DE2105661A1 - Hot dip metal coating - with melt flow along workpiece surface - Google Patents

Description

• Bez.: Verfahren und Vorrichtung zur Beschleunigung des Abkochens des Flußinittels bei der Linwirkung strömender Metallschmelzen auf mit Flußmittel behaftete Metallgegenstände, vorzugsweise Eisenteile.
• stand der Technik am Beispiel der Feuerverzinkung.
• 1. Vorbehandlung: 1.1 Die zu verzinkenden Teile werden meist durch beizen Lit Salzsäure, seltener durch Beizen mkit Schwefelsäure entzundert.
• 1.2 Mach dem beizen wird mit Wasser gespült.
• 1.3' Die gespülten Teile werden entweder in eine Flufmittel-Lösung getaucht und anschließend getrocknet oder 1.4 durch eine auf dem Zinkbad befindliche Flufmittelschmelze geführt.
• 1.3.1 Diese Lösung enthält Ziiikchlorid oder ein Gemisch von Zinkchlorid und Ammonchlorid mit einer Dichte von ca. 1,2 bis 1,4.
• Das Verhältnis Zinkchlorid zu Ammonchlorid liegt im allgemeinen zwischen 9 : 1 und 1 : 1.
• 1.3.2 Manchmal verzichtet man auf eine Flußmittel-Lösung und bläst mit einer spritzpistole gut rieselfähiges Ammonchlorid auf die gespülten Teile und trocknet anschließend.
• 1.4.1 Die Flußmitteldecke enthält Zinkaminchloride, Ammonchlorid, Zinkammonchlorid und Wasser.
• 2. Eintauchen in die Zinkschmelze 2.1 Die mit Flußmittel behafteten Teile werden in das Zinkbad eingetaucht und verbleiben dort bis sich alle FluL-mittelreste vom betreffenden Gegenstand getrennt haben.
• 2.1.1 Die Trennung ist dann vollständig, wenn keine Flußmittelreste mehr an die Oberfläche der Metallschmelze gelangen.
• Das Flußmittel ist dann " abgekocht ".
• 2.1.2 Diese Zeit, die das Flußmittel zun @bkochen benötigt ( mit einem kleinen Sicherheitsfaktor ), ist die Verzinkungszeit, die nicht unterschritten werden kann.
• Sie ist oft maßgeblich für die Durchsatz-Leistung eines Kessels.
• 2.1.3 Die ebkochzeit ist nicht selten sogar das Problem, an dem die Verzinkung bestimmter Teile aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen scheitert.
• 2.1.4 Im normalen Verzinkungsbetrieb hilft man sich soweit als möglich durch das Bewegen der Teile im Zinkbad. Man dreht diese oder zieht sie teilweise oder ganz aus dem Bad und leßt sie wieder schnell in die Schmelze eintauchen.
• 2.2 Die Ursache des langsamen Abkochens liegt in der mehr oder weniger langsamen Zersetzung der ursprünglichen Chloride, bei der aus den schmelzenden Chloriden unter Gas abspaltung immer zähflüssige Phasen entstehen, bis nur mehr teigartig zähe, relativ chloridarme Reste zurückbleiben, zu deren quantitativer Entfernung vom verzinkten Teil die Bewegung der Ware im Zinkbad oft nicht ausreicht.
• 2.3 Eine sehr unerwünschte Begleiterscheinung ist der durch das gasende Flußmittel behinderte Wärmeübergang von der Metallschmelze zum Werkstück, besonders bei Teilen mit relativ großem Querschnitt.
• Das Flußmittel wird in diesem Fall vom Werkstück gewissermaßen gekühlt und braucht länger bis zum Abkochen.
• 3. Aufgabe und Verhalten der Flußmittel 3.1 Unabhängig von ihrer chemischen Konstitution haben alle Flußmittel verschiedene Aufgaben und Eigenschaften gemeinsam: 3.1.1 Sie sollen die z.B. durch Sandstrahlen oder durch Beizen vorbereitete Metalloberfläche in einem Zustand erhalten, der eine Benetzung des Grundmetalles mit der Metallschmelze gewährleistet.
• 3.1.2 Sie sollen den Entzunderungseffekt noch durch eine zusätzliche Aktivierung der Metalloberfläche vervollständigen.
• 3.1.3 Sie zersetzen sich bei der Einwirkung der Metallschmelzen mehr oder weniger schnell unter Bildung von Zwischenprodukten, die als eigentliche Träger der Flußmittelwirkung angesehen werden können.
• 3.1.4 Sämtliche Zersetzungsprodukte, sowie die Reste des nicht oder nicht ganz zersetzten Flußmittels müssen vor Beendigung des Tauchvorgangs vom zu überziehenden Teil entfernt werden, weil diese die Weiterverarbeitung bezw. Verwendung des überzogenen Gegenstands beeinträchtigen oder verhindern würden.
• 4. Beschreibung des Verfahrens und der Vorrichtungen zur Beschleunigung des Abkochens des Flußmittels, am Beispiel der Peuerverzinkung.
• 4.1 Versuche haben überraschend ergeben, daß das Flußmittel in einem Bruchteil der bisher benötigten Abkochzeit von der Oberfläche des Verzinkungsgutes entfernt werden kann, wenn man dieses einer starken Zinkströmung ganz oder teilweise aussetzt.
• 4.2 In Bild 1 ist eine Anlage zum Verzinken von Band bezw.
• Draht skizziert: Vom Sandfunker (1) kommend läuft das Band durch ein Pluxtunnel (2), in dem ca. 90 - 95 C heiße Zinkammonchloridlösung aufgebracht wird. Die überschüssige Flüssigkeit wird durch Abblasdüsen (3) mit ca. 1,5 - 2,5 atü luftdruck weggeblasen. Im Trockenofen (4) wird das mit Flußmittellösung behaftete Band getrocknet und gelangt in ein Zinkbad (7), in dem eine Pumpvorrichtung (6) dem durchlaufenden Rand einen Zinkstrom durch ein Rohr (5) entgegenschickt.
• Die starke Metallströmung - die Geschwindigkeit des Metallstromes und das Bandes addiert sich - reißt alle Flußmittelreste vom Band.
• Das austretende Band wird mit einer luftabblasdüse (8) vom Zinküberschuß befreit.
• 4.3 Im Bild 2 ist eine Anlage skizziert, mit der außerhalb der herkömmlichen Zinkpfannen langgestreckte Teile verzinkt werden können.
• Neben Draht, Band oder endlosen Rohrsträngen (diese werden nur außen verzinkt) können auch noch andere Teile verzinkt werden, z.B. Blankstahl, Torstahl, Profilstahl.
• Die zum Verzinken bestimmten Teile (diese sind entzundert und das Flußmittel ist aufgetrocknet) werden über einen Rollgang (1) mit der Transportdruckrolle (2) - deren Geschwindigkeit regulierbar ist und deren Andruckrolle verstelltar ist -durch das Verzinkungsrohr (5) befördert, in dem durch eine Zinkpumpe (4) ein Zinkatrom erzeugt wird. Die rumpenleistung wird so reguliert, daß aus den an den Rohrenden befindlidien Öffnungen der Blenden (10) im Leerlauf (wenn sieh im Rohr kein Verzinkungagut befindet) alles Zink frei ausläuft, Das frei auslaufende Zink fließt durch herkömmliche Flußmitteldecken in das Bad zurück.
• Die Òfnungen der auswechselbaren Blenden (10) sind der Form des Verzinkungagutes angepaßt Die Blendenöffnung am Alaterialeintritt ist meist größer als die andere.
• Beim Peschicken des Verzinkungsrohres mit Material läuft ein Teil des insRohr gepumpten Zinkes über den Zinküberlauf(9) in die Zinkpfanne zurück. Das durchgesetzte Meterial wird durch Abblasen mit tuft oder einem Brenner vom überschüssigen Zink befreit werden.
• 4.4 In Bild 3 ist eine ringförmige Zinkpfanne skizziert, in der die genannte Schmelze bewegt wird. Die Pfanne kann vorteilhaft mit einer keramischen Auskleidung versehen sein. Die Beheizung erfolgt hier nicht über die Badoberfläche, sondern induktiv (5). Die Badbewegung erzeugt eine Pumpe (3). Die Flußmittelreste werden aus der Verzinkungszone (6) durch die Bewegung der Schmelze entfernt und können an der Barriere (4) ausgeräumt werden.
• Die Pfanne eignet sich u.a. auch für Schleuderware.
• 4.5 Durch die quantitative Beseitigung der anhaftenden Flußmittel, die praktisch in Sekundenschnelle erfolgt, gelingt es z.B.
• Bänder bei einer Einwirkungszeit der Schmelze von 3 bis 5 Sekunden mit einem sehr dünnen und außerordentlich gleichmäßigen Überzug zu versehen.
• 4.6 Diese Überzüge sind erstaunlich biegefähig und vertragen sogar ein Falzen (Bänder) bezw. ein völliges Zusammendrücken der so verzinkten Rohre.

Claims (1)

1. 5. Patentansprüche

   5.1 Verfahren und Vorrichtungen zur Beschleunigung der Trennung der Flußmittelreste von Werkstücken, die sich in einer Metallschmelze befinden, dadurch gekennzeichnet, daß 5.2 in einer Metallschmelze eine strömung erzeugt wird, die mittels geeigneter Vorrichtungen so gegen das in der Schmelze befindliche Werkstück gerichtet wird, daß durch den Metallstrom die Flußmittelreste von der Oberfläche des Werkstückes entfernt werden.

   5.2.1 die Schmelze aus Zink oder seinen Legierungen besteht.

   5.2.2 die Schmelze aus Zinn oder seinen Legierungen, vorzugsweise aus den gebräuchlichen Weichloten, besteht.

   5.2.3 die Schmelze aus Blei oder seinen Legierungen besteht.

   5.2.4 die Schmelze aus Aluminium oder seInen Legierungen besteht.

   5.2.5 die Schmelze aus besonders niedrig schmelenden legierungen -vorzugsweise mit Schmelzpunkten unter 150 C - besteht.

   5.3 die relative Geschwindigkeit der Metallschmelze gegenüber der Oberfläche des Xerkstückes 10 cm pro Sekunde - vorzugsweise aber 20 cm pro Sekunde - überschub tet.

   5.4 die Metallschmelze stoßweise bewegt wird oder die kontinuierliche Strömung von Stoß-Komponenten überlagert wird.

   5.4.1 die Geschwindigkeit der kontinuierlichen Strömung bei toß-Überlagerungen 5 cm pro Sekunde überschreitet.

   5.5 in herkömmliche Pfannen, wie sie beim Verzinken, Verzinnen oder Verbleien Verwendung finden, eine Metallströmung erzeugt wird.

   5.5.1 die Metallschmelze mittels geeigneter Vorrichtungen aus herkömmlichen Pfannen in eine außerhalb dieser befindliche Vorrichtung gefördert werden, in der die Werkstücke von der Schmelze umströmt werden.

   5.6 in geeigneten Pfannen der gesamte Pfanneninhalt in Bewegung gesetzt wird.

   5.6.1 die Geschwindigkeit der Schmelze 3 cm pro sekunde nicht unterschreitet.

   5.7 ein Teilstrom der bewegten Schmelze, z.B.induktiv, erhitzt wird.

   5.7.1 dieser Teilstrom der Schmelze innerhalb der Pfanne erhitzt wird.

   5.7.2 daß die 'icklungen der Induktionaspule" aus der Metallschmelze gebildet werden.

   5.7.3 dieser Teilstrom der Schmelze außerhalb der Pfanne (5.5.1) erhitzt wird.

   5,7.4 ein Teilstrom der Schmelze während des Verzinkungsvorganges hinsichtlich seiner Richtung und Geschwindigkeit gesteuert wird.

   5.8. die Metallschmelze mit einer herkömmlichen Metallpumpe gefördert wird.

   5.8.1 die von der Schmelze berührten Teile der Fördervorrichtungen aus einem Material bestehen, das von der Schmelze nicht angegriffen wird.

   5.8.2 die von der Schmelze berührten Metallteile der Fördermittel aus Metallen bestehen oder mit Schutzüberzügen versehen sind, die von der Schmelze nicht oder nur geringfügig angegriffen werden.

   5.9 die auf das Werkstück einwirkende Metallströmungen aus zwei oder mehreren verschiedenen Metallen oder Legierungen bestehen, die nicht oder nur geringfügige Löslichkeit ineinander aufweisen, z.B. Zink und Blei.

   5.9.1 die auf das Werkstück einwirkenden Metalle sich im selben Behälter befinden und dieses nacheinander umströmen bezw.

   berühren, z.B. durch zeitlich abgegrenzte Einwirkung.

   5.9.2 die auf das Zerkstuck einwirkenden verschiedenen Metalle gleichzeitig oder nacheinander auf verschiedene Zonen desselben einwirken.

   L e e r s e i t e