DE1093161B - Means for reducing the oxidation on the bath surface of metal fuses underneath the lid of lid-heated tub ovens - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Verminderung der Oxydation an der Schmelzbadoberfläche unterhalb des Deckels bei deckelbeheizten Wannenofen.The invention relates to a means for reducing the oxidation on the molten bath surface below of the lid in the case of a lid-heated furnace.

Es ist bekannt, Gegenstände mit einem metallischen Überzug zu versehen, indem man sie in ein schmelzflüssiges Bad des Überzugmetalls eintaucht. Dabei ist man seit einiger Zeit von den bisher üblichen, von der Wanne aus beheizten öfen zu deckelbeheizten Wannenofen mit heb- und senkbarem Deckel übergegangen, wobei der beheizte Deckel einen kleineren Querschnitt als die Badoberfläche aufweist und mit einem vorstehenden Rand nach Art einer Wassertassendichtung in das Metallbad eintaucht. Der unter dem Deckel verbleibende Hohlraum dient als Heizraum, in welchem die Gas- oder ölbrenner oder die elektrischen Heizungen angeordnet sind. Zur Herstellung von metallischen Überzügen, z. B. auf Drähten, werden diese unter dem Deckel hindurchgezogen. Beim Verzinken von Stücken ist der Heizdeckel seitlich vom frei liegenden Zinkbad angeordnet, in das die Stücke eingetaucht werden.It is known to provide objects with a metallic coating by placing them in a molten liquid Bath of plating metal immersed. For some time now, one has been away from the usual ones, from the Tub from heated ovens to cover-heated tub ovens with a liftable and lowerable cover, the heated cover has a smaller cross-section than the bath surface and with a protruding edge in the manner of a water cup seal immersed in the metal bath. The cavity remaining under the lid serves as a boiler room in which the gas or oil burners or the electrical heaters are arranged. For production of metallic coatings, e.g. B. on wires, these are pulled through under the lid. When galvanizing of pieces, the heated lid is arranged to the side of the exposed zinc bath into which the pieces be immersed.

Derartige deckelbeheizte Wannenofen lassen nun einen empfindlichen Mangel in Erscheinung treten, welcher durch folgende Umstände bedingt ist:Such lid-heated tub ovens now show a sensitive defect, which is due to the following circumstances:

Durch die hohe Temperatur im Heizraum unter dem Deckel, die beispielsweise bei einem Zinkbad bis etwa 900° C ansteigt, während die Schmelze etwa 450 bis 480° C aufweist, verbindet sich der in der Heizkammer vorhandene Luftsauerstoff mit der Schmelze und führt zur Bildung von Zinkasche. Diese Oxydationsschicht bildet einerseits einen Verlust an Überzugsmetall, und andererseits führt sie durch die geringe Wärmeleitfähigkeit zu einer höheren Heizraumtemperatur, welche ihrerseits wiederum einen Mehrverbrauch an Heizmitteln (Gas, öl, elektrische Energie) zur Folge hat. Zur Konstanthaltung der Badtemperatur schalten im Bad eingebaute Thermostate die Heizquellen ab oder ein, wodurch eine wechselnde Aufheizung und Abkühlung des Heizraumes eintritt. Während die Schmelze einen guten Wärmespeicher darstellt, der nur langsam Wärme abgibt, kühlen der Deckel und der Heizraum rasch bis auf etwa 500° C ab. Bis der Thermostat die Heizquellen wieder einschaltet, entsteht im Heizraum des Deckels ein Temperaturgefälle von etwa 300° C. Diese immer wiederkehrende Abkühlung des Heizraumes führt zu einem Vakuum gegenüber der Atmosphäre, so daß durch die Fugen der in das Zinkbad eintauchenden Deckelsteine und andere Undichtigkeiten Falschluft in die Heizkammer einströmt, wodurch der Oxydationsprozeß von neuem beginnen kann. Zum anderen führt die den Heizmitteln (Gas und öl) zugeführte Verbrennungsluft stets zur Oxydation an der Schmelzbadoberfläche, wenn die Verbrennung nicht reduzierend erfolgt.Due to the high temperature in the boiler room under the lid, which for example in a zinc bath up to about 900 ° C, while the melt is around 450 to 480 ° C, the one in the heating chamber joins existing atmospheric oxygen with the melt and leads to the formation of zinc ash. This oxidation layer forms on the one hand a loss of coating metal, and on the other hand it leads to the low Thermal conductivity to a higher boiler room temperature, which in turn increases consumption of heating media (gas, oil, electrical energy). To keep the bath temperature constant In the bathroom built-in thermostats switch the heating sources off or on, causing a changing Heating and cooling of the boiler room occurs. While the melt has a good heat store which only gives off heat slowly, the lid and the boiler room cool quickly to around 500 ° C away. Until the thermostat switches the heating sources on again, a temperature gradient arises in the heating chamber of the lid of about 300 ° C. This recurring cooling of the boiler room leads to a Vacuum in relation to the atmosphere, so that through the joints of the cover stones immersed in the zinc bath and other leaks false air flows into the heating chamber, causing the oxidation process can start all over again. On the other hand, the combustion air supplied to the heating means (gas and oil) leads always for oxidation on the melt pool surface if the combustion is not reducing.

Mittel zur Verminderung der Oxydation an der Badoberfläche von Metallschmelz-Agent to reduce the oxidation on the bath surface of molten metal

bädern unterhalb des Deckels bei deckelbeheizten Wannenofenbaths below the lid in the case of a lid-heated furnace

Anmelder: ίο Karl Fritz, Hagen (Westf.), Fleyer Str. 83Applicant: ίο Karl Fritz, Hagen (Westf.), Fleyer Str. 83

Karl Fritz, Hagen (Westf.), ist als Erfinder genannt wordenKarl Fritz, Hagen (Westphalia), has been named as the inventor

so Um diesen Übelstand der Oxydation, welche den Wirkungsgrad des Ofens erheblich verringert, an der Schmelzbadoberfläche unter dem Heizraum zu mindern, sind besondere Ausführungen deckelbeheizter Wannenofen bekanntgeworden.So around this deficiency of oxidation, which considerably reduces the efficiency of the furnace, at the To reduce the molten pool surface under the boiler room, special designs with lid-heated systems are required Tub furnace became known.

as Eine Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkammer bei öfen während der Abkühlungszeit mit sauer stoff freiem Gas angefüllt wird, das eine Oxydation an der Schmelzbadoberfläche verhindert. Diese Ausführung setzt aber außer dem Vorhandensein von Schutzgas eine umfangreiche Apparatur von Ventilen, Drosselklappen und Steuerungsorganen voraus und ist dadurch sehr teuer.as One version is characterized in that the heating chamber of ovens is filled with oxygen-free gas during the cooling period, which is one Prevents oxidation on the weld pool surface. However, this version assumes that it is not present protective gas is preceded by an extensive apparatus of valves, throttle valves and control organs and is therefore very expensive.

Es ist zwar bekannt, bei außenbeheizten öfen zur Verminderung des Zinkascheanfalls die freie Zinkbadoberfläche mit Abdeckmitteln, wie Borsäure, präparierter Aktivkohle, Diatomeenerde oder Tonerde oder auch mit einem Gemisch von Kohlenstaub und Sand, zu versehen. Hierbei entwickeln diese Abdeckmittel aber gleichzeitig die Eigenschaft, wärmeisolierend und damit den Wärmeübergang hindernd zu wirken. Die Anwendung eines solchen Abdeckmittels bei einem Heizdeckel zur Abschirmung der Badoberfläche unterhalb des Heizdeckels würde zu einer erheblichen Verminderung der Ausnutzung der Heizkapazität des Deckels führen, wenn ihn nicht ganz unmöglich machen.It is known to use the free zinc bath surface in externally heated ovens to reduce the amount of zinc ash with covering agents such as boric acid, prepared activated carbon, diatomaceous earth or alumina or also to be provided with a mixture of coal dust and sand. In the process, these cover means develop but at the same time the property of having a heat-insulating effect and thus hindering the transfer of heat. the Use of such a cover means for a heated lid to shield the bath surface below of the heated lid would lead to a considerable reduction in the utilization of the heating capacity of the Lead cover, if not make it completely impossible.

Eine andere Ausführung zur Vermeidung des zuletzt angeführten Übels sieht unterhalb des Deckels gut wärmedurchlässige, auf der Schmelze schwimmende Platten oder Plättchen vor, die vom Zink nicht angegriffen werden und eine gute Temperaturwechselbeständigkeit besitzen.Another design to avoid the last-mentioned evil looks below the lid Well heat-permeable plates or platelets floating on the melt, not those of zinc are attacked and have good thermal shock resistance.

Da aber die Schmelze ständig in Bewegung ist und auch das Niveau ständig schwankt, werden Zink-But since the melt is constantly in motion and the level also fluctuates constantly, zinc

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ascheteilchen, die sich außerhalb des Deckels gebildet haben, unter die Platten geschwemmt, die die abdeckenden Platten vom Schmelzbadspiegel abheben, wodurch wiederum dem Luftsauerstoff die Möglichkeit, eine Verbindung unterhalb der Platten mit der Schmelze einzugehen, gegeben ist.Ash particles that have formed outside the lid are washed under the plates that cover the Lift the plates off the level of the melt pool, which in turn allows the oxygen in the air to to enter into a connection below the plates with the melt is given.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist nun, mit einfachen Mitteln eine Oxydation innerhalb des Heizraumes deckelbeheizter Wannenofen zu verhindern, die auch bei bereits schon in Betrieb befindlichen Wannenofen ohne fremde Hilfsmittel verwendet werden können.The object of the present invention is an oxidation within the boiler room using simple means To prevent lid-heated tub furnace, which is already in operation Tub furnace can be used without external aids.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schmelzbadoberfläche unterhalb des Deckels durch eine etwa 10 bis 15 mm dicke Schicht von granuliertem SiC (Siliziumcarbid) mit einer Körnung vorzugsweise von 1 bis 5 mm abgedeckt wird.This object is achieved in that the molten bath surface is below the cover an approximately 10 to 15 mm thick layer of granulated SiC (silicon carbide) with a grain size preferably from 1 to 5 mm is covered.

Mit diesem Mittel wird die Schmelze unterhalb des Deckels, beispielsweise eines Zinkbades, luftdicht abgeschlossen, so daß eine Zinkaschenbildung im Heizraum des Deckels nicht möglich ist, wodurch einerseits kein Uberzugsmetall verlorengeht und andererseits die eingangs erwähnten höheren Heizraumtemperaturen und die damit verbundenen größeren Abgas- und Abstrahlverluste sowie der Mehrverbrauch an Heizmitteln durch die geringe Wärmeleitfähigkeit der Zinkasche vermieden werden. Weiter besteht ein Vorteil darin, daß die sehr bewegliche Schicht von granuliertem Si C die außerhalb des Deckels gebildeten Zinkaschenteilchen, welche durch die stete Bewegung des Zinkbades unter die Schutzschicht geschwemmt werden, nach oben durchläßt, da diese leichter sind als Si C. Es besteht somit ein guter Wärmekontakt zwischen der Schutzschicht und der Schmelze. Da SiC nun eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt, erfolgt eine gute Erwärmung des Zinkbades durch Wärmeleitung.With this agent, the melt below the lid, for example a zinc bath, is sealed airtight, so that zinc ash formation in the boiler room of the lid is not possible, which on the one hand no coating metal is lost and, on the other hand, the higher boiler room temperatures mentioned at the beginning and the associated greater exhaust gas and radiation losses as well as the increased consumption of heating media can be avoided by the low thermal conductivity of zinc ash. There is also a The advantage is that the very mobile layer of granulated Si C is formed outside the lid Zinc ash particles, which were washed under the protective layer by the constant movement of the zinc bath through upwards, as these are lighter than Si C. There is therefore good thermal contact between the protective layer and the melt. Since SiC now has good thermal conductivity, a good heating of the zinc bath through thermal conduction.

Dazu ist Si C aber auch als dunkler Körper anzusehen, wodurch eine gute Strahlungswärmeaufnahme gewährleistet ist, welche erheblich besser als die der spiegelnden Oberfläche der Schmelze ist.For this purpose, however, Si C must also be viewed as a dark body, which ensures good radiant heat absorption which is considerably better than that of the reflective surface of the melt.

Da sich Zink mit SiC nicht verbindet, kann das Abdeckmaterial zur weiteren Verwendung durch Aussieben der Zinkasche wiedergewonnen werden.Since zinc does not combine with SiC, the covering material can pass through for further use Sieving out the zinc ash can be recovered.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel erläutert.The subject matter of the invention is explained in an exemplary embodiment in the drawing.

ίο Die Abbildung zeigt einen deckelbeheizten Wannenofen im Schnitt. Der Wannenofen besteht aus einem Mauerwerk 1, in welchem eine Wanne 2 zur Aufnahme des Überzugsmetalls 3, angeordnet ist.ίο The illustration shows a section of a furnace with a lid heated. The tub furnace consists of a masonry 1 in which a tub 2 for receiving the coating metal 3 is arranged.

Oberhalb der Wanne 2 hängt ein heb- und senkbarer Deckel 4, dessen Querschnitt kleiner als der der Wanne 2 ist, um zu überziehendes Gut neben dem Deckel in die Schmelze einführen zu können.Above the tub 2 there is a liftable and lowerable cover 4, the cross section of which is smaller than that of the Trough 2 is to be able to introduce material to be coated into the melt next to the lid.

Der Deckel 4 weist einen nach unten abstrebenden, ringsum laufenden Rand 5 auf, der zur Abdichtung des beheizten Hohlraumes 6 nach Art einer Wassertassendichtung in das flüssige Überzugsmetall 3 eintaucht. Die Schmelzenoberfläche 7 unterhalb des Deckels 4 ist zum Schutz gegen Oxydation mit einer Schicht von granuliertem Si C 8 abgedeckt.The cover 4 has a downwardly sloping, all-round edge 5, which is used for sealing of the heated cavity 6 is immersed in the liquid coating metal 3 in the manner of a water cup seal. The melt surface 7 below the cover 4 is to protect against oxidation with a Layer of granulated Si C 8 covered.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH:PATENT CLAIM: Verwendung von granuliertem Siliziumcarbid mit einer Körnung von 1 bis 5 mm als Abdeckmittel unterhalb des Deckels bei deckelbeheizten Wannenofen zur Verminderung der Oxydation an der Badoberfläche von Metallschmelzbädern.Use of granulated silicon carbide with a grain size of 1 to 5 mm as a covering agent underneath the lid of a furnace with a lid to reduce oxidation the bath surface of molten metal baths. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 970 667;
USA.-Patentschrift Nr. 1 132 889;
Bablik, »Das Feuerverzinken«, 1941, S. 191.Considered publications:
German Patent No. 970 667;
U.S. Patent No. 1,132,889;
Bablik, "Das Feuerverzinken", 1941, p. 191. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 648/235 11.60648/235 11.60