Vorrichtung zum kontinuierlichen Tauchverzinken von metallischem Draht oder Band

Abstract

 Das mit Zink zu beschichtende Gut 3 durchquert das Bad 2 aus Zinkschmelze in einer Wanne 1 und wird in diesem Bad durch einen Umlenkkörper 5 eingetaucht gehalten, hinter dem das Gut die Wanne 1 vertikal verläßt.
Der Umlenkkörper 5 besteht aus einem bezüglich der Längserstreckung der Wanne 1 in Querrichtung durchlaufenden Körper.
Der Umlenkkörper 5 besteht aus hitzefestem Material, das bei Temperaturen von wenigstens der Größenordnung 450° C bis 500° C beständig ist, Zinkschmelze abweisende Eigenschaften hat und korrosionsbeständig gegen Zinkschmelze ist. Er hat im Querschnitt eine etwa birnenförmige Form, deren oberes Ende so ausgebildet ist, daß es mittels einer Schwalbenschwanzverbindung an einer Halteklemme 8 befestigt werden kann. Diese ist ihrerseits bezüglich einer Trägertraverse verschiebbar, die um eine horizontale Achse 19 schwenkbar ist.
Der untere Teil des Umlenkkörpers 5, der in das Bad 2 eintaucht, hat ein Querschnittsprofil, das aus konzentrischen, gekrümmten Führungsflächen 6 und dazwischenliegenden Längsrillen 7 zusammengesetzt ist, welche sich über die gesamte Länge des Umlenkkörpers 5 erstrecken.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Verzinken, insbesondere Starkverzinken von metallischem Draht, Band oder ähnlichem Gut in einem Tauchbad aus Zinkschmelze.

[0002] Eine derartige Verzinkung wird im allgemeinen so vorgenommen, daß das zu verzinkende, fortlaufende Gut in dem Bad um eine Rolle herumgeführt wird, worauf das Gut dann hinter dieser Rolle vertikal nach oben das Bad verläßt.

[0003] Diese Rolle ist normalerweise aus besonders reinem Armco- oder S.M.-Stahl hergestellt und hat Drehzapfen, die in Graphithülsen gelagert sind. Sowohl die Rolle als auch die Lagerhülsen sind in der Zinkschmelze einer raschen Korrosion unterworfen, die durch die Rotationsbewegung der Rolle in dem Zinkbad noch begünstigt wird. Die Korrosion und die dadurch bedingten Verschleißerscheinungen rufen Schwingungen hervor, die sich auf das zu behandelnde Gut übertragen und die Gleichförmigkeit des Überzugs sowie die glatte Oberfläche nachteilig beeinflussen.

[0004] Die aufgrund der Rotation der Rolle hervorgerufene Bewegung der flüssigen Zinkmasse erlaubt es nicht, das zu verzinkende Gut bei erhöhter Geschwindigkeit vorwärts zu bewegen und die Vorrichtung dadurch rentabler arbeiten zu lassen, ohne dabei eine konstante Schichtdicke und eine glatte Oberfläche des verzinkten Gutes zu beeinträchtigen.

[0005] Die bekannte Vorrichtung erlaubt es ferner nicht, gleichzeitig Drähte unterschiedlicher Durchmesser zu behandeln, welche für eine Verzinkung mit untereinander gleichbleibenden Eigenschaften eine unterschiedliche Durchlaufgeschwindigkeit haben müßten. Außerdem ist es nicht möglich, gleichzeitig Drähte einer Starkverzinkung und einer Leichtverzinkung zu unterwerfen, denn zur Starkverzinkung muß das Gut eine geringere Durchlaufgeschwindigkeit haben als bei einer Leichtverzinkung.

[0006] Bedingt durch den Verschleiß an den beweglichen Teilen muß die Vorrichtung häufig stillgelegt werden, um Reparatur- und Wartungsarbeiten durchzuführen. Schließlich ist es bei der bekannten Vorrichtung nicht möglich, die Forderung, der mit dem behandelten Gut zusammenwirkenden Oberfläche des Umlenkelementes eine optimale Krümmung zu verleihen, mit der Forderung in Einklang zu bringen, das Gut nicht zu tief in das Bad einzutauchen, damit das Gut mit der reinsten Schicht der Zinkschmelze in Kontakt kommt, um eine Beschichtung höchster Qualität zu erzielen.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der angegebenen Gattung so auszubilden, daß die erwähnten Nachteile vermieden werden und den Umlenkkörper so zu gestalten, daß sich auf dem zu verzinkenden Gut eine gleichförmige und sehr glatte Beschichtung ausbildet, wobei das Gut auch mit erhöhter Geschwindigkeit durch die Schichten des Tauchbades laufen kann, in denen die Zinkschmelze am reinsten ist. Dabei soll es möglich sein, gleichzeitig mehrere Materialien unterschiedlicher Dicke oder Durchmesser zu behandeln. Weiter soll verhindert werden, daß die Zinkschmelze korrodierend auf den Umlenkkörper einwirkt, so daß die Notwendigkeit zu Wartungs- und Reparaturarbeiten an der Vorrichtung auf ein Minimum verringert wird und an dem durchlaufenden Gut keine Schwingungen auftreten.

[0008] Bei der gattungsgemäßen Vorrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Umlenkkörper stationär ist und eine Reihe von voneinander getrennnten Führungsflächen aufweist, die gemeinsam die Bewegungsbahn des Gutes in dem Bad bestimmen.

[0009] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Umlenkkörper aus hitzefestem Material besteht, das widerstandsfähig gegen Eintauchen in die Zinkschmelze ist, bei Temperaturen von mindestens der Größenordnung 450° C bis 500°C beständig ist, Zinkschmelze abweisende Eigenschaften hat und korrosionsbeständig gegen Zinkschmelze ist.

[0010] In Weiterbildung der Erfindung hat der Umlenkkörper eine bezüglich der Längserstreckung einer das Bad enthaltenden-Wanne in Querrichtung durchlaufende Form und weist auf dem Teil, der in das Bad eintaucht, eine Reihe von zueinander koaxialen, gekrümmten Führungsflächen auf, deren konvexer Bereich zur Außenseite des Umlenkkörpers gerichtet ist und die voneinander durch Längsrillen getrennt sind.

[0011] Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der aus dem Bad herausragende Teil des Umlenkkörpers an seinem freien Ende einen solchen Querschnitt aufweist, daß eine Schwalbenschwanzverbindung mit einer Halteklemme möglich ist, die ihrerseits einstellbar an einer Trägertraverse befestigt werden kann, welche um eine horizontale Achse schwenkbar ist.

[0012] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist.

[0013] Es zeigen:

Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung zur Starkverzinkung von fortlaufendem Gut in einem Tauchbad aus Zinkschmelze,

Figur 2 in vergrößertem Maßstab eine perspektivische Ansicht des Umlenkkörpers,

Figur 3 einen Querschnitt des in Figur 2 gezeigten Umlenkkörpers mit der diesen haltenden Trägertraverse und

Figur 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des in Figur 3 gezeigten Umlenkkörpers mit Trägertraverse.

[0014] Figur 1 zeigt schematisch eine Wanne 1 mit einem Bad 2 aus Zinkschmelze, durch das eineMehrzahl von zueinander parallelen Drähten 3 aus Eisen hindurchläuft. Der Eintrittswinkel der Drähte 3 in das Bad 2, den diese mit der Flüssigkeitsoberfläche bilden, ist ein spitzer Winkel. Wenn die Drähte 3 eine gewisse Tiefe in dem^-Bad 2 erreicht haben, werden sie so nach oben umgelenkt, daß sie fast vertikal verlaufen und das Bad 2 durch eine Schicht 4 aus pulverförmiger Kohle verlassen. Die Umlenkung der Drähte 3 erfolgt durch einen Umlenkkörper 5, der in das Bad 2 eintaucht und entweder einstückig oder aus zwei oder mehreren Elementen zusammengesetzt sein kann. Er besteht aus keramischem Material, das bei Temperaturen der Größenordnung von wenigstens 450° C bis 500° C beständig ist, Zinkschmelze abweisende Eigenschaften hat und korrosionsbeständig gegen Zinkschmelze ist.

[0015] Ein Werkstoff, der diese Eigenschaften aufweist, ist beispielsweise das von der italienischen Firma SIRMA S.p.A. in Sassuolo, Provinz Modena unter der Bezeichnung CARBAL 130 vertriebene Material.

[0016] Der Umlenkkörper 5 erstreckt sich bezüglich der Längsrichtung der Wanne 1 quer zu dieser und taucht teilweise in das Bad 2 ein.

[0017] Der Teil, der in das Bad 2 eintaucht, hat eine Reihe von zueinander koaxialen, gekrümmten Führungsflächen 6, deren konvexer Bereich zur Außenseite des Umlenkkörpers 5 weist und die voneinander durch Längsrillen 7 getrennt sind. Das Profil der Längsrillen 7 ist so mit dem Profil der Führungsflächen 6 verbunden, daß sich keine scharfen Kanten ergeben.

[0018] Der aus dem Bad 2 herausragende Teil des Umlenkkörpers 5 ist an seinem freien Ende so ausgebildet, daß er mittels Schwalbenschwanzverbindung an einer Halteklemme 8 befestigt werden kann, die in den Figuren 2 bis 4 näher dargestellt ist. Diese Halteklemme 8 ist aus zwei im Querschnitt C-förmigen Profilteilen 9 und 10 zusammengesetzt, welche sich quer zu der Wanne 1 erstrecken. Sie sind miteinander so verschweißt, daß sich ein kastenförmiger Körper ergibt. An einer der Vertikalseiten dieses Körpers ist eine Reihe von Laschen 11 befestigt, die mit Zungen 12 versehen sind, welche zur in Längsrichtung verlaufenden Symmetrieebene des Elementes hin abgewinkelt sind. An der anderen Vertikalwand dieses kastenförmigen Elementes sind ähnliche Laschen 13 befestigt, die ebenfalls mit Zungen 14 versehen sind, welche zu der ^ge-nannten Symmetrieebene hin abgebogen sind. Die Laschen 13 haben an der Oberseite Flansche, die an Längsrändern 15 anliegen, welche von einer Seite des C-förmigen Profilteils 10 abstehen; auf diese Weise wird die genaue Befestigung der Laschen 13 an den vorbestimmten Stellen durch-Schrauben an dem kastenförmigen Element 9, 10 erleichtert. Dieses kastenförmige Element hat außerdem an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils eine seitliche Halteplatte 16 bzw. 17, von denen die Halteplatte 16 an einem Ende des kastenförmigen Körpers angeschweißt ist, während die andere Halteplatte 17 ähnlich wie die Laschen 13 am anderen Ende befestigt ist. Das der Halteplatte 16 gegenüberliegende Ende des kastenförmigen Elementes 9, 10 wird durch eine Platte 17' geschlossen, von welcher ein Rand 15' absteht, der die Halteplatte 17 auf einer vorbestimmten Höhe hält.

[0019] Zur Befestigung des Umlenkkörpers 5 an der Halteklemme 8 werden die Halteplatte 17 und die abnehmbaren Laschen 13 von dem kastenförmigen Element 9, 10 entfernt, worauf der obere Teil des Umlenkkörpers 5, der im Querschnitt das Profil eines gleichseitigen, umgedrehten Trapezes hat; so in die Halteklemme 8 eingeschoben wird, daß eine schräge Seite dieses Trapezes an den abgewinkelten Zungen 12 der Lasche 11 anliegt; dann kann der Umlenkkörper 5 durch die Laschen 13 und die Halteplatte 17 in der erreichten Stellung fixiert werden.

[0020] Diese Befestigung des Umlenkkörpers 5 erfolgt in derselben Weise, wenn er aus einer Mehrzahl von Elementen zusammengesetzt ist, deren Querschnitt identisch ist und die hintereinander fluchtend angeordnet sind.

[0021] Der obere Teil der Halteklemme 8 ist an einer darüber angeordneten Trägertraverse 18 befestigt, die eine Höhenverstellung der Halteklemme 8 und damit des Umlenkkörpers 5 gestattet.

[0022] Die Trägertraverse 18 ist ihrerseits in der Vorrichtung durch bekannte und nicht gezeigte Mittel so gelagert, daß sie um eine horizontale Achse 19 geschwenkt werden kann, um dann in einer gewünschten Winkelstellung blo_k- kiert zu werden.

[0023] Damit ergibt sich die Möglichkeit, die Neigung der in Längsrichtung verlaufenden Mittelebene des Umlenkkörpers 5, zu der der aus dem Bad 2 ragende Teil des Umlenkkörpers symmetrisch und der durch die gekrümmten Führungsflächen 6 gebildete, untere Teil des Umlenkkörpers 5 leicht asymmetrisch ist, zu verstellen. An diesen Führungsflächen 6 wird während des Verzinkens das zu behandelnde Gut entlanggeführt.

[0024] Während des Verzinkens werden die Drähte 3 od. dgl., die von vorgeschalteten Behandlungsstationen kommen, beispielsweise von einer Sendzimir-Behandlung, durch den Umlenkkörper 5 in dem Bad 2 eingetaucht gehalten. Da die gekrümmten Führungsflächen 6 durch Längsrillen 7 voneinander getrennt sind, gleiten die Drähte 3 auf diesen voneinander getrennten Führungsflächen 6, ohne daß sich Reibung, Schwingungen oder Verschleiß ergeben.

[0025] Die an den Drähten 3 anhaftende Zinkschmelze wirkt als Schmiermittel, das die Reibung zwischen den Drähten und den Berührungszonen mit dem Umlenkkörper 5 praktisch eliminiert.

[0026] Zwar besteht aufgrund des Berührungsdruckes zwischen den Drähten 3 und den Führungsflächen 6 die Gefahr, daß die an den Drähten 3 anhaftende Zinkschmelze wieder abgestreift wird, aber die Länge der Berührungszonen zwischen den Führungsflächen 6 und den Drähten 3 ist so gewählt, daß die Drähte, bevor die als Schmiermittel wirkende Zinkschmelze wieder völlig von den Drähten abgestreift wird, mit ihrer ganzen Oberfläche im Bereich der Längsrillen 7 wieder mit der Zinkschmelze im Bad 2 in Berührung kommen.

[0027] Auf diese Weise werden die Zinkschichten, die an den Berührungszonen zwischen den Drähten und den Führungsflächen 6 als Schmiermittel wirken, sofort wieder regeneriert.

[0028] Damit gleiten die Drähte 3 ohne Schwingungen und Vibrationen an den gekrümmten Führungsflächen 6 des Umlenkkörpers 5 entlang, der dafür sorgt, daß die Drähte im Bad 2 eingetaucht bleiben, ohne daß dabei durch Abrieb ein Verschleiß entsteht, weil die Zinkschicht, die als Schmiermittel dient, Reibungserscheinungen aufgrund der Berührung zwischen den Drähten und den Führungsflächen 6 des Umlenkkörpers 5 verhindert. Die Drähte 3 verlassen den Umlenkkörper 5 hinter der letzten Berührungszone mit diesem in i. w. vertikaler Richtung, bis sie über die Schicht 4 an der 0berfläche des Bades 2 aus diesem heraustreten.

[0029] Bei der praktischen Ausführung der Erfindung wurde festgestellt, daß ein Umlenkkörper 5 mit den erfindungsgemäßen Eigenschaften gut zehn Monate hintereinander zum Starkverzinken von Eisendraht mit einem Durchmesser zwischen 1,8 mm bis 5,4 mm eingesetzt werden kann, ohne dabei jemals aus dem Zinkbad einer Anlage zur gleichzeitigen Starkverzinkung von achtundzwanzig Drähten herausgenommen werden zu müssen.

[0030] Eine Kontrolle nach dieser Einsatzdauer hat keinerlei Verschleißerscheinungen am Umlenkkörper 5 gezeigt.

[0031] Bezüglich herkömmlicher Vorrichtungen zur Starkverzinkung, die mit Umlenkrollen oder Umlenkzylindern ausgerüstet sind, hat sich die Vorrichtung gemäß der Erfindung als sehr wirtschaftlich erwiesen, weil die Kosten für Reparatur- und Wartungsarbeiten und die durch den Produktionsausfall aufgrund längerer Stillstandszeiten der Vorrichtung verursachten Kosten praktisch völlig eliminiert werden können.

[0032] Darüber hinaus wurde eine merkliche Verbesserung der Qualität der Drahtbeschichtung bezüglich der in einer herkömmlichen Anlage behandelten Drähte festgestellt.

[0033] Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind selbstverständlich zahlreiche Varianten möglich, ohne dabei den Erfindungsgedanken zu verlassen. So kann beispielsweise der Umlenkkörper aus einem in Längsrichtung geteilten Körper oder sogar aus einer Mehrzahl von einzelnen Führungselementen bestehen, die stationär und starr sind. Diese Elemente können aus rohrförmigen oder anderen Stangen bestehen, die untereinander parallel sind, Abstände zueinander aufweisen und von den gegenüberliegenden Wänden der Wanne oder anderen Mitteln so gehalten werden, daß das zu verzinkende Gut auf der gewünschten Bahn durch das Bad läuft und dabei abwechselnd mit den Führungsflächen der Stangen und dazwischen mit der Zinkschmelze in Berührung kommt.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Verzinken von metallischem Draht, Band od. dgl. in einem Tauchbad aus Zinkschmelze, in das ein Umlenkkörper eingetaucht ist, an dem das zu verzinkende Gut entlanggeführt und i. w. vertikal nach oben umgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet , daß der Umlenkkörper (5) stationär ist und eine Reihe von voneinander getrennten Führungsflächen (6) aufweist, die gemeinsam die Bewegungsbahn des Gutes (3) in dem Bad (2) bestimmen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Umlenkkörper (5) aus hitzefestem Material besteht, das widerstandsfähig gegen Eintauchen in die Zinkschmelze ist, bei Temperaturen von wenigstens der Größenordnung 450° C bis 500° C beständig ist, Zinkschmelze abweisende Eigenschaften hat und korrosionsbeständig gegen Zinkschmelze ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Umlenkkörper (5) eine bezüglich der Längserstreckung einer das Bad (2) enthaltenden Wanne (1) in Querrichtung durchlaufende Form hat und auf dem Teil, der in das Bad (2) eintaucht, eine Reihe von zueinander koaxialen, gekrümmten Führungsflächen (6) aufweist, deren konvexer Bereich zur Außenseite des Umlenkkörpers (5) gerichtet ist und die voneinander durch Längsrillen (7) getrennt sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der aus dem Bad (2) herausragende Teil des Umlenkkörpers (5) an seinem freien Ende so ausgebildet ist, daß er mittels Schwalbenschwanzverbindung an einer Halteklemme (8) befestigbar ist, die ihrerseits verschiebbar an einer Trägertraverse (18) gehalten ist, welche um eine horizontale Achse (19) schwenkbar und in einer gewünschten Winkelstellung feststellbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Umlenkkörper (5) einstückig ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Umlenkkörper (5) aus mehreren Elementen zusammengesetzt ist.

Zeichnung