnen gezeigt, verläuft die Mitteldüse 39 in Querrichtung unterhalb des Bandes 3. während die Randdüsen 40 an beiden Kanten des Bandes (Fig. 10 zeigt nur dessen eine Seite) angeordnet sind. Diese Mittel- und Randdüsen sind gemäß F i g. 10 im Prinzip gleich konstruiert, allerdings ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Düsenplatte 39a der Mitteldüse 39 in Bewegungsrichtung des Bandes verlängert, während eine Düsenplatte 40a der Randdüse 40 in Breitenrichtung des Bandes verlängert ist. Ferner ist der Auslaßschlitz 406 der Randdüse 40 um 45° gegen die Kante des Bandes geneigt. Der Abstand zwischen den Randdüsen liegt zwischen 50 mm und mindestens 550 mm für die geringste Breite des Bandes. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den b5 jeweiligen Düsenplatten 39a bzw. 40a und dem Band 3 etwa 10 bis 30 mm. Unter Berücksichtigung der Flatterbewegungen des laufenden Bandes gilt für diesen Abstand folgendes. Wenn er kleiner als 10 mm ist. so v/andert das Metall des Schmelzbades zur oberen Fläche des Bandes, und wenn er größer als 30 mm ist. so kommt es nicht zu einer gleichmäßigen Berührung des Metalls mit der Fläche des Bandes. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Düsenplatte 40a der Randdüse 40 mit einer Wehrplatte 41 versehen, um das geschmolzene Zink, das sonst in Bandbewegungsrichtung fließen würde, zwangsläufig in Kantenrichtung strömen zu lassen. Der Abstand zwischen der Wehrplatte 41 und dem Band 3 beträgt 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 40a direkt in das Schmelzbad 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.

Auf der Basis dieser Ausführungsbeispiele wurde unter den folgenden Bedingungen ein Versuch durchgeführt, der als Ergebnis eine gleichmäßige einseitige Beschichtung des Stahlbandes ohne Überklettern des Materials auf die obere unbeschichtete 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

Du: ;hflußmenge

Mitteldüse 10 mm x 500 mm 89 1 min
Randdüsen 10 mm x 1500 mm 266 l/min x 2

Die Breite der Beschichtung betrug 600 bis 1500 mm.

F i g. 11 zeigt eine Verbesserung der oben erwähnten Ausführungsform, wobei eine Düsenblende 42 verschieblich an jedem der Ränder des Auslaßschlitzes 396 der Mitteldüse 39 vorgesehen ist. Die Düsenblende 42 wird bei Änderungen der Bandbreiten automatisch in Querrichtung bewegt, um den Auslaßschlitz 39£> 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 in exakter Weise das Hinüberwandern des Materials trotz Veränderungen der Bandbreite, so daß man das einseitige Beschichten mit lediglich einer einzigen Mitteldüse durchführen kann.

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

Tabelle 4

Auslaßgröße

DurchfluSmenge Mitteldüse 10 mm x 1500 mm 266 l/min

Die Breite der Beschichtung betrug 600 bis 1500 mm. Fig. 12 zeigt eine Verbesserung der Ausführungsform nach Fig. II. wobei Randblenden 44 unter beiden Kanten des Bandes vorgesehen sind, um das geschmolzene Zink am Heiauslecken 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 dieses Ausführungsbeispiels sind einstückig mit den oben beschriebenen Düsenblenden 42 ausgebildet, und sie folgen automatisch den Änderungen der Bandbreite. F i f. 13 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie C-C in Fig. !2. und zwar hpsitzt die Querschnittsform der Randblende 44 eine Erhöhung in Richtung auf die , Bandkante, s,- daß der Strömungsweg lies Zinks zwischen dem Band 3 und der Randblende 44 eingeschnürt wird. Auf diese Weise wird die 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 L₁ von etwa 50 mm, wobei ihre maximale Höhe L-,, gemesse:. von der Düsenplatte 39;/ aus. bei etwa 5 mm liegt. Zwischen der Düsenplatte und dem Band herrscht ein Abstand L_n von etwa 10 mm. Die Benetzungslänge beträgt unter den

ίο gleichen Strömungsbedingungen wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. Il etwa das l.Sfache. und es ist eine Transportgeschwindigkeit möglich von bis zu 200 m/min.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen stellen

ii einige wenige Beispiele dar. So ist etwa die Düsenplatte nicht auf eine der beschriebenen Konstruktionen beschränkt. Auch kann man. sofern nur die Platte parallel /ur Fläche des Bandes verbleibt, die Einzelheiten der Mechanismen in Abhängigkeit von den Anforderungen ändern. Außerdem ist die Erfindung nicht nur anwendbar auf das kontinuierliche einseitige Tauchverzinken des Bandes 3. sondern ganz allgemein auf kontinuie.'liche einseitige Beschichtungen mittels geschmolzener Metalle.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen einseitigen Tauchmetallisieren eines Stahlbandes, bei dem das horizontal über die Schmelzbadeberfläche geführte Band auf seiner dem Bad zugekehrten Seite sowohl in Längsrichtung als auch zu den Rändern hin von flüssigem Metall angeströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Düsen austretenden Strahlen flüssigen Metalls, die von oberhalb der ruhigen Badoberfläche ausgehen, derart gegen das Band gerichtet werden, daß sich in dessen Randbereichen quer zum Band verlaufende Strömungen ergeben, während der Mittelbereich des Bandes in Längsrichtung angeströmt wird.

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

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Z dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Metall an den Bandränaern um das \5- bis, 2.0fache schneller strömt als im Mittelteil des Bandes.

4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Schmelzbad und einer Anordnung von insbesondere schlitzförmigen Düsen, aus denen das geschmolzene Metall zum Beschichten des Bandes austritt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mitieldüse (4; 39) längs der Breitenrichtung des Bandes (3) und ein Paar von Randdüsen (6; 40) in Längsrichtung des Bandes (3) an dessen ^eitenrändern angeordnet sind, und daß die Düsen (4, 6; 39, 40) mit ihren Mündungen oberhalb der ruhige« Ober.iäche (2a) des Schmelzbades (2) liegen.

5. Vorrichtung nach Anspru_.i 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Mitieldüse (39) und die Randdüsen (40) in einstückiger Ausbildung T-förmig angeordnet sind.

b. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Mitteldüsc (39) und die Randdüsen (40) in einstückiger Ausbildung L-förmig angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Randdüse (6) in Breitenrichtung des Bandes (3) verschiebbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6. dadurch gekennzeichnet, daß die T-förmigen oder L-förmigen Spritzdüsen (39, 40) rechtsseitig und linksseitig in Breitenrichtung des Bandes (3) angeordnet und in der Breitenrichtung verschiebbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (9, 30) der Mitteldüse (4, 39) sich im Durchmesser in Richtung auf die Mittellinie (22) des Bandes (3) verjüngt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9. dadurch gekennzeichnet, 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

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Düsen (4,6; 39,40) um 10 bis 30 mm über die ruhige Oberfläche (2a) des Schmelzbades (2) herausragen.

12. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 3 mit einem Schmelzbad und einer Anordnung von mindestens einer insbesondere schlitzförmigen Düse, aus der das geschmolzene Metall zum Beschichten des Bandes austritt, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Düse (39, 40) mit ihrer Mündung oberhalb der ruhigen Oberfläche (2a) des Schmelzbades (2) liegt, daß ein Abstand zwischen der Mündung der Düse (39,40) und dem horizontal über die Oberfläche des Schmeizbades (2) wandernden Band (3) eingestellt ist, und daß an der Düse (39,40) Platten (32; 39a, 40a; zur Führung des geschmolzenen Metalls auf dem Band (3) vorgesehen sind.

ίο

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch

gekennzeichnet, daß eine Mitteldüse (39) mit einer Düsenplatte (39a; versehen ist, die sich in Längsrichtung des Bandes (3) verlängert, während Randdüsen (40) Platten (40a; aufweisen, die sich nach außen in Breitenrichtung des Bandes verlängern.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (39) in Breitenrichtung des Bandes (3) angeordnet ist. daß eine sich in Längsrichtung des Bandes erstreckende Düsenplatte (39a; vorgesehen ist. und daß Düsenblenden (42) vorhanden sind, die in Breitenrichtung des Bandes (3) verschiebbar auf beiden Seiten des Düsenauslasses sitzen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Randblende (44), die sich in Längsrichtung des Bandrandes (23) erstreckt, einstückig mit dei Düsenblende (42) ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform der Randblende (44) zum Rand (23) des Bandes (3) hin erhöht ist und den Strömungsweg des geschmolzenen Metalls zwischen dem Band (3) und der Randblende (44) einschnürt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, gekennzeichnet durch eine Wehrplatte (43) an einer Kante der Düsenplatte (39a; in Strömungsrichtung des geschmolzenen Metalls.

18. Vorrichtung nach Anspruch 13. gekennzeichnet durch eine Wehrplatte (41* an einer ohne Auslaß geschlossenen Umfangskante der nach außen verlängerten Düsenplatte (40;»/.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand von 10 bis 30 mm zwischen dem Band (3) und der Platte (32, 39a. 40) vorhanden ist.