METHOD AND APPARATUS FOR GALVANIZING RIBBED TUBES

Abstract: 1. Apparatus for galvanising ribbed tubes, the apparatus having components which are arranged in line, one behind the other, at one treatment level, which are connected by an automatically operating conveyor device with horizontal and vertical support, guide and driving rolls, or, in the preheating area, with a conveyor chain device and which comprises a feed facility (1), a degreasing facility (2) with a blow-off device for the degreasing medium, a washing facility (3) with a blow-off device for the washing medium, a dipping facility (4) with a blow-off device for the dipping medium, a washing facility (5) with a blow-off device for the washing medium a preheating furnace (6), a galvanising furnace (7) with a protective atmosphere, a blow-off device (13) or a device for removing excess zinc, as well as a cooling and drying facility (8) with nozzles supplied with water and air and, if necessary, a chromating facility (9) with a blow-off device for the chromating medium, wherein the galvanising furnace (7) for receiving an alloy of molten zinc has a melting area (18), a galvanising pan (12) arranged over the melting area, a zinc charging area (20), wherein the molten zinc can be pumped from the melting area (18) into the galvanising pan (12) which has an overflow, and wherein the melting area (18) and the zinc charging area (20) are separated by a partition extending downwards into the zinc.

Description: Verfahren und Einrichtung zum Feuerverzinken von Rippenrohren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Feuerverzinken von Rippenrohren, wobei die Rippenrohre unterschiedlicher Geometrie vorbehandelt werden, d. h., vorher entfettet, gebeizt, gespult usw. werden und dann zum Überziehen mit geschmolzenem Zink oder einer Zinklegierung in ein Verzinkungsbad getaucht werden sowie auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. In der US-PS 3 722 463 ist eine Weiterentwicklung des in der vorgenannten Schrift zitierten US-Patentes No. 3 122 114 - kontinuierliche Rohrherstellung und -verzinkung - dargestellt. Dabei bezieht sich die US-PS 3 722 463 auf ein Verfahren und eine Einrichtung, ausschliesslich abgestimmt in der Auslegung und somit ausschliesslich geeignet für das Feuerverzinken von Glattrohren. Die einzelnen Glattrohre sind hierbei zu einem Endlosrohr verbunden. Die Vorbehandlung der verbundenen Glattrohre schliesst eine Flussmittelbehandlung (Zink-Ammonium-Chlorid) und anschliessende Trocknung bei ca. 200 ec ein. Diese Ver,ahrensweise bedingt beim Verzinkungsvorgang durch das Sublimieren des Flussmittels erhebliche Abluftvolumina mit grosser Schadstoffbeladung. Umweltschutzrelevanten Erfordernissen ist hierbei nur mit einer entsprechenden Ablufterfassung und nachgeschalteter Reinigungsanlage zu entsprechen bei hierbei bedingt erheblich reduzierter Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage. Dieses bekannte Verfahren und die Einrichtung für das Feuerverzinken von Rohren ist ausschliesslich für Glattrohre geeignet unter Einbezug einer klassischen Flussmittelbehandlung und allen hierdurch entstehenden negativen Aspekten. Dagegen beinhaltet die der vorliegenden Anmeldung zugrunde liegende Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verzinkung von Rippenrohren ohne die nach der vorgenannten Druckschrift notwendige klassische Flussmittelbehandlung. Das Verfahren und die Einrichtung berücksichtigen alle spezifischen Erfordernisse bei der Feuerverzinkung des Rippenrohres, bei variabler Handhabung aller relevanten Parameter und unter Berücksichtigung aller umweltschutzrelevanten Erfordernisse. Das Rippenrohr besteht im wesentlichen aus einem ovalen Grundrohr (oder anderen Querschnitten), auf dem eine Blechrippe im Wickelver- fahren endlos diagonal aufgewickelt ist, wobei sich das Rippenrohr wesentlich von einem Glattrohr unterscheidet, nicht zuletzt durch die um den Faktor 40 vergrösserte Oberfläche. Rippe und Grundrohr besitzen-keine Iletallische Verbindung und weisen erhebliche Unterschiede in den Materialstärken auf. Die Teilung der Rippe auf dem Grundrohr beträgt ca. 3 mm. Stand der Technik bei der Feuerverzinkung von Rippenrohren ist das Eintauchen in eine Zinkschmelze mit vorgeschaltetem Entfetten, Spülen, Beizen, Spülen und Fluxen. Diese vorgeschalteten Behandlungen sind einzelne separate Vorgänge, wobei die Rippenrohre jeweils in einzelne das entsprechende Entfettungs-, Spül-, Beiz- oder dgl.medium enthaltende Tauchbäder z. B. mittels eines Kranes eingetaucht werden. Die Abkühlung erfolgt nach der Verzinkung im Wasserbad. Eine sofortige weitere Behandlung des Rippenrohres nach der Verzinkung ist hierbei qualifiziert nicht möglich. Die bei der Tauchverzinkung auftretenden Probleme sind bekannt, begründet in der komplizierten Geometrie des Rippenrohres. Eine zufriedenstellende Verzinkungsqualität ist insgesamt, wenn überhaupt, nur mit sehr hohem anlagentechnischen Aufwand zu erreichen bei gleichzeitig stark reduzierter Tauchfrequenz und somit erheblich beeinträchtigter Wirtschaftlichkeit. Für die Steuerung der Zinkauflage stehen nur wenige Parameter mit äusserst geringer Anwendungsbandbreite zur Verfügung. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs genannten Art zu schaffen, das bzw. die mit zusätzlichen Parametern eine grösstmög liche Anwendungsbandbreite unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit und der für den Umweltschutz relevanten Erfordernisse gewährleistet. Nach der Erfindung wird die Aufgabe in der Weise gelöst, dass die Rippenrohre automatisch mittels Transporteinrichtung, bestehend aus horizontal und vertikal angebrachten Stütz-, Führungs- und Treibrollen bzw. Transportkette im Vorwärmbereich auf einem Behandlungsniveau die Behandlungsstufent die-Entfettungs-, Spül-, Beiz-, Wärm-, Verzinkungs-, Kühl-, Trocken-, Chromatierungs- und Abblas-/mech. Abstreif-/Rüttelstufen beinhalten, nacheinander durchlaufen, wobei die Rippenrohre in der Verzinkungsstufe in einem Verzinkungsofen überflutet werden. In den Ansprüchen 2 bis 8 sind vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens nach Anspruch 1 gekennzeichnet. Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zum Feuerverzinken von Rippenrohren unterschiedlicher Geometrie mit den Anlagenkomponenten Beschickungseinrichtung, Entfettungseinrichtung mit Abblaseinrichtung für Entfettungsmedium, Spüleinrichtung mit Abblaseinrichtung für Spülmedium, Beizeinrichtung mit Abblaseinrichtung für Beizmedium, Spüleinrichtung mit Abblaseinrichtung für Spülmedium, Vorwärmofen, Verzinkungsofen mit Abblas-/mech. Abstreifwie z. B. Bürsten/Rütteleinrichtung für Zink, Kühl- und Trockeneinrichtung, Chromatierungseinrichtung mit Abblaseinrichtung für Chromatierungs-Medien, Entnahmeeinrichtung, Transportsystem, kennzeichnet sich dadurch, dass die Anlagenkomponenten in Linie hintereinander angeordnet sind. Zweckmässige Ausführungen der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Ansprüchen 10 und 11 gekennzeichnet. Die Vorteile des Verfahrens und der Einrichtung nach der Erfindung liegen insbesondere darin, dass es ermöglicht wird, Rippenrohre in kurz hintereinander in Linie geschalteten, geschlossenen Behandlungsstufen kontinuierlich oder diskontinuierlich vorbehandeln, verzinken und nachbehandeln zu können und damit in der optimalen wirtschaftlichen Steuerung der Zinkschichtdicke bei optimierter Technik der Gesamtanlage unter Berücksichtigung emissionsrelevanter Faktoren. Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemässe Einrichtung mit Anlagenkomponenten, Fig. 2 einen Längsschnitt eines Verzinkungsofens. Die Einrichtung zum Feuerverzinken von Rippenrohren besteht im wesentlichen aus Beschickungseinrichtung 1, Entfettungseinrichtung 2 mit Abblaseinrichtung, Spüleinrichtung 3 mit Abblaseinrichtung, Beizeinrichtung 4 mit Abblaseinrichtung, Spüleinrichtung 5 mit Abblaseinrichtung, Vorwärmofen 6, Verzinkungsofen 7 mit Abblas-, Rüttel-/Abstreifeinrichtung, Kühl- und Trockeneinrichtung 8, Chromatierungseinrichtung 9 mit Abblaseinrichtung, Entnahmeeinrichtung 10 und nicht dargestelltem Transportsystem. Die zu behandelnden Rippenrohre werden mittels des nicht dargestellten Transportsystems, bestehend aus Stütz-, Führungs- und Treibrollen bzw. im Bereich des Vorwärmofens bestehend aus einer Transportkette, automatisch transportiert. Die Transportgeschwindigkeit ist stufenlos regelbar. Die Einspeisung der Rippenrohre erfolgt manuell über die Beschickungseinrichtung 1. Das Aufbringen der Behandlungsmedien in den Behandlungsstufen Entfetten 2 Spülen 3 Beizen 4 Spülen 5 Kühlen 8 und Chromatieren 9 erfolgt mittels nicht dargestellter Düsen im Spritzverfahren. Die aufgebrachten Medien werden jeweils nach der speziellen Behandlung abgeblasen, um Austragungsverluste zu vermeiden bzw. zu minimieren, Die indirekt gasbeheizte Vorwärmstrecke 6 ist aus mehreren Ofensegmenten zusammengesetzt, die mit Einzelsteuerung ausgerüstet sind. Die Erwärmung der Rippenrohre erfolgt somit in vorteilhafter Weise gleitend von Raumtemperatur bis zur Verzinkungstemperatur im Zinkbad von ca. 450 - 560 C. Das Gesamtsystem arbeitet unter Schutzgasatmosphäre, wodurch eine Oxidation der Rippenrohre in der Vorwärmzone 6 verhindert wird. Als Inertgas wird vorzugsweise Stickstoff mit einem Wasserstoffanteil von ca. 10 % eingesetzt. Die Verzinkung der Rippenrohre erfolgt ebenfalls unter Schutzgasatmosphäre 17 im Temperaturbereich von ca. 450 - 560 C emissions- und reststofffrei. Hierbei werden die Rippenrohre in dem in besonderer Weise ausgebildeten Verzinkungsofen 7 mit Chargierbereich 20 sowie Schmelzbereich mit Verzinkungspfanne 12 mittels Zinkpumpe 16 mit Zink 18, 19 überflutet. Die Verzinkungspfanne 12 ist im Einlauf- und Auslaufbereich mit einer Führung versehen. Die besondere Anordnung der Verzinkungspfanne 12 im Verzinkungsofen 7 verhindert bei Betriebsniveau der Zinklegierung weitestgehend Leckageverluste der Schutzgasatmosphäre 17. Das aus der Verzinkungspfanne 12 mit dem Rippenrohr ausgetragene Zink 18, 19 wird mittels einer Abblasdüse 13 bzw. mech. Abstreif-/ Rütteleinrichtung senkrecht abgeblasen bzw. entfernt. Das Auftreten von Brückenbildungen zwischen den Rippenrohrlamellen und die Bildung einer Ablaufkante ist wirksam unterbunden. Der temporäre Korrosionsschutz ist durch die Chromatierung gegeben. Der Verzinkungsofen 7 besteht aus einem Gehäuse mit Feuerfestauskleidung 11, wobei unterhalb der Abblasdüse 13 ein Zinkauffangbehälter 14 angeordnet ist. Selbstverständlich soll das Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung auch die Verwendung von Zink- oder anderen Metall-Legierungen beinhalten sowie die Möglichkeit der Flussmittelbehandlung. Die Flussmittelbehandlung wird der Behandlungsstufe 5 nachgeschaltet. Das Aufbringen des Fluxmediums erfolgt analog der Behandlungsstufen Entfetten 2, Spülen 3, Beizen 4, Spülen 5, Kühlen 8 und Chromatieren 9. Um Austragungsverluste zu vermeiden, wird das aufgebrachte Flussmittel abgeblasen0 Die Erwärmung der in dieser Weise vorbehandelten Rippenrohre erfolgt in der indirekt gasbeheizten Vorwärmstrecke 6, die aus mehreren Ofensegmenten mit Einzelsteuerung zusammengesetzt ist. Die Erwärmung der Rippenrohre erfolgt somit in vorteilhafter Weise, gleitend von Raumtemperatur bis auf ca. 150 C. Das Gesamtsystem arbeitet unter Schutzgasatmosphäre, wodurch eine Oxidation der Rippenrohre in der Vorwärmzone 6 verhindert wird. Als Inertgas wird vorzugsweise Stickstoff eingesetzt. Die Verzinkung der Rippenrohre erfolgt ebenfalls unter Schutzgasatmosphäre 17 im Temperaturbereich von ca. 450 - 560 C.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Feuerverzinken von Rippenrohren, wobei die Rippen rohre unterschiedlicher Geometrie vorbehandelt werden, d. h., vorher entfettet, gebeizt, gespült usw. werden und dann zum Überziehen mit geschmolzenem Zink oder einer Zinklegierung in ein Verzinkungsbad getaucht werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenrohre automatisch mittels Transporteinrichtung, be stehend aus horizontal und vertikal angebrachten Stütz-, Füh rungs- und Treibrollen bzw. Transportkette im Vorwärmbereich auf einem Behandlungsniveau die Behandlungsstufen, die Entfettungs-, Spül-, Beiz-, Wärm-, Verzinkungs-, KUhl-, Trocken-, Chromatie rungs- und Abblas-/mech. Abstreif-/Rüttelstufen beinhalten, nacheinander durchlaufen, wobei die Rippenrohre in der Verzin kungsstufe in einem Verzinkungsofen überflutet werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auf bringen der Behandlungsmedien im Bereich Entfetten, Spülen, Beizen, Spülen, Kühlen, Chromatieren im Spritzverfahren über Düsen in geschlossenen Behältern erfolgt, wobei das anhaftende Medium mittels Druckluftdüsen abgeblasen wird. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenrohre in einem indirekt gasbeheizten Vorwärmofen mit Ein- und Auslaufschleusen unter Schutzgasatmosphäre gleitend von Raumtemperatur auf Verzinkungstemperatur von ca. 450 560 'C erwärmt werden. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgewärmte Rippenrohr automatisch dem induktiv-beheiz ten Verzinkungsofen zugeführt und durch Überfluten mittels Zink unter Schutzgasatmosphäre emissions- und reststofffrei verzinkt wird, wobei die Zinktemperatur und die Behandlungszeit/Duroh- laufgeschwindigkeit individuell geregelt werden. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Zink überflutete Rippenrohr automatisch der Abblas düse bzw. der mechanischen Abstreif-/Rütteleinrichtung zugeführt wird, in der Zink tropfenfrei entfernt wird. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das verzinkte Rippenrohr automatisch einer Luft-/Wasser Kühlstrecke zugeführt wird, in der eine gleitende Abkühlung des Rippenrohres vorgenommen wird von Verzinkungstemperatur auf Raumtemperatur dergestalt, dass über Düsen Wasser und Druckluft aufgeblasen werden. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das abgekühlte Rippenrohr automatisch dem Chromatierungsbad zugeführt wird und hier das Chromatierungsmedium mittels Düse aufgesprüht wird. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das chromatierte Rippenrohr automatisch der Entnahmevorrich tung zugeführt wird. 9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8 zum Feuerverzinken von Rippenrohren unterschiedlicher Geometrie mit den Anlagenkomponenten Beschickungseinrichtung, Entfettungseinrichtung mit Abblaseeinrichtung für Entfettungs medium, Spüleinrichtng mit Abblaseinrichtung für Spülmedium, Beizeinrichtung mit Abblaseinrichtung für Beizmediume Spülein- richtung mit Abblaseinrichtung für Spülmedium, Vorwärmofen, Ver zinkungsofen mit Abblas-/mech. Abstreif-/Rütteleinrichtung für Zink, Kühl- und Trockeneinrichtung, Chromatierungseinrichtung mit Abblaseinrichtung für Chromatierungs-Medium, Entnahmeein richtung, Transportsystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Anla genkomponenten (1 - 10 > in Linie hintereinander angeordnet sind. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzinkungsofen (7) zur Aufnahme einer Legierung ausgeschmolze- nem Zink (18, 19) aus Schmelzbereich mit Verzinkungspfanne (12) und Zink-Chargierbereich (20) besteht, wobei das geschmolzene Zink (18) aus dem Schmelzbereich mittels Zinkpumpe (16) in die über dem Schmelzberei-ah--angeordnete Verzinkungspfanne (12) mit Überlauf pumpbar ist. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzinkungspfanne (12), bedingt durch das Niveau des geschmolze nen Metalles, die Schutzgasatmosphäre (17) im Schmelzbereich gegenüber der Normalatmosphäre abdichtet.

Inventors: ACKERMANN, WERNER, SCHIRMULY, KLAUS, DIPL.-ING.
Applicants: HOESCH AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1984
Main classification: C23C2
IPC codes: B08B3, C23C22, C23C2