WO2014006183A1 - Verfahren und vorrichtung zur vermeidung von durch zinkstaub verursachten oberflächenfehlern in einer kontinuierlichen bandverzinkung - Google Patents

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Sabine Zeizinger
Michael Peters
Gernot Nothacker
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B05D3/0218—Pretreatment, e.g. heating the substrate
    • B05D3/0236—Pretreatment, e.g. heating the substrate with ovens

Definitions

  • the invention relates to a method for preventing zinc dust from surface defects on galvanized
  • Metal strip in a continuous strip galvanizing in which in a continuous furnace heated metal strip is moved under inert gas through a furnace-trunk and immersed in a zinc bath, according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to a device for preventing zinc dust-induced surface defects on galvanized metal strip in a continuous
  • a plant for continuous hot-dip galvanizing steel strip consists inter alia of a continuous furnace, a zinc bath (molten bath), a device for adjusting the zinc coating thickness and a subsequent cooling device.
  • the steel strip is continuously annealed. In this case, by recrystallization of the steel
  • the strip In a cooling zone following the continuous annealing furnace, the strip is cooled under inert gas (HNX) to a temperature close to the molten bath temperature.
  • HNX inert gas
  • the inert gas is intended to prevent the annealed strip from oxidizing prior to galvanizing, which would significantly degrade the adhesion of the zinc layer.
  • the protective gas containing connecting piece between annealing furnace and zinc bath is called oven proboscis.
  • JP 7157853 A device for removing zinc vapor in a trunk of a continuous strip galvanizing plant is known.
  • the oven trunk is provided with injection openings (circulation openings) and suction openings arranged vertically underneath.
  • Embodiment are in the top of the steel strip facing trunk wall a single Einblasöff and vertically arranged below a single suction opening. Accordingly, in the underside of the steel strip facing trunk wall also a single injection opening and vertically below a single suction opening are arranged.
  • a single injection opening is arranged in a side wall of the trunk, while vertically below two suction openings are provided, which are formed as longitudinal slots in tubes, which Penetrate side wall of the trunk and on the top and bottom of the steel band over the entire
  • the present invention has for its object to provide a method and an apparatus of the type mentioned, with or the recording of zinc vapor can be significantly minimized by the protective gas contained in the oven trunk and the propagation of zinc vapor in the oven trunk. This task is solved by a procedure with the
  • the upper and lower sides of the metal strip (for example steel strip) to be galvanized are also subjected to protective gas in the oven trunk via injection openings.
  • Protective gas laden with zinc vapor and / or zinc dust is sucked off via suction openings, which are arranged adjacent to the injection openings on both sides of the metal strip.
  • Injection openings are formed in the manner and arranged in the oven-trunk that flows from these injection openings Inert gas with an angle of incidence in the range of 70 ° to 110 °, preferably 80 ° to 100 °, more preferably about 90 ° directed to the respective Einblasöff tion facing surface of the metal strip.
  • the distance between the respective injection opening and at least one suction opening associated therewith are selected and the flow speed of the respective injection opening is selected
  • the oven-trunk is provided with injection openings, via which the top and the bottom of the metal strip with inert gas
  • Zinc dust loaded protective gas are arranged.
  • a plurality of the injection openings are formed in the manner and arranged in the oven trunk, that the protective gas flowing from these injection openings with an angle of incidence in the range of 70 ° to 110 °, preferably 80 ° to 100 °, particularly preferably about 90 ° on the respective injection opening facing surface of the metal strip
  • Suction is selected so that at a predetermined or predetermined flow velocity of the
  • Respective protective gas emerging from the respective injection opening is counteracted by entrainment of protective gas in the direction of the zinc bath which occurs when the metal strip moves.
  • the invention is based on the idea of influencing the flow conditions of the protective gas, in particular near the belt, in such a way that the abovementioned entrainment of protective gas is minimized and / or the condensation or resublimation of zinc vapor on the walls of the trench is prevented.
  • the object of the present invention is to prevent the formation of protective gas loaded with zinc vapor in advance by minimizing entrainment of the protective gas in the direction of the zinc bath.
  • the invention proposes an interruption or blocking of the protective gas entrained by the metal strip
  • Method provides that the protective gas supplied via the injection openings is previously heated to a temperature of at least 500 ° C, preferably at least 550 ° C.
  • a preferred embodiment of the device according to the invention provides that the suction openings have an at least one exhaust fan
  • Return line are connected to the injection openings, wherein the return line with at least one
  • Heating device for heating the inert gas to a
  • Temperature of at least 500 ° C, preferably at least 550 ° C is provided.
  • protective gas flow constitutes a heating medium for the blowing / suction device and prevents cold zones in the trunk which would lead to zinc dust precipitation.
  • the method according to the invention is carried out in such a way that the temperature of the gas cloud in the spatially higher part of the snout is higher than the temperature in the spatially deeper immersion region of the strip.
  • Protective gas is carried out via the suction openings in at least three stages, which are arranged consecutively in the strip running direction, wherein each of the stages of a series of at least five, preferably at least seven injection openings and a series of at least five, preferably at least seven suction openings is formed.
  • a particularly effective blocking of the entrained by the galvanized tape inert gas can be achieved.
  • a rather gentle, low-turbulence shielding gas blow stream can be generated, so that an excessive, uncontrollable swirling of the blower stream Protective gas and increased band vibrations are avoided.
  • the concentration of the zinc dipes in the protective gas and thus the partial pressure of the zinc vapor can be gradually reduced to an uncritical level.
  • a preferred embodiment of the device according to the invention provides that the injection openings and the suction openings are formed in at least three stages, which are arranged consecutively in the strip running direction, each of the stages of a series of at least five, preferably at least seven injection openings and a Row of at least five, preferably at least seven suction openings is formed.
  • a further advantageous refinement of the method according to the invention is characterized in that the protective gas volume flow supplied via the injection openings is set equal to the protective gas volume flow extracted via the suction openings or is set to a value which is at most 5% below the aspirated inert gas volume flow.
  • the injection openings and the suction openings are arranged matrixfm. Also is in this. Context favorable when the injection openings offset to the suction - in the direction of tape travel and over the bandwidth considered - are arranged.
  • the injection openings and the suction openings of the invention are arranged matrixfm.
  • the distance between the respective injection opening (injection nozzle) and the at least one suction opening assigned to it is preferably less than / equal to 25 cm, in particular less than 15 cm, and particularly preferably less than / equal to 10 cm.
  • the protective gas stream is heated prior to injection by means of a gas heater, preferably to a temperature in the range from 450 to 600 ° C.
  • the abovementioned embodiment also causes a very uniform surface temperature distribution to be established on the pipeline system composed of the comb-shaped pipe structures during operation , where the surface temperature of the trunk
  • the arranged piping system is at a temperature in the range from 450 to 600 ° C. above the dew point or resublimation temperature of zinc.
  • the heating of the piping system with heated protective gas prevents the occurrence of punctual temperature peaks and thus an unwanted
  • the comb-shaped Blasrohrgesche and the comb-shaped Saugrohrgesente are thermally insulated by a thermal insulation against the furnace-trunk.
  • the oven trunk is heated to a temperature of at least 400 ° C, preferably at least 450 ° C, at least in a region extending from the zinc bath to the injection openings and / or suction openings.
  • this lower region of the furnace-trunk can also be provided with a thermal insulation. This makes it possible to ensure that the relevant walls or wall sections of the oven trunk are warmer than the
  • FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a section of a
  • Fig. 2 is a cross-sectional view of the oven trunk along section line II-II in Fig. 1;
  • Fig. 3 is arranged in a furnace-trunk according to FIG. 1
  • Blower suction device in plan view with associated return line, which is provided with an exhaust fan, a Zinkabscheidevoriques and a heater for heating the zinc purified, to be blown inert gas;
  • FIG. 4 shows a further longitudinal sectional view of a section of a furnace flute according to the invention designed for continuous strip galvanizing
  • Fig. 5 is a plan view of a longitudinal portion of the
  • Fig. 6 shows the portion of the oven-trunk according to Fig. 4 in
  • a furnace-trunk 1 a continuous strip galvanizing (hot dip galvanizing) is outlined.
  • a continuous strip galvanizing preferably steel strip
  • HNX protective gas
  • the bath temperature is typically in the range of approx. 440 to 470 ° C.
  • the tape 2 Upon exiting the bath 3, the tape 2 'entrains a quantity of liquid zinc that is significantly above the desired coating thickness.
  • the still liquid excess over ⁇ yaksmaterial is by itself on the range
  • part of the protective gas is entrained by the belt movement in the direction of the zinc bath 3.
  • the trunk 1 is provided with a special blowing suction device 6.
  • the blower suction device 6 has a
  • the blowing suction device 6 comprises an upper part 6.1 and a lower part 6.2, wherein the upper part 6.1 extends over the entire width of the band top side (front side), while the lower part 6.2 extends over the entire width of the band bottom side (back side).
  • the upper part 6.1 and the lower part 6.2 may each be box-shaped and, accordingly, as a blow-suction box or
  • Blas suction boxes are called.
  • the respective blower suction box (6.1, 6.2) is divided by partitions 7.3 into a branched blow chamber 7.1 'with mutually parallel injection branches 7.10 and a branched suction chamber 7.2' with mutually parallel suction branches 7.20.
  • An injection branch 7.10 can lie directly next to a suction branch 7.20 in that both branches 7.10, 7.20 are separated from one another by the same partition wall 7.3.
  • a branched-off blow chamber 7.1 'and a branched suction chamber 7.2' can be realized, for example, by a meandering or folded partition wall 7.3 or by meandering partition walls, which are connected in a gastight manner to one another at their abutting ends, as shown in FIG 5 is outlined.
  • Suction fan 9 or the like is connected and defines or allows a gas cycle (see Fig. 3).
  • the connecting piece 7.51 for the extraction of the protective gas is below the connecting piece 7.41, via which the protective gas is supplied, arranged (see also Fig. 6). This ensures that the flow of the injected
  • FIG. 5 and 6 open into the upper main chamber section 7.4 of the respective blow-suction box 6.1 or 6.2 preferably at least two fittings 7.41 for blowing inert gas, while the lower arranged main chamber section 7.5 of the blowing suction box 6.1 or 6.2 preferably with at least two fittings 7.51 is provided for the extraction of zinc gas loaded inert gas.
  • the connecting pieces 7.41 of the upper main chamber section 7.4 are arranged at a distance from each other transversely to the strip running direction.
  • the connecting pieces 7.51 of the lower main chamber section 7.5 are spaced apart transversely to the strip running direction.
  • the injection and suction branches 7.10, 7.20 are with a
  • openings (nozzles) 7.11, 7.21 which serve as injection openings or Absaugöff ments. These openings (nozzles) 7.11, 7.21 are arranged or designed such that the protective gas flowing from the injection openings 7.11 at an angle of incidence in the range of 70 ° to 110 °, preferably 80 ° to 100 °, on the surface facing the respective injection opening Bandes 2 is addressed or hits.
  • the injection nozzles 7, 11 are preferably designed such that the protective gas flowing out of them is directed substantially at right angles to the strip surface (compare FIGS 4).
  • the distance between the respective injection nozzle 7.11 and at least one associated therewith suction opening 7.21 is selected so that at a predetermined or predetermined flow velocity of the injected inert gas occurring during movement of the belt 2 entrainment of
  • Inert gas in the direction of the zinc bath 3 is effectively interrupted or at least minimized.
  • Shielding gas contributes to a "natural gas movement".
  • the natural gas movement is driven by the usually existing temperature difference between the relatively hot inert gas entrained by the band 2 above the zinc bath 3 and the colder inert gas in the upper region of the trunk 1
  • Interruption or blocking of this natural gas movement is at the same time interrupted or at least minimized the entrainment or transport of zinc vapor from the Zinkbadober Assembly 3.1 in the upper trunk area.
  • At least five, preferably at least seven, more preferably at least ten injection openings (nozzles) are 7.11 distributed over the width of the belt 2.
  • each injection opening 7.11 there is at least one suction opening 7.21.
  • the injection openings 7.11 and the suction openings 7.21 are arranged in a matrix. The blowing and suction thus takes place in several Steps, preferably in at least three stages.
  • the injection openings 7.11 are arranged offset in the strip running direction and over the bandwidth to the suction openings 7.21 (see Fig .. 5).
  • the injection openings 7.11 and the suction openings 7.21 are arranged uniformly spaced from one another.
  • a large amount of inert gas can be exchanged via the gas injection channels 7.10 without a large gas transport in the direction of strip travel.
  • the band 2 is not excited to vibrate.
  • the unwanted transport of zinc vapor from the immersion region of the strip 2 into the upper part of the snout 1 is not supported by the gas flow.
  • the blowing suction device 6 or the blowing suction box 6.1, 6.2 can also be designed in such a way that the injection openings 7, 11 are tine-like
  • Branches 7.10 of a comb-shaped Blasrohrgesentes 7.1 and the suction openings 7.21 are formed on tine-like branches 7.20 of a comb-shaped Saugrohrgesentes 7.2, the tine-like branches 7.10 of the comb-shaped Blashregesente 7.1 and the tine-like branches 7.20 of the comb-shaped
  • Intake manifold 7.2 mesh. This configuration allows an adjustment of the distance of the injection openings 7.11 from the suction openings 7.21 by moving the comb-shaped Blasrohrgechanes 7.1 relative to the comb-shaped Saugrohrgesente 7.2.
  • the zinc separator 10 is preferably provided with a cooling device which effects resublimation of zinc vapor.
  • the resulting zinc dust can be separated by means of a separator from the protective gas and passed into a collection container 10.1.
  • the content of zinc vapor and zinc dust gradually decreases from the zinc bath surface 3.1 towards the annealing furnace to a temperature in the range of 450 to 600 ° C.
  • the trunk 1 with the Blow-suction device or the blow-suction boxes 6.1, 6.2 is heated by this gas flow so that at any point of the trunk 1, the dew point or Resublimationstemperatur of zinc vapor is exceeded.
  • the Gaseinblaskanäle 7.10 run along the tape longitudinal axis or Russellssensachse and parallel to the suction lines arranged therebetween 7.20. In combination with the suction lines 7.20, the gas injection channels 7.10 cover a longitudinal section of the strip 2 completely or in the
  • the device 6 is designed as a push-pull system.
  • hot inert gas is injected with slight overpressure on the injection openings 7.11 in the trunk 1, to generate at the injection openings 7.11 (outlet points) cross flows.
  • the injected inert gas stream is set equal to or slightly below the extracted gas flow amount.
  • the protective gas flow injected per band side (blower suction box 6.1 or 6.2) is about 150 Nm 3 / h at about 600 ° C., while the protective gas stream drawn off per band side including zinc vapor is about 200 Nm 3 / h
  • the trunk 1 is also provided with an outer heat insulation 12 to the inside of the trunk walls on a
  • the lowest part of the trunk 1, i. the trunk end piece 1.1 located between the blowing suction device and the zinc bath 3 is preferably provided with a heat insulation 13.
  • the thermal insulation 13 ensures that the so
  • the thermal insulation 13 is formed for example of mineral wool and / or ceramic plates and surrounds the trunk end 1.1 preferably jacket-shaped.
  • a further embodiment of the invention provides that the trunk end piece 1.1 is provided with a heating device (not shown) in addition or alternatively to the heat insulation 13.
  • the oven trunk 1 can be divided into three areas A, B and C with respect to the protective gas (see FIG. 1).
  • the area A comprises the end piece 1.1, which is preferably provided with a thermal insulation 13. In this area A occurs a relatively high zinc vapor loading at low
  • the surface temperature of the snout 1 is above 440 ° C in this area.
  • the region A is followed by the region B which is equipped with the blow-suction device according to the invention (eg in the form of the blow-suction boxes 6.1, 6.2).
  • the area B serves as a separation lock or gas curtain. It interrupts the "natural gas flow", in particular the entrainment of protective gas in the direction caused by the belt movement
  • Zinc bath 3 by injection of purified hot inert gas with simultaneous extraction of zinc vapor laden in close proximity to the injection points 7.11.
  • the surface temperatures of the blower suction boxes 6.1, 6.2 and the insides of the spout 1 are above the dew point or resublimation temperature of zinc vapor, i. above 400 ° C.
  • Area C is characterized by a low zinc vapor content in the protective gas.
  • the surface temperature of the inside of the trunk is more than 300 ° C. in the region C, which prevents condensation or resublimation of the zinc pot which is still slightly present there in the protective gas.

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung von durch Zinks aub verursachten Oberflächenfehlern in einer kontinuierlichen
Bandverzinkung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von durch Zinkstaub verursachten Oberflächenfehlern an verzinktem
Metallband in einer kontinuierlichen Bandverzinkung, bei der in einem Durchlaufofen erhitztes Metallband unter Schutzgas durch einen Ofen-Rüssel hindurchbewegt und in ein Zinkbad eingetaucht wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Vermeidung von durch Zinkstaub verursachten Oberflächenfehlern an verzinktem Metallband in einer kontinuierlichen
Bandverzinkung , gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7. Eine Anlage zur kontinuierlichen Feuerverzinkung von Stahlband besteht unter anderem aus einem Durchlaufofen, einem Zinkbad (Schmelzbad), einer Vorrichtung zur Einstellung der Zinküberzugsdicke und einer nachfolgenden Kühleinrichtung. In dem Durchlaufofen wird das Stahlband kontinuierlich geglüht. Dabei werden durch Rekristallisation des Stahls die
gewünschten mechanischen Eigenschaften des Grundwerkstoffs eingestellt. Zudem werden dabei in einer Vorwärmzone
gebildete Eisenoxide reduziert. In einer auf den Durchlauf- Glühofen folgenden Kühlzone wird das Band unter Schutzgas (HNX) auf eine Temperatur nahe der Schmelzbadtemperatur abgekühlt. Das Schutzgas soll verhindern, dass das geglühte Band vor dem Verzinken oxidiert, wodurch die Haftung der Zinkschicht erheblich verschlechtert würde. Das Schutzgas enthaltende Verbindungsstück zwischen Glühofen und Zinkbad wird Ofen-Rüssel genannt.
In einem herkömmlichen Ofen-Rüssel einer kontinuierlichen Bandverzinkungsanlage kommt es üblicherweise zu Ablagerungen von Zinkstaub, der insbesondere bei in der Anlage
auftretenden Erschütterungen in größeren Stücken auf das Zinkbad und/oder das Stahlband fällt und damit Oberflächenfehler (Verzinkungsfetiler ) verursacht. Es wurde erkannt, dass das in Richtung des Zinkbades bewegte Stahlband im Rüssel Schutzgas nach unten mitreißt, wobei das mitgerissene Schutzgas an der Zinkbadoberfläche Zinkdampf aufnimmt, welcher beim Aufsteigen des mitgerissenen Schutzgases an den kälteren Innenwänden des Rüssels kondensiert bzw. resublimiert und sich dort als Staub absetzt.
Aus der JP 7157853 (A) ist eine Vorrichtung zum Entfernen von Zinkdampf in einem Rüssel einer kontinuierlichen Bandverzinkungsanlage bekannt. Um den auf der Zinkbadoberfläche entstehenden Zinkdampf zu entfernen, ist der Ofen-Rüssel mit Einblasöffnungen (Umwälzöffnungen) und vertikal darunter angeordneten Absaugöffnungen versehen. In einem ersten
Ausführungsbeispiel sind in der der Oberseite des Stahlbandes zugewandten Rüsselwand eine einzelne Einblasöff ung und vertikal darunter eine einzelne Absaugöffnung angeordnet. Dementsprechend sind in der der Unterseite des Stahlbandes zugewandten Rüsselwand ebenfalls eine einzelne Einblasöffnung und vertikal darunter eine einzelne Absaugöffnung angeordnet. In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist in einer Seitenwand des Rüssels eine einzelne Einblasöffnung angeordnet, während vertikal darunter zwei Absaugöffnungen vorgesehen sind, die als Längsschlitze in Rohren ausgebildet sind, welche die Seitenwand des Rüssels durchdringen und sich auf der Ober- und Unterseite des Stahlbandes über die gesamte
Stahlbandbreite erstrecken. Mit der aus der JP 7157853 (A) bekannten Vorrichtung muss eine relativ große Menge an Zinkdampf bzw. Zinkstaub aus dem abgesaugten Schutzgas entfernt werden. Denn aufgrund der Ausgestaltung und Anordnung der Einblasöffnungen und
Absaugöffnungen ist davon auszugehen, dass diese bekannte Vorrichtung die Aufnahme von Zinkdampf durch das vom
Stahlband mitgerissene Schutzgas und die Ausbreitung von Zinkdampf im Ofen-Rüssel begünstigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem bzw. der die Aufnahme von Zinkdampf durch das im Ofen-Rüssel enthaltene Schutzgas sowie die Ausbreitung von Zinkdampf im Ofen-Rüssel deutlich minimiert werden kann. Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden im Ofen-Rüssel ebenfalls die Ober- und die Unterseite des zu verzinkenden Metallbandes (z.B. Stahlbandes) über Einblasöffnungen mit Schutzgas beaufschlagt. Mit Zinkdampf und/oder Zinkstaub beladenes Schutzgas wird über Absaugöffnungen, die beidseitig des Metallbandes benachbart den Einblasöffnungen angeordnet sind, abgesaugt. Erfindungsgemäß wird eine Vielzahl der
Einblasöffnungen in der Weise ausgebildet und im Ofen-Rüssel angeordnet, dass das aus diesen Einblasöffnungen strömende Schutzgas mit einem Auftreffwinkel im Bereich von 70° bis 110°, vorzugsweise 80° bis 100°, besonders bevorzugt ca. 90° auf die der jeweiligen Einblasöff ung zugewandte Oberfläche des Metallbandes gerichtet ist. Zudem werden der Abstand zwischen der jeweiligen Einblasöffnung und wenigstens einer ihr zugeordneten Absaugöffnung so gewählt und die Strömungsgeschwindigkeit des aus der jeweiligen Einblasöffnung
austretenden Schutzgases so gesteuert, dass einer bei
Bewegung des Metall- bzw. Stahlbandes auftretenden Mitnahme von Schutzgas in Richtung des Zinkbades entgegenwirkt wird.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit der Ofen- Rüssel mit Einblasöffnungen versehen, über die die Oberseite und die Unterseite des Metallbandes mit Schutzgas
beaufschlagbar ist, wobei benachbart zu den Einblasöffnungen Absaugöffnungen zum Absaugen von mit Zinkdampf und/oder
Zinkstaub beladenem Schutzgas angeordnet sind.
Erfindungsgemäß ist dabei eine Vielzahl der Einblasöffnungen in der Weise ausgebildet und im Ofen-Rüssel angeordnet, dass das aus diesen Einblasöffnungen strömende Schutzgas mit einem Auftreffwinkel im Bereich von 70° bis 110°, vorzugsweise 80° bis 100°, besonders bevorzugt ca. 90° auf die der jeweiligen Einblasöffnung zugewandte Oberfläche des Metallbandes
gerichtet ist, wobei der Abstand zwischen der jeweiligen Einblasöffnung und wenigstens einer ihr zugeordneten
Absaugöffnung so gewählt ist, dass bei einer vorgegebenen oder vorgebbaren Strömungsgeschwindigkeit des aus der
jeweiligen Einblasöffnung austretenden Schutzgases einer bei Bewegung des Metallbandes auftretenden Mitnahme von Schutzgas in Richtung des Zinkbades entgegenwirkt wird. Die Erfindung basiert auf der Idee, die Strömungsverhältnisse des Schutzgases insbesondere in Bandnähe so zu beeinflussen, dass die erwähnte Mitnahme von Schutzgas minimiert und/oder die Kondensation bzw. Resublimation von Zinkdampf an den Wänden des Rüssels verhindert wird. Im Unterschied zu der aus der JP 7157853 (A) bekannten Vorrichtung ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, die Bildung von mit Zinkdampf beladenen Schutzgas bereits im Voraus zu verhindern, indem das Mitreißen des Schutzgases in Richtung Zinkbad minimiert wird. Die Erfindung schlägt hierzu eine Unterbrechung bzw. Sperrung des vom Metallband mitgerissenen Schutzgases
(Schutzgasstromes) durch Anwendung eines Gasschleusen- oder Gasschleiereffektes vor. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens sieht vor, dass das über die Einblasöffnungen zugeführte Schutzgas zuvor auf eine Temperatur von mindestens 500°C, vorzugsweise mindestens 550°C erwärmt wird. Durch diese Ausgestaltung kann die Resublimation von Zinkstaub im Ofen-Rüssel noch effektiver verhindert werden, da der
aufgeheizte, über die Einblasöffnungen zugeführte
Schutzgasstrom den an der Zinkbadoberfläche entstehenden Zinkdampf im gasförmigen Zustand hält. Dementsprechend sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass die Absaugöffnungen über eine mindestens einen Absaugventilator aufweisende
Rückführleitung mit den Einblasöffnungen verbunden sind, wobei die Rückführleitung mit mindestens einer
Heizeinrichtung zum Erwärmen des Schutzgases auf eine
Temperatur von mindestens 500°C, vorzugsweise mindestens 550°C versehen ist. Der großflächig und im Wesentlichen über die gesamte
Rüsselbreite gleichmäßig in den Rüssel eingetragene
Schutzgasstrom stellt dabei gleichzeitig ein Heizmedium für die Blas-/Saugvorrichtung dar und verhindert kalte Zonen im Rüssel, die zu einer Zinkstaub-Ausfällung führen würden.
Durch die offenbarte Temperaturführung im Rüsselbereich entsteht erst gar kein sublimierter Zinkstaub im Rüssel.
Vielmehr wird der im Schutzgas enthaltene Zinkdampf
abgeführt, bevor er zu Staubkörnern sublimieren kann.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren in der Weise ausgeführt, dass die Temperatur der Gaswolke in dem räumlich höher gelegenen Teil des Rüssels höher ist als die Temperatur im räumlich tiefer gelegenen Eintauchbereich des Bandes.
Hierdurch werden thermische Turbulenzen im Rüssel minimiert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Einblasen von Schutzgas über die Einblasöffnungen und das Absaugen von
Schutzgas über die Absaugöffnungen in mindestens drei Stufen durchgeführt wird, die in Bandlaufrichtung aufeinander folgend angeordnet sind, wobei jede der Stufen aus einer Reihe von mindestens fünf, vorzugsweise mindestens sieben Einblasöffnungen und einer Reihe von mindestens fünf, vorzugsweise mindestens sieben Absaugöffnungen gebildet ist. Auf diese Weise lässt sich eine besonders wirksame Sperrung des von dem zu verzinkenden Band mitgerissenen Schutzgases erzielen. Insbesondere lässt sich durch die relativ hohe Anzahl von Einblasöffnungen und Absaugöffnungen eine eher sanfte, turbulenzarme Schutzgas-Blasströmung erzeugen, so dass eine übermäßige, unkontrollierbare Verwirbelung des Schutzgases und erhöhte Bandschwingungen vermieden werden. Durch diese mehrstufige Anordnung der Einblasöffnungen und Absaugöffnungen lassen sich die Konzentration des Zinkdanipfe im Schutzgas und damit der Partialdruck des Zinkdampfes stufenweise auf ein unkritisches Maß absenken.
Zu diesem Zweck sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass die Einblasöffnungen und die Absaugöffnungen in mindestens drei Stufen ausgebildet sind, die in Bandlaufrichtung aufeinander folgend angeordnet sind, wobei jede der Stufen aus einer Reihe von mindestens fünf, vorzugsweise mindestens sieben Einblasöffnungen und einer Reihe von mindestens fünf, vorzugsweise mindestens sieben Absaugöffnungen gebildet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der über die Einblasöffnungen zugeführte Schutzgasvolumenstrom gleich dem über die Absaugöffnungen abgesaugten Schutzgasvolumenstrom eingestellt wird oder auf einen Wert eingestellt wird, der maximal 5% unterhalb des abgesaugten Schutzgasvolumenstroms liegt. Durch die gleichen bzw. nahezu gleichen Volumenströme von zugeführtem und abgesaugtem Schutzgas und der erwähnten bevorzugten gleichmäßigen Verteilung von Einblasstellen und Absaugstellen wird die Gasturbulenz im Rüssel auf ein Minimum reduzier .
Zur Erzielung einer möglichst wirksamen Sperrung oder
Unterbrechung des durch das bewegte Metallband mitgerissenen Schutzgasstroms bei gleichzeitiger Minimierung der
Verwirbelung des Schutzgases ist es günstig, wenn nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Einblasöffnungen und die Absaugöffnungen matrixf rmig angeordnet sind. Auch ist in diesem. Zusammenhang günstig, wenn die Einblasöffnungen versetzt zu den Absaugöffnungen - in Bandlaufrichtung sowie über die Bandbreite betrachtet - angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Einblasöffnungen und die Absaugöffnungen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet.
Der Abstand zwischen der jeweiligen Einblasöffnung (Einblas- düse) und der mindestens einen ihr zugeordneten Absaugöffnung ist vorzugsweise kleiner/gleich 25 cm, insbesondere kleiner 15 cm, und besonders bevorzugt kleiner/gleich 10 cm.
Zur Verwirklichung einer turbulenzarmen Unterbrechung des durch das bewegte Metallband mitgerissenen Schutzgasstroms bzw. zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Verteilung der Einblasstellen und Absaugstellen sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass die Einblasöffnungen an zinkenartigen Zweigen eines kammförmigen Blasrohrgebildes und die Absaugöffnungen an zinkenartigen Zweigen eines kammförmigen Saugrohrgebildes ausgebildet sind, wobei die zinkenartigen Zweige des
kammförmigen Blasrohrgebildes und die zinkenartigen Zweige des kammförmigen Saugrohrgebildes ineinander greifen.
Wird dabei der Schutzgasstrom vor dem Einblasen mittels eines Gaserhitzers aufgeheizt, vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 450 bis 600°C, so bewirkt die vorstehend genannte Ausgestaltung zugleich, dass sich an dem aus den kammförmigen Rohrgebilden zusammengesetzten Rohrleitungssystem im Betrieb eine sehr gleichmäßige Oberflächentemperaturverteilung einstellt, wobei die Oberflächentemperatur des im Rüssel angeordneten Rohrleitungssystems bei Beheizung des Schutzgasstroms auf eine Temperatur im Bereich von 450 bis 600°C oberhalb der Taupunkt- bzw. Resublimationstemperatur von Zink liegt. Insbesondere verhindert die Erwärmung des Rohrleitungssystems mit aufgeheiztem Schutzgas das Auftreten punktueller Temperaturspitzen und damit eine ungewollte
Gaskonvektion bzw. Gasturbulenz.
In diesem Zusammenhang sieht eine weitere vorteilhafte
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass das kammförmige Blasrohrgebilde und das kammförmige Saugrohrgebilde durch eine Wärmeisolierung gegenüber dem Ofen-Rüssel thermisch isoliert sind. Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Ofen-Rüssel zumindest in einem Bereich, der sich vom Zinkbad bis zu den Einblasöffnungen und/oder Absaugöffnungen erstreckt, auf eine Temperatur von mindestens 400°C, vorzugsweise mindestens 450°C beheizt.
Ergänzend zu einer dafür vorgesehenen Heizeinrichtung, oder alternativ dazu, kann dieser untere Bereich des Ofen-Rüssels nach einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch mit einer Wärmeisolierung versehen sein. Hierdurch lässt sich erreichen, dass die relevanten Wände oder Wandabschnitte des Ofen-Rüssels wärmer sind als die
Temperatur, bei der die Kondensation bzw. Resublimation von Zinkdampf beginnt.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den beiliegenden Ansprüchen angegeben. Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere
Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch: Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Abschnitts eines
erfindungsgemäß ausgeführten Ofen-Rüssels einer kontinuierlichen Bandverzinkung;
Fig. 2 eine Querschnittansicht des Ofen-Rüssels entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 eine in einem Ofen-Rüssel gemäß Fig. 1 angeordnete
Blas-Saugvorrichtung in Draufsicht mit zugeordneter Rückführleitung, die mit einem Absaugventilator, einer Zinkabscheidevorrichtung und einer Heizeinrichtung zum Erwärmen des von Zink gereinigten, einzublasenden Schutzgases versehen ist;
Fig. 4 eine weitere Längsschnittansicht eines Abschnitts eines erfindungsgemäß ausgeführten Ofen-Rüssels einer kontinuierlichen Bandverzinkung;
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Längsabschnitt des zu
verzinkenden Metallbandes in einem Abschnitt des Ofen-Rüssels der Fig. 4; und
Fig. 6 den Abschnitt des Ofen-Rüssels gemäß Fig. 4 in
einer perspektivischen Darstellung. In der Zeichnung ist ein Ofen-Rüssel 1 einer kontinuierlichen Bandverzinkung ( Feuerverzinkung ) skizziert. Ein zu verzinkendes Metallband 2, vorzugsweise Stahlband, wird in einem (nicht gezeigten) Durchlaufofen geglüht und unter Schutzgas (HNX) einem Zinkbad 3 zugeführt. Das Band 2 taucht schräg nach unten in das Zinkbad 3 ein und wird durch eine im
Zinkbad angeordnete Rolle 4 nach oben umgelenkt. Die Bad- temperatur liegt typischerweise im Bereich von ca. 440 bis 470°C. Beim Austritt aus dem Bad 3 reißt das Band 2' eine flüssige Zinkmenge mit, die erheblich über der gewünschten Überzugsdicke liegt. Das noch flüssige überschüssige Über¬ zugsmaterial wird mittels sich über die Bandbreite
erstreckende Luftstrahl-Flachdüsen 5 von Ober- und Unterseite (Vorder- und Rückseite) des beschichteten Bandes 2'
abgestreift .
In dem Ofen-Rüssel 1 wird ein Teil des Schutzgases durch die Bandbewegung in Richtung Zinkbad 3 mitgerissen. Um zu
verhindern, dass das mitgerissene Schutzgas an der Zinkbadoberfläche Zinkdampf aufnimmt, welcher sich an den kälteren Innenwandflächen des Rüssels 1 als Zinkstaub absetzt und Oberflächenfehler an dem verzinkten Band 2' verursachen kann, wenn er in größeren Stücken auf das Band 2 und/oder Zinkbad 3 fällt, ist der Rüssel 1 mit einer besonderen Blas-Saugvorrichtung 6 versehen.
Die erfindungsgemäße Blas-Saugvorrichtung 6 weist ein
verzweigtes Leitungssystem 7.1, 7.2 mit einer Vielzahl von Einblas- und Absaugöffnungen 7.11, 7.21 auf, mittels derer Schutzgas im Endbereich des Rüssels 1, d.h. nahe des Zinkbades 3, so umgewälzt wird, dass der vom Band 2 mitgerissene Schutzgasstrom möglichst unterbrochen wird, jedoch ohne dass dadurch erhöhte Bandschwingungen verursacht werden. Zu diesem Zweck sind die Einblas- und AbsaufÖffnungen 7.11, 7.21 in Bewegungsrichtung des Bandes 2 so angeordnet, dass jede Ein- blasöffnung 7.11 in der Nähe wenigstens einer Absaugöffnung 7.21 liegt, wodurch eingeblasenes Schutzgas in unmittelbarer Umgebung wieder abgesaugt und so eine unkontrollierbare
Verwirbelung des Schutzgases verhindert wird.
Die Blas-Saugvorrichtung 6 umfasst einen oberen Teil 6.1 und einen unteren Teil 6.2, wobei sich der obere Teil 6.1 über die gesamte Breite der Bandoberseite (Vorderseite) erstreckt, während sich der untere Teil 6.2 über die gesamte Breite der Bandunterseite (Rückseite) erstreckt. Der obere Teil 6.1 sowie der untere Teil 6.2 können jeweils kastenartig ausgebildet sein und dementsprechend als Blas-Saugkasten bzw.
Blas-Saugkästen bezeichnet werden. Der jeweilige Blas-Saugkasten (6.1, 6.2) ist durch Trennwände 7.3 in eine verzweigte Blaskammer 7.1' mit parallel zueinander verlaufenden Einblaszweigen 7.10 und eine verzweigte Saugkammer 7.2' mit parallel zueinander verlaufenden Saugzweigen 7.20 unterteilt. Ein Einblaszweig 7.10 kann dabei unmittelbar neben einem Saugzweig 7.20 liegen, indem beide Zweige 7.10, 7.20 durch die- selbe Trennwand 7.3 voneinander getrennt sind. Die Unterteilung in eine verzweigte Blaskammer 7.1' und eine verzweigte Saugkammer 7.2' kann beispielsweise durch eine mäanderförmig verlaufende oder gefaltete Trennwand 7.3 bzw. durch mäander- förmig aneinandergesetzte Trennwände, die an ihren aneinander stoßenden Enden gasdicht miteinander verbunden sind, verwirklicht sein, wie in Fig. 5 skizziert ist. In die quer zur Bandlaufrichtung verlaufenden Hauptkammerabschnitte 7.4, 7.5 münden Anschlussstücke 7.41, 7.51 zum Anschluss mindestens einer Rückfüh leitung 8, die an einem Sauggebläse,
Saugventilator 9 oder dergleichen angeschlossen ist und einen Gaskreislauf definiert bzw. ermöglicht (vgl. Fig. 3). Das Anschlussstück 7.51 zur Absaugung des Schutzgases ist unterhalb des Anschlussstückes 7.41, über welches das Schutzgas zugeführt wird, angeordnet (siehe auch Fig. 6) . Dadurch ist sichergestellt, dass die Strömung des eingeblasenen
Schutzgases stets oder im Wesentlichen nur nach unten
gerichtet ist, wodurch ein Aufströmen von Zinkdampf aus dem Zinkbad in den Rüssel 1 hinein wirksam verhindert wird.
Wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt, münden in den oberen Hauptkammerabschnitt 7.4 des jeweiligen Blas-Saugkastens 6.1 bzw. 6.2 vorzugsweise mindestens zwei Anschlussstücke 7.41 zum Einblasen von Schutzgas, während der tiefer angeordnete Hauptkammerabschnitt 7.5 des Blas-Saugkastens 6.1 bzw. 6.2 vorzugsweise mit mindestens zwei Anschlussstücke 7.51 zum Absaugen von mit Zinkdampf beladenem Schutzgas vorgesehen ist. Die Anschlussstücke 7.41 des oberen Hauptkammerabschnitts 7.4 sind dabei quer zur Bandlaufrichtung voneinander beabstandet angeordnet. Ebenso sind die Anschlussstücke 7.51 des unteren Hauptkammerabschnitts 7.5 quer zur Bandlaufrichtung voneinander beabstandet.
Die Einblas- und Saugzweige 7.10, 7.20 sind mit einer
Vielzahl von Öffnungen (Düsen) 7.11, 7.21 versehen, die als Einblasöffnungen bzw. Absaugöff ungen dienen. Diese Öffnungen (Düsen) 7.11, 7.21 sind so angeordnet bzw. ausgeführt, dass das aus den Einblasöffnungen 7.11 strömende Schutzgas mit einem Auftreffwinkel im Bereich von 70° bis 110°, vorzugsweise 80° bis 100°, auf die der jeweiligen Einblasöffnung zugewandte Oberfläche des Bandes 2 gerichtet ist bzw. trifft. Vorzugsweise sind die Einblasdüsen 7.11 so ausgeführt, dass das aus ihnen ausströmende Schutzgas im Wesentlichen rechtwinklig auf die Bandoberfläche gerichtet ist (vgl. Fig. 2 und 4) . Der Abstand zwischen der jeweiligen Einblasdüse 7.11 und wenigstens einer ihr zugeordneten Absaugöffnung 7.21 ist dabei so gewählt, dass bei einer vorgegebenen oder vorgebbaren Strömungsgeschwindigkeit des eingeblasenen Schutzgases die bei Bewegung des Bandes 2 auftretende Mitnahme von
Schutzgas in Richtung des Zinkbades 3 wirksam unterbrochen oder zumindest minimiert wird.
Die durch die Bandbewegung hervorgerufene Mitnahme von
Schutzgas trägt zu einer „natürlichen Gasbewegung" bei.
Angetrieben wird die natürliche Gasbewegung zudem durch den üblicherweise vorhandenen Temperaturunterschied zwischen dem durch das Band 2 mitgerissenen, relativ heißen Schutzgas oberhalb des Zinkbades 3 und dem kälteren Schutzgas im oberen Bereich des Rüssels 1. Durch die erfindungsgemäße
Unterbrechung oder Sperrung dieser natürlichen Gasbewegung wird zugleich die Mitnahme bzw. der Transport von Zinkdampf von der Zinkbadoberfläche 3.1 in den oberen Rüsselbereich unterbrochen oder zumindest minimiert.
Um eine möglichst gleichmäßige Sperrwirkung für die Gasbewegung in Bandlaufrichtung sowie für die auf ärtsgerichtete Gasbewegung entlang der Innenseite der Rüsselwände zu
erzielen, ohne dass es dabei zu erhöhten Bandschwingungen kommt, sind mindestens fünf, vorzugsweise mindestens sieben, besonders bevorzugt mindestens zehn Einblasöffnungen (Düsen) 7.11 über die Breite des Bandes 2 verteilt angeordnet.
In unmittelbarer Nähe zu jeder Einblasöffnung 7.11 befindet sich mindestens eine Absaugöff ung 7.21. Die Einblasöffnungen 7.11 und die Absaugöffnungen 7.21 sind matrixförmig angeordnet. Das Einblasen und Absaugen erfolgt somit in mehreren Stufen, vorzugsweise in mindestens drei Stufen. Die Einblasöffnungen 7.11 sind dabei in Bandlaufrichtung sowie über die Bandbreite betrachtet versetzt zu den Absaugöffnungen 7.21 angeordnet (vgl. Fig. 5) . Vorzugsweise sind die Einblas- Öffnungen 7.11 und die Absaugöffnungen 7.21 gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet.
Über die Gaseinblaskanäle 7.10 kann eine große Menge Schutzgas ausgetauscht werden, ohne dass ein großer Gastransport in Bandlaufrichtung erfolgt. In vorteilhafter Weise wird hierdurch das Band 2 nicht zu Schwingungen angeregt. Gleichzeitig wird durch die Gasströmung der unerwünschte Transport von Zinkdampf aus dem Eintauchbereich des Bandes 2 in den oberen Teil des Rüssels 1 nicht unterstützt.
Durch die abwechselnde Anordnung von Einblasdüsen 7.11 und Saugdüsen 7.21 (Fig. 3) kann der Rüsselquerschnitt
vollständig in Querrichtung durchströmt werden. Noch nicht mit Zinkstaub beladenes Schutzgas mischt sich mit Zinkstaub beladenem Schutzgas und wird in räumlicher Nähe abgesaugt.
Wie in Fig. 3 skizziert ist, kann die Blas-Saugvorrichtung 6 bzw. der Blas-Saugkasten 6.1, 6.2 auch dergestalt ausgeführt werden, dass die Einblasöffnungen 7.11 an zinkenartigen
Zweigen 7.10 eines kammförmigen Blasrohrgebildes 7.1 und die Absaugöffnungen 7.21 an zinkenartigen Zweigen 7.20 eines kammförmigen Saugrohrgebildes 7.2 ausgebildet sind, wobei die zinkenartigen Zweige 7.10 des kammförmigen Blasrohrgebildes 7.1 und die zinkenartigen Zweige 7.20 des kammförmigen
Saugrohrgebildes 7.2 ineinander greifen. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Justierung des Abstandes der Einblasöffnungen 7.11 von den Absaugöffnungen 7.21 durch Verschieben des kammförmigen Blasrohrgebildes 7.1 relativ zu dem kammförmigen Saugrohrgebilde 7.2.
In der Rückführleitung 8 ist außer dem Sauggebläse oder
Saugventilator 9 eine Zinkabscheidevorrichtung 10 zur
Reinigung des mit Zinkdampf und/oder Zinkstaub beladenen Schutzgases integriert. Die Zinkabscheidevorrichtung 10 ist vorzugsweise mit einer Kühleinrichtung versehen, die eine Resublimation von Zinkdampf bewirkt. Der dadurch entstehende Zinkstaub kann mittels einer Trenneinrichtung vom Schutzgas abgetrennt und in einen Sammelbehälter 10.1 geleitet werden.
Das stufenweise Einblasen von gereinigtem bzw. unbeladenem Schutzgas und das in unmittelbarer Nähe zu den Einblasstellen erfolgende Absaugen von mit Zinkdampf und/oder Zinkstaub beladenem Schutzgas senkt die Konzentration des Zinkdampfes und/oder Zinkstaubes in dem im Rüssel 1 befindlichen Schutzgas und damit den Partialdruck des Zinkdampfes stufenweise auf ein unkritisches Maß ab. Die stufenweise Verminderung des Gehaltes an Zinkdampf und Zinkstaub in dem damit beladenen Schutzgas ist in Fig. 4 schematisch skizziert, wobei die schlangenförmigen Pfeile Z für Zinkdampf stehen, die geradlinigen Pfeile G die Strömungs ichtung des Schutzgases im Rüssel 1 und in der Blas-Absaugvorrichtung (Blas-Saugkasten) anzeigen und die „Punktwolken" D Zinkstaub darstellen. Es ist zu erkennen, dass der Gehalt an Zinkdampf und Zinkstaub von der Zinkbadoberfläche 3.1 in Richtung Glühofen stufenweise abnimmt . Der gereinigte Schutzgasstrom wird vor dem Einblasen mittels eines Gaserhitzers 11 aufgeheizt, beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von 450 bis 600°C. Der Rüssel 1 mit der Blas-Saugvorrichtung bzw. den Blas-Saugkästen 6.1, 6.2 wird durch diesen Gasstrom so aufgeheizt, dass an keiner Stelle des Rüssels 1 die Taupunkt- bzw. Resublimationstemperatur von Zinkdampf unterschritten wird.
Die Gaseinblaskanäle 7.10 verlaufen entlang der Bandlängsachse bzw. Rüssellängsachse und parallel zu den dazwischen angeordneten Absaugleitungen 7.20. In Kombination mit den Absaugleitungen 7.20 überdecken die Gaseinblaskanäle 7.10 einen Längsabschnitt des Bandes 2 vollständig oder im
Wesentlichen vollständig sowohl auf der Bandunterseite als auch auf der Bandoberseite. Dies bewirkt eine gleichmäßige Oberflächentemperatur der Blas-Saugvorrichtung bzw. Blas- Saugkästen 6.1, 6.2, wobei die Oberflächentemperatur oberhalb der Taupunkt- bzw. Resublimationstemperatur von Zinkdampf liegt .
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 6 ist als Druck-Zug-System ( Push-Pull-System) ausgeführt. Dabei wird heißes Schutzgas mit leichtem Überdruck über die Einblasöffnungen 7.11 in den Rüssel 1 eingeblasen, um an den Einblasöffnungen 7.11 (Auslassstellen) Querströmungen zu erzeugen. Über eine Mess- und Regeleinrichtung wird der eingeblasene Schutzgasstrom gleich oder geringfügig unterhalb der abgesaugten Gasstrommenge eingestellt. Beispielsweise beträgt der pro Bandseite (Blas- Saugkasten 6.1 oder 6.2) eingeblasene Schutzgasstrom etwa 150 Nm3/h bei ca. 600°C, während der pro Bandseite abgesaugte Schutzgasstrom einschließlich Zinkdampf ca. 200 Nm3/h
beträgt .
Um Wärmeverluste zu minimieren, sind die Blashauptkammer (Blashauptleitung) 7.1 und die Einblaszweige (Gaseinblas- kanäle) 7.10 und vorzugsweise auch die Absaughauptkammer 7.2 und die Saugzweige (Absaugleitungen) 7.20 durch eine Wärmeisolierschicht von der Rüsselkonstruktion thermisch isoliert Der Rüssel 1 ist zudem mit einer äußeren Wärmeisolierung 12 versehen, um die Innenseite der Rüsselwände auf eine
Temperatur größer 300°C zu halten.
Der unterste Teil des Rüssels 1, d.h. das zwischen der Blas- Saugvorrichtung und dem Zinkbad 3 befindlich Rüsselendstück 1.1 ist vorzugsweise mit einer Wärmeisolierung 13 versehen. Die Wärmeisolierung 13 stellt sicher, dass die damit
versehenen Wände bzw. Wandabschnitte des Rüssels im Betrieb der Verzinkungsanlage wärmer sind als die Taupunkt- bzw. Resublimationstemperatur des Schutzgas-Zinkdampf-Gemisches . Die Wärmeisolierung 13 ist beispielsweise aus Mineralwolle- und/oder Keramikplatten gebildet und umgibt das Rüsselendstück 1.1 vorzugsweise mantelförmig .
Ferner sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass das Rüsselendstück 1.1 ergänzend oder alternativ zu der Wärmeisolierung 13 mit einer Heizeinrichtung (nicht gezeigt) versehen ist.
Der erfindungsgemäß ausgeführte Ofen-Rüssel 1 lässt sich in Bezug auf das Schutzgas in drei Bereiche A, B und C gliedern (vgl . Fig. 1) .
Der Bereich A umfasst das Endstück 1.1, das vorzugsweise mit einer Wärmeisolierung 13 versehen ist. In diesem Bereich A tritt eine relativ hohe Zinkdampfbeladung bei geringer
Gasbewegung auf. Die Oberflächentemperatur des Rüssels 1 liegt in diesem Bereich oberhalb von 440°C. An den Bereich A schließt sich der Bereich B an, der mit der erfindungsgemäßen Blas-Saugvorrichtung {z.B. in Form der Blas-Saugkästen 6.1, 6.2) ausgerüstet ist. Der Bereich B dient als Trennschleuse oder Gasschleier. Er unterbricht den „natürlichen Gasstrom", insbesondere die durch die Bandbewegung verursachte Mitnahme von Schutzgas in Richtung
Zinkbad 3, durch Einblasung von gereinigtem heißem Schutzgas bei gleichzeitiger Absaugung von mit Zinkdampf beladenem in räumlicher Nähe zu den Einblasstellen 7.11. Durch die mehrstufige Anordnung der Einblasdüsen 7.11 und Absaugdüsen 7.21 wird die Zinkdampfkonzentration stufenweise im Bereich B reduziert. Die Oberflächentemperaturen der Blas-Saugkästen 6.1, 6.2 und der Innenseiten des Rüssels 1 liegen oberhalb der Taupunkt- bzw. Resublimationstemperatur von Zinkdampf, d.h. oberhalb von 400°C.
Oberhalb des Bereichs B folgt der Bereich C. Der Bereich C zeichnet sich durch einen geringen Zinkdampfgehalt im Schutz- gas aus. Die Oberflächentemperatur der Rüsselinnenseite beträgt im Bereich C mehr als 300°C, wodurch eine Kondensation bzw. Resublimation des dort im Schutzgas noch geringfügig vorhandenen Zinkdarapfes verhindert wird. Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Varianten möglich, die auch bei von den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen abweichender Gestaltung von der in den beiliegenden Patentansprüchen angegebenen Erfindung Gebrauch machen. So können beispielsweise die parallel zueinander verlaufenden Einblaszweige 7.10 und Saugzweige 7.20 des Blas-Saugkastens 6.1, 6.2 bzw. die „Zinken" des kammförmigen Blasrohrgebildes 7.1 sowie des kammförmigen Saugrohrgebildes 7.2 auch quer zur Bandlaufrichtung ausgerichtet werden. Welche dieser Varianten
realisiert wird, hängt vom Verlauf der Hauptleitungen für die Schutzgaszufuhr und -absaugung in Bezug auf die Orientierung des Rüssels 1 bzw. den diesbezüglichen Montagemöglichkeiten a .

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Vermeidung von durch Zinkstaub verursachten Oberflächenfehlern an verzinktem Metallband in einer kontinuierlichen Bandverzinkung, bei dem in einem
Durchlaufglühofen erhitztes Metallband (2) unter
Schutzgas durch einen Ofen-Rüssel (1) hindurchbewegt und in ein Zinkbad (3) eingetaucht wird, bei dem im Ofen- Rüssel (1) die Oberseite und die Unterseite des
Metallbandes (2) über Einblasöffnungen (7.11) mit
Schutzgas beaufschlagt Vierden, und bei dem mit Zinkdampf und/oder Zinkstaub beladenes Schutzgas über
Äbsaugöff ungen (7.21), die beidseitig des Metallbandes (2) benachbart den Einblasöffnungen (7.11) angeordnet sind, abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl der Einblasöffnungen (7.11) in der Weise
ausgebildet und im Ofen-Rüssel (1) angeordnet wird, dass das aus diesen Einblasöff ungen (7.11) strömende
Schutzgas mit einem Auftreff inkel im Bereich von 70° bis 110°, vorzugsweise 80° bis 100°, auf die der jeweiligen Einblasöffnung (7.11) zugewandte Oberfläche des Metallbandes (2) gerichtet ist, wobei der Abstand zwischen der jeweiligen Einblasöffnung (7.11) und wenigstens einer ihr zugeordneten Absaugöffnung (7.21) so gewählt wird und die Strömungsgeschwindigkeit des aus der jeweiligen Einblasöffnung (7.11) austretenden Schutzgases so gesteuert wird, dass einer bei Bewegung des Metallbandes (2) auftretenden Mitnahme von Schutzgas in Richtung des
Zinkbades (3) entgegenwirkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das über die Einblasöff ungen (7.11) zugeführte Schutzgas zuvor auf eine Temperatur von mindestens 500°C,
vorzugsweise mindestens 550°C erwärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einblasen von Schutzgas über die Einblasöffnungen (7.11) und das Absaugen von Schutzgas über die Absaugöffnungen (7.21) in mindestens drei Stufen durchgeführt wird, die in Bandlaufrichtung aufeinander folgend
angeordnet sind, wobei jede der Stufen aus einer Reihe von mindestens fünf, vorzugsweise mindestens sieben Einblasöffnungen (7.11) und einer Reihe von mindestens fünf, vorzugsweise mindestens sieben Absaugöffnungen (7.21) gebildet ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der Ofen-Rüssel (1) zumindest in einem Bereich, der sich vom Zinkbad (3) bis zu den
Einblasöffnungen (7.11) und/oder Absaugöff ungen (7.21) erstreckt, auf eine Temperatur von mindestens 400°C beheizt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass der über die Einblasöffnungen (7.11) zugeführte Schutzgasvolumenstrom gleich dem über die Absaugöffnungen (7.21) abgesaugten Schutzgasvolumenstrom eingestellt wird oder auf einen Wert eingestellt wird, der maximal 5% unterhalb des abgesaugten
Schutzgasvolumenstroms liegt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das abgesaugte, mit Zinkdampf
und/oder Zinkstaub beladene Schutzgas mittels einer
Zinkabscheidevorrichtung (10) gereinigt wird.
Vorrichtung zur Vermeidung von durch Zinkstaub
verursachten Oberflächenfehlern an verzinktem Metallband in einer kontinuierlichen Bandverzinkung, bei der zu verzinkendes, in einem Durchlaufglühofen erhitztes
Metallband (2) unter Schutzgas durch einen Ofen-Rüssel (1) hindurchbewegt und in ein Zinkbad (3) eingetaucht wird, wobei der Ofen-Rüssel (1) mit Einblasöffnungen (7.11) versehen ist, über die die Oberseite und die Unterseite des Metallbandes (2) mit Schutzgas beaufschlagbar ist, und wobei benachbart zu den Einblasöffnungen (7.11) Absaugöffnungen (7.21) zum Absaugen von mit Zinkdampf und/oder Zinkstaub beladenem Schutzgas angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl der Einblasöffnungen
(7.11) in der Weise ausgebildet und im Ofen-Rüssel (1) angeordnet ist, dass das aus diesen Einblasöffnungen
(7.11) strömende Schutzgas mit einem Auftreffwinkel im Bereich von 70° bis 110°, vorzugsweise 80° bis 100°, auf die der jeweiligen Einblasöffnung (7.11) zugewandte
Oberfläche des Metallbandes (2) gerichtet ist, wobei der Abstand zwischen der jeweiligen Einblasöffnung (7.11) und wenigstens einer ihr zugeordneten Absaugöffnung (7.21) so gewählt ist, dass bei einer vorgegebenen oder vorgebbaren Strömungsgeschwindigkeit des aus der jeweiligen
Einblasöffnung (7.11) austretenden Schutzgases einer bei Bewegung des Metallbandes (2) auftretenden Mitnahme von Schutzgas in Richtung des Zinkbades (3) entgegenwirkt wird .
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugöffnungen (7.21) über eine mindestens einen Absaugventilator (9) aufweisende Rückführleitung (8) mit den Einblasöffnungen (7.11) verbunden sind, wobei die Rückführleitung (8) mit mindestens einer Heizeinrichtung (11) zum Erwärmen des Schutzgases auf eine Temperatur von mindestens 500°C, vorzugsweise mindestens 550°C versehen ist .
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführleitung (8) mit einer Zinkabscheidevorrichtung (10) versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einblasöff ungen (7.11) zum Einblasen von
Schutzgas und die Absaugöffnungen (7.21) zum Absaugen von Schutzgas in mindestens drei Stufen ausgebildet sind, die in Bandlaufrichtung aufeinander folgend angeordnet sind, wobei jede der Stufen aus einer Reihe von mindestens fünf, vorzugsweise mindestens sieben Einblasöffnungen (7.11) und einer Reihe von mindestens fünf, vorzugsweise mindestens sieben Absaugöffnungen (7.21) gebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Einblasöffnungen (7.11) und die Absaugöffnungen (7.21) matrixförmig angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die Einblasöffnungen (7.11) in
Bandlaufrichtung und über die Bandbreite betrachtet versetzt zu den Absaugöff ungen (7.21) angeordnet sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einblasöffnungen (7.11) und die Absaugöffnungen (7.21) gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einblasöffnungen (7.21) an zinkenartigen Zweigen (7.10) eines kammförmigen
Blasrohrgebildes (7.1) und die Absaugöff ungen (7.21) an zinkenartigen Zweigen (7.20) eines kammförmigen Saugrohrgebildes (7.2) ausgebildet sind, wobei die zinkenartigen Zweige (7.10) des kammförmigen Blasrohrgebildes (7.1) und die zinkenartigen Zweige (7.20) des kammförmigen
Saugrohrgebildes (7.2) ineinander greifen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das kammförmige Blasrohrgebilde (7.1) und das kammförmige Saugrohrgebilde (7.2) durch eine Wärmeisolierung gegenüber dem Ofen-Rüssel (1) thermisch isoliert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen-Rüssel (1) zumindest in einem Bereich (1.1, Ά) , der sich vom Zinkbad (3) bis zu den Einblasöffnungen (7.11) und/oder Absaugöffnungen
(7.21) erstreckt, mit einer Wärmeisolierung (13) und/ode Heizeinrichtung versehen ist.
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