RS50731B - Uređaj za prevlačenje metalnih užadi potapanjem u rastopljen metal - Google Patents

Abstract

Uredjaj za prevlačenje metalnog užeta (1) , posebno čelične trake, potapanjem u rastopljen metal, u kome se metalno uže (1) provodi vertikalno kroz posudu (3), koja sadrži rastopljen metal (2) za oslojavanje i kroz prethodno uključen kanal za vodjenje (4), sa najmanje dva induktora (5) rasporedjena sa obe strane metalnog užeta (1) na području kanala za vodjenje (4), koji radi zadržavanja metala (2) za oslojavanje u posudi (3) proizvode elektromagnetno polje, naznačen time, što je iznad kanala za vodjenje (4) na području dna (6) posude (3) postavljen mehanizam za zatvaranje (7, 7') koji se može pozicionirati u prvi položaj u kome se protok rastopljenog metala (2) prema metalnom užetu (1) i/ili kanalu za vodjenje (4) može propustiti i koji se može pozicionirati u drugi položaj, u kome protok rastopljenog metala (2) za oslojavanje prema metalnom užetu (1) i/ili prema kanalu za vodjenje (4) može da se prekine, pri čemu je mehanizam za zatvaranje (7, 7') izradjen kao zapornica koja je relativno pokretna prema području dna (6) posude (3). Prijava sadrži još 8 zavisnih patentnih zahteva.

Description

Pronalazak se odnosi na jedan uredjaj za oslojavanje metalnih užadi, naročito čeličnih traka, potapanjem u rastopljen metal, u kome se metalno uže može provoditi vertikalno kroz jednu posudu, koja sadrži rastopljen metal za oslojavanje, i kroz jedan prethodno uključen kanal za vodjenje, sa najmanje dva induktora rasporedjena sa obe strane metalnog užeta u području kanala za vodjenje koji proizvode elektromagnetno polje da bi se metal za oslojavanje zadržao u posudi.

Klasična postrojenja za oblaganje metalnih traka potapanjem u rastopljen metal imaju jedan deo koji zahteva intenzivno održavanje, tj. posudu za nanošenje slojeva sa opremom koja se nalazi u njoj. Površine metalnih traka, koje treba da budu obložene, pre oslojavanja moraju da se očiste od zaostalih oksida i da se aktiviraju za spoj sa metalom za oslojavanje. Zbog toga se površine traka pre nanošenja obloge moraju obraditi u termičkim procesima u redukujućoj atmosferi. Kako se slojevi oksida prethodno uklanjaju hemijski ili abrazivno, površine će u redukcionom termičkom procesu biti tako aktivirane da će posle termičkog procesa njihov metal biti čist.

Sa aktiviranjem površina traka raste, medjutim, afinitet

tih površina traka prema kiseoniku iz okolnog vazduha. Da bi se sprečilo da kiseonik iz vazduha pre postupka nanošenja slojeva ponovo dodje na površinu trake, trake se preko jedne potopljene duvnice uvode odozgo u kupatilo za nanošenje slojeva potapanjem . Kako se metal za oslojavanje nalazi u tečnom stanju, a teži se da se zajedno sa uredjajem za pomeranje duvanjem za podešavanje debljine nanetog sloja može koristiti i sila zemljine teže, a sledeći procesi zabranjuju dodirivanje trake do potpunog stvrdnjavanja metala za oslojavanje, traka se u posudi za nanošenje slojeva mora preusmeriti u pravac upravan na početni. To se vrši jednim valjkom koji se obrče u tečnom metalu za oblaganje. U tečnom metalu za oslojavanje taj je

valjak izložen jakom habanju i uzrok je prekida rada a time i gubitaka u proizvodnom pogonu. Zbog željenih malih debljina sloja metala za oslojavanje, koje se mogu kretati u mikrometarskom opsegu, postavljaju se veliki zahtevi u pogledu kvaliteta površine trake. To znači da i površine valjaka, koji vode trake, moraju biti veoma kvalitetne. Poremećaji na tim površinama uglavnom dovode do oštećenja na površini trake. To je još jedan razlog za česte prekide rada uredjaja. Da bi se izbegli problemi koji se javljaju u vezi sa valjcima, koji se obrću u tečnom metalu, bilo je pokušaja da se uvede prema dole otvorena posuda za nanošenje slojeva koja u svom donjem delu ima jedan kanal za vodjenje trake vertikalno nagore, i da se za zaptivanje koristi jedan elektromagnetni zatvarač. Ovde se radi o elektromagnetnim induktorima koji rade sa potisnutim, pumpajućim, odnosno elektromagnetnim promenjljivim odnosno putujućim poljima koji posudu za nanošenje slojeva zaptivaju prema dole.

Takvo rešenje poznato je, na primer, iz EP 0 673 444 BI. Elektromagnetni zatvarač za zaptivanje posude za nanošenje slojeva koristi se i u rešenju prema W0 96/03533, odnosno rešenju iz JP 5086446.

Pri tome je obe2bedjivanje zaptivenosti prema dole otvorenog kanala za vodjenje u posudi ža nanošenje slojeva važan i težak zadatak, pre svega imajući u vidu situaciju nestanka struje u kojoj elektromagnetni zatvarač može da otkaže. Za to se prema stanju tehnike nude razne mogućnosti.

EP 0 630 421 BI za tu svrhu ispod kanala za vodjenje predvidja jedno suženje od koga jedan cevovod vodi do jednog rezervoara za rastopljen metal za oslojavanje. Bliži podaci o tome kako je izveden taj uredjaj označen kao blokada povratnog toka, ne proizilaze iz ovog dokumenta.

JP 2000273602 A ispod kanala za vodjenje prikazuje sabirnu posudu koja treba da prihvati metal za oslojavanje koji iz kanala za vodjenje ističe prema dole. Taj metal se vodi u jednu posudu odakle ga jedna pumpa ponovo vraća u kupatilo za nanošenje slojeva. Ni ovde nisu dati konkretni i specifični podaci o tome kako će se prihvatiti metal za oslojavanje koji ističe iz posude za nanošenje slojeva.

EP 0 855 450 BI se detaljnije bavi pitanjem kako može da se obezbedi zaptivenost donjeg dela kanala za vodjenje. Ovde se nude različita alternativna rešenja za obezbedjivanje zaptivenosti. Prema jednom izvodjenju dva klizača postavljena sa obe strane metalnog užeta, guraju se ka metalnom užetu upravno na njegovu površinu. Klizači igraju ulogu čepova, i po potrebi se održava njihov kontakt sa metalnim užetom da bi se sprečilo oticanje tečnosti kroz kanal za vodjenje prema dole. Doduše, upravljanje klizačima iziskuje relativno velike troškove da bi se obezbedilo njihovo funkcionisanje. Jedno drugo izvodjenje predvidja da se koristi transportna traka koja metal za oslojavanje, koji otiče iz područja ispod kanala za vodjenje, transportuje u jednu prihvatnu posudu. To rešenje je, medjutim, povezano sa velikim troškovima a postoji i opasnost da se traka tokom vremena začepi metalom za oslojavanjeizbog toga više ne može da obavlja svoju funkciju. Treće alternativno rešenje za sprečavanje oticanja tečnog metala za oslojavanje predvidja jedan sistem gasnih mlaznica. Pri tome se jedan mlaz gasa odozdo usmerava na kanal za vodjenje koji metal za oslojavanje, koji otiče, snažno vuče prema gore i time zaptiva otvor prema dole. I ovo rešenje je povezano sa velikim troškovima i samo je uslovno primenjljivo u praksi.

Iz FR 2 798 396 A poznat je uredjaj za oslojavanje potapanjem u rastopinu u kome je na području dna posude za nanošenje slojeva na prelazu u kanal za vodjenje postavljen jedan zaustavni mehanizam. On treba da odvrati strujanja u tečnom kanalu za nanošenje slojeva od kanala za vodjenje; predvidjeno je da radi toga bude opremljen zidovima koji pogoduju strujanjima, tj. usmerivačkim limovima. Zaustevni mehanizam, koji je predstavljen u ovom dokumentu, nije medjutim pogodan da tečni metal za oslojavanje u slučaju potrebe odvraća od područja kanala za vodjenje. Isto tako se sa njim ne može uticati na postupak nanošenja slojeva.

Iz EP 0 855 450 Al poznato je rešenje u kome se privremeno zaptivanje izmedju otopine u posudi Za nanošenje slojeva i kanala za vodjenje postiže zatvaračem od topljivog materijala čija tačka topljenja ne srne biti viša od tačke topljenja metala za oblaganje. Nakon topljenja tog zatvarača uspostavlja se fluidna veza izmedju otopine u posudi za nanošenje slojeva i kanala za vodjenje.

Zbog toga je osnovni zadatak pronalaska da ponudi uredjaj za oslojavanje metalnog užeta potapanjem u rastopinu metala koji omogućava da se postupak nanošenja slojeva vodi optimalno i da se na jednostavan način obezbedi pouzdan rad uredjaja i u kritičnim situacijama, na primer, kada je prekinuto napajanje induktora strujom. Rešenje ovog zadatka na osnovu pronalaska naznačeno je mehanizmom za zatvaranje, postavljenom iznad kanala za vodjenje u području dna posude, koji služi za propuštanje ili prekid protoka rastopljenog metala za oslojavanje ka metalnom užetu i/ili kanalu za vodjenje, pri čemu je mehanizam za zatvaranje izradjen kao zapornica koja je relativno pokretna prema području dna posude.

Prema pronalasku se, dakle, protok metala za oslojavanje, naročito ka kanalu za vodjenje, po izboru može propustiti ili prekinuti, tako da, posebno u slučaju poremećaja rada, ne postoji opasnost da će rastopljen metal preko kanala za vodjenje oticati iz uredjaja za oslojavanje.

Ovim izvodjenjem moguće je da se u navedenom slučaju izbegne oštećenje uredjaja za oslojavanje odn. ekonomski gubitak.

Prema jednom obliku izvodjenja zapornica se sastoji od dva dela koja deluju zajednički i koja se mogu pokretati upravno na površinu metalnog užeta. Alternativno ili dodatno se može predvideti da se zapornica može pokretati u pravcu kretanja metalnog užeta.

U ovom poslednjem slučaju može se predviteti da zapornica bude jednodelna i da ima oblik kutije. Na taj način se, s jedne strane, zapornica može proizvesti bez velikih troškova , a sa druge se na posebno jednostavan način može obezbediti radna sposobnost uredjaja.

Pogodno je da zapornica u svom gornjem krajnjem delu okrenutom suprotno od područja dna posude ima zaštitni poklopac. Njime se može postići smirivanje kupatila za nanošenje slojeva u koje elektromagnetni impulsi induktora unose turbulenciju. Prema jednom izvodjenju predvidjeno je da zaštitni poklopci budu oblikovani kao pregradni segmenti koji se prostiru paralelno sa područjem dna.

Drugo izvodjenje predvidja zaštitne poklopce u obliku ploče koja ima otvor u obliku pukotine kroz koji prolazi metalno uže.

Poželjno je da mehanizmi za zatvaranje, posebno zapornica, budu povezani sa manuelnim, pneumatskim ili hidrauličkim pokretačima; pri tome pokretači mogu biti povezani sa upravljačkom jedinicom uredjaja koja aktivira puštanje ili prekid toka rastopljenog metala za oslojavanje ka metalnom užetu i/ili ka kanalu za vodjenje.

U nacrtu su prikazani primeri izvodjenja pronalaska.

Prikazano je:

Slika 1 šematski presek kroz uredjaj za oslojavanje potapanjem u rastopljen metal sa metalnim uzetom vodjenim kroz njega

Slika 2 prikaz u perspektivi dvodelne zapornice Slika 3 prikaz u perspektivi jednodelne zapornice

Slika 4 šematski presek kroz uredjaj za oslojavanje potapanjem u rastopljen metal sa dvodelnom zapornicom, pri čemu je ona opremljena zaštitnim poklopcima

Slika 5 prikaz u perspektivi jednodelne zapornice sa

zaštitnim poklopcima

Slika 1 šematski prikazuje uredjaj za oslojavanje potapanjem u rastopljen metal sa metalnim užetom 1 vodjenim kroz njega.

Uredjaj ima jednu posudu 3 koja sadrži rastopljen metal 2 za oslojavanje. To može biti, na primer, cink ili aluminij um. Metalno uže 1 u obliku čelične trake, koju treba obložiti, prolazi kroz posudu 3 vertikalno na gore u pravcu kretanja R. Ovde treba napomenuti da je u principu moguće i da metalno uže 1 prolazi kroz posudu 3 odozgo prema dole. Radi prolaska metalnog užeta 1 kroz posudu 3, ona je u području dna otvorena; tu se nalazi jedan kanal za vodj enj e 4.

Da rastopljen metal 2 za oslojavanje ne bi mogao da otiče iz kanala za vodjenje 4 prema dole, sa obe strane metalnog užeta 1 nalaze se elektromagnetni induktori 5 koji proizvode magnetno polje koje deluje suprotno od sile teže metala 2 za oslojavanje i time zaptiva kanal za vodjenje 4 na dole.

Induktori 5 su dva induktora promenj1jivih polja ili putujućih polja koji rade u frekventnom opsegu od 2 Hz do 10 kHz i koji proizvode poprečno elektromagnetno polje upravno na pravac kretanja R. Povoljan frekventni opseg za jednofazne sisteme (induktori promenjljivih polja) je izmedju 2 kHz i 10 kHZ, a za višefazne sisteme ( na pr. induktori putujućih polja) izmedju 2 Hz i 2 kHz).

U primeru izvodjenja prema slici 1 je na području dna 6 posude 3 postavljen mehanizam za zatvaranje 7 odnosno 7<*>u obliku zapornice. Pri tome se oba dela 7, 7' zapornice mogu pokretati paralelno sa dnom posude 3 u pravcu dvostrukih strelica. Za vršenje pokreta predvidjena su sredstva za pokretanje 11 koja su ovde ilustrovana samo šematski kao jedinica klip-cilindar; isto tako se može koristiti svaka druga vrsta sredstva za pokretanje.

Zapornica 7 odn. 7' ovde je izradjena kao kutija podeljena na dva dela, pri čemu dve polovine 7 i 7' mogu da deluju zajedno, tako da zatvaraju područje kanala za vodjenje 4 u području dna 6 posude 3. Ta situacija skicirana je u slici 1. Prema tome, metal 2 za oslojavanje ne može da dospe do kanala za vodjenje 4 odnosno do metalnog užeta 1. Taj zatvoreni položaj zapornice 7 odnosno 7' posebno je značajan za dve radne situacije: S jedne strane se ta pozicija zauzima pre nego što se uredjaj za oslojavanje pokrene. Tada se metalno uže 1 pomera u pravcu kretanja R prema gore, a da metal 2 za oslojavanje ne može da dopre do njega - i aktiviraju se induktori 5. Tek tada se dva dela zapornice 7 i 7'' pomeraju u pravcu dvostruke strelice dalje od metalnog užeta 1, tako da metal 2 za oslojavanje usled otvaranja kutije može da dospe do metalnog užeta 1 i u područje kanala za vodjenje 4. Pošto su aktivirani induktori 5, ne dolazi do oticanja metala 2 za oslojavanje na dole kroz kanal za vodjenje 4. Zapornica 7, 7', dakle, prvo zatvara kanal za vodjenje 4, koji je otvoren prema dole, a i metalno uže 1 koje prolazi kroz njega, sve do optimalne visine iznad područja dna 6 posude 3, tako da metal 2 za oslojavanje ne može da teče u pravcu kanala za vodjenje 4. Sa početkom postupka nanošenja slojeva otvara se zapornica 7, 7', tako da metal 2 za oslojavanje sada može vremenski i količinski optimalno da dotiče do metalnog užeta 1 a time i u kanal za vodjenje 4 koji je sada pomoću induktora 5 elektromagnetno zaptiven.

S druge strane, zapornica 7, 7' značajna je kada dodje do nestanka struje pa induktori 5 (na primer do uključivanja agregata) ne mogu više da izvršavaju svoj zadatak, t.j. da pomoću proizvedenog elektromagnetnog polja zaptivaju kanal za vodjenje 4 prema dole. U tom slučaju se dva dela zapornice 7, 7', pomeraju u pravcu dvostruke strelice ka metalnom užetu 1, sve dok se ne dodirnu i oko metalnog užeta 1 formiraju zaštitu u vidu kutije. Usled toga metal 2 za oslojavanje ne može više da dospe do metalnog užeta 1 i do kanala za vodjenje 4, čime se obezbedjuje mehaničko zaptivanje kanala 4 za nanošenje slojeva. Zbog toga metal 2 za oslojavanje ne može da izlazi na dole iz kanala za vodj enj e 4.

Na slici 2 zapornica 7, 7' ponovo je skicirana u perspektivi, i to u zatvorenom stanju. Dvostrukim strelicama naznačeno je u kom pravcu u odnosu na pravac kretanja R metalnog užeta 1 se mogu pokretati dva dela zapornice 7, 7', a za to služe sredstva za pokretanje 11, vidi sliku 1. Vidi se da se na području dna zapornice 7, 7' nalazi otvor za prolaz metalnog užeta 1; u prikazanom zatvorenom položaju zapornice 7,7' ipak je obezbedjeno da metal 2 za oslojavanje ne može da dodje do metalnog užeta 1 i do kanala za vodjenje 4.

Pošto je zapornica 7, 7' izložena metalu za oslojavanje, radi stabilnog i pouzdanog rada zapornice 7, 7' poželjno je da se ona sastoji od što manje pojedinačnih delova. Dok rešenje prema slici 1 odn. slici 2 predvidja dvodelnu zapornicu 7, 7', iz slike 3 se vidi da zapornica 7 može biti i jednodelna. Tada zapornica 7 izradjena u obliku kutije, u stanju u kome je zatvorena, naleže na dno 6 posude 3 i tako zaptiva kanal za vodjenje 4. Da bi se zapornica 7 otvorila pokreće se vertikalno na gore, dakle u pravcu kretanja R, za šta se ponovo koriste sredstva za pokretanje 11.

Za sprovodjenje postupka nanošenja slojeva radi proizvodnje visoko kvalitetnog prevučenog metalnog užeta poželjno je da se vodi računa o tome da površina kupatila za nanošenje slojeva ostane što mirnija. To se ne obezbedjuje samo po sebi, jer elektromagnetni induktori 5 putem proizvedenih magnetnih polja indukuju strujanje u metalu 2 za oslojavanje.

Da bi se smirila površina kupatila za nanošenje slojeva, prema primeru izvodjenja iz slike 4 predvidjeno je da u krajnjem delu 8 zapornice 7, 7' budu postavljeni zaštitni poklopci 9 pomoću kojih se postiže da strujanja, koja proizvode induktori 5, ne mogu da se šire dalje u pravcu površine kupatila.

Vrtloženje tečnog metala 2 za oslojavanje, izazvano elektromagnetnim zaptivanjem u kanalu za vodjenje 4 odnosno u posudi 3, može se dakle sprečiti korišćenjem zapornice 7, 7' i posebno pomoću zaštitnih poklopca 9.

Ukoliko je zapornica 7 jednodelna, postoji sledeća mogućnost prikazana u slici 5: ovde zapornica 7 u gornjem delu ima otvor 10 koji omogućava prolaz metalnog užeta 1. Strujanja u metalu 2 za oslojavanje, koja proizvode induktori 5, ovde bivaju zaustavljena zaštitnim poklopcima 9 koji ovde unutrašnjost zapornice 7 skoro potpuno izoluju od ostalog dela kupatila za nanošenje slojeva. Ovakvim izvodjenjem površina kupatila može optimalno da se umiri i time da se obezbedi kvalitetno oslojavanje.

U slučaju smetnji u radu, naročito kada otkažu elektromagnetni induktori 5, zapornica 7 se zatvara pomoću sredstava za pokretanje 11, tako da ne postoji opasnost da metal 2 za oslojavanje istekne iz posude 3.

Spisak referentnih oznaka

1 Metalno uže (čelična traka)

2 Metal za oslojavanje

3 Posuda

4 Kanal za vodjenje

5 Induktor

6 Područje dna posude

7 Mehanizam za zatvaranje 7' Mehanizam za zatvaranje 8 Krajnje područje mehanizma za zatvaranje

9 Zaštitni poklopac

10 Otvor

11 sredstvo za pokretanje R Pravac kretanja

Claims (9)

1. Uredjaj za pre v 1 ač enj e metalnog užeta (1), posebno čelične trake, potapanjem u rastopljen metal, u kome se metalno uže (1) provodi vertikalno kroz posudu (3), koja sadrži rastopljen metal (2) za oslojavanje i kroz prethodno uključen kanal za vodjenje (4), sa najmanje dva induktora (5) rasporedjena sa obe strane metalnog užeta (1) na području kanala za vodjenje (4), koji radi zadržavanja metala (2) za oslojavanje u posudi (3) proizvode elektromagnetno polje, naznačen time, što je iznad kanala za vodjenje (4) na području dna (6) posude (3) postavljen mehanizam za zatvaranje (7, 7') koji se može pozicionirati u prvi položaj u kome se protok rastopljenog metala (2) prema metalnom užetu (1) i/ili kanalu za vodjenje (4) može propustiti i koji se može pozicionirati u drugi položaj, u kome protok rastopljenog metala (2) za oslojavanje prema metalnom užetu (1) i/ili prema kanalu za vodjenje (4) može da se prekine, pri čemu je mehanizam za zatvaranje (7, 7') izradjen kao zapornica koja je relativno pokretna prema području dna (6) posude (3).

2. Uredjaj prema zahtevu 1, naznačen time, što se zapornica sastoji od dva dela (7, 7') koji deluju zajednički i koji se mogu pokretati vertikalno u odnosu na površinu metalnog užeta (1).

3. Uredjaj prema zahtevu 1, naznačen time, što je zapornica pokretna u pravcu kretanja (R) metalnog užeta (1).

4. Uredjaj prema zahtevu 3, naznačen time, što je zapornica jednodelna i što ima oblik kutije.

5. Uredjaj prema jednom od zahteva 1 do 4, naznačen time, što zapornica (7,7') u svom gornjem krajnjem delu (8), koji je okrenut u suprotnom pravcu od područja dna (6) posude (3) ima zaštitne poklopce (9) .

6. Uredjaj prema zahtevu 5, naznačen time, što su zaštitni poklopci (9) formirani kao pregradni segmenti koji se prostiru paralelno sa područjem dna (6) posude (3).

7. Uredjaj prema zahtevu 5,naznačen time,što su zaštitni poklopci (9) izradjeni u obliku ploče koja ima otvor (10) u obliku pukotine kroz koji prolazi metalno uže (1).

8. Uredjaj prema jednom od zahteva 1 do 7,naznačen time,što su mehanizmi za zatvaranje (7,7'), posebno zapornica, povezani sa manuelnim, pneumatskim ili hidrauličkim sredstvima za pokretanje (11).

9. Uredjaj prema zahtevu 8,naznačen time,što je sredstvo za pokretanje (11) povezano sa upravljačkom jedinicom uredjaja koja aktivira propuštanje ili prekid protoka rastopljenog metala (2) za oslojavanje prema metalnom užetu (1) i/ili prema kanalu za vodjenje (4).