УСТРОЙСТВО НЕПРЕРЫВНОГО НАНЕСЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ НА ДЛИННОМЕРНОЕ ИЗДЕЛИЕ

Полезная модель относится к области техники, а именно к устройствам нанесения металлических покрытий горячим способом.
Известно устройство нанесения металлического покрытия на длинномерное изделие, содержащее ванну для расплавленного металла с нагревательными элементами для поддержания его температуры и роликовый механизм заведения изделия под поверхность расплавленного металла, применяемое для цинкования стальной полосы (см. патент №2128715).
Недостатком такого известного устройства является большие энергетические потери при их использовании. Это связано с тем, что такое устройство с роликовым и механизмом для заведения изделия под поверхность расплавленного металла должно иметь ванну большого объема, которая, как правило, вмещает несколько тонн металла. Поддержание такой массы металла в расплавленном состоянии сопровождается значительными энергетическими потерями, особенно если производство не является непрерывным.
Кроме этого устройство является опасным из-за возможности разлива большого количества расплавленного металла и трудоемким в эксплуатации из-за расположения роликов в расплавленном металле.
Известно устройство нанесения металлического покрытия на длинномерное изделие, содержащее ванну для расплавленного металла с нагревательными элементами для поддержания его температуры и с отверстиями в ее торцевых стенках для прохождения длинномерного изделия, а также механизм изменения уровня поверхности расплавленного металла, применяемое, например, при нанесении защитного цинкового покрытия в производстве труб для холодильников (см. чертеж ванны цинкования М-129/03-03, изготовляемой фирмой MARCEGAGLIA IMPIANTI).
В таком устройстве длинномерное изделие (трубка) протягивается через отверстия в торцевых стенках ванны, которые при нанесении покрытия находятся ниже уровня поверхности расплавленного металла. В период остановок для наладки устройства с целью исключения утечки металла через отверстия, уровень поверхности металла в ванне опускается ниже уровня отверстий. Это осуществляется с помощью механизма изменения уровня расплавленного металла, состоящего из
объемной и стойкой к расплавленному металлу массы, размещенной в ванне под поверхностью металла и рычага с приводом ее подъема. Ванна такого устройства имеет небольшие размеры и вмещает 100-150 кг металла (цинка), соответственно энергопотери этого устройства значительно ниже и оно может использоваться при периодическом производстве.
Недостатками такого известного устройства являются малая долговечность ванны, которая в данном устройстве выполняется из армко-железа, не обладающего достаточной стойкостью к расплавленному цинку или алюминию, а также загрязнение железом расплавленного металла, ухудшающее качество покрытия. Невозможность покрытия ванны материалом стойким к указанным расплавам определяется требованием обеспечения высокой теплопроводности ее стенок. Это требование вызвано тем, что при остановке устройства на длительный срок (более 2-х суток) с целью сокращения энергетических затрат производится охлаждение ванны, а при возобновлении - разогрев. При этом, поскольку из-за сложности слива металла не производится, разогрев ванны до его расплавления требует большой мощности нагревательных элементов даже в ванне без защитного покрытия.
Целью создания полезной модели является создание устройства нанесения металлического покрытия на длинномерное изделие, содержащего ванну для расплавленного металла с нагревательными элементами для поддержания его температуры и с отверстиями в ее торцевых стенках для прохождения длинномерного изделия, а также механизм изменения уровня поверхности расплавленного металла, имеющего высокую долговечность ванны и низкие энергетические потери при периодическом цикле производства.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве нанесения металлического покрытия на длинномерное изделие, содержащем ванну для расплавленного металла с нагревательными элементами для поддержания его температуры и отверстиями для прохождения изделия в ее торцевых стенках, выполненных со смещением от плоскости симметрии ванны, а также механизм изменения уровня поверхности расплавленного металла в ванне, ванна установлена на опорах вращения соосно отверстиям, механизм изменения уровня поверхности расплавленного металла в ванне выполнен в виде привода поворота ванны на ее опорах вращения, при этом внутренняя поверхность ванны покрыта стойким к расплавленному металлу материалом.
Отличительные признаки такого устройства обеспечивают низкие энергетические потери при его использовании в периодическом производстве и многократное повышение срока службы ванны.
Благодаря установке ванны на опоры вращения соосно отверстиям, имеющим смещение относительно плоскости симметрии ванны, и выполнению механизма изменения уровня расплавленного металла в ванне в виде привода поворота ванны на этих опорах, получена возможность путем поворота ванны осуществлять, как подъем и опускание уровня расплавленного металла относительно уровня отверстий, так и слив расплавленного металла на период остановки. Применение такого механизма изменения уровня, благодаря отсутствию объемной массы с рычагом ее подъема, позволило выполнить ванну закрытой сверху термоизолирующей крышкой. Слив расплавленного металла из ванны на период длительной остановки устройства позволяет при возобновлении его работы осуществлять плавление металла в специальном устройстве с низкими энергетическими потерями, а в ванне снизить мощность нагревательных элементов, а также выполнить ванну с покрытием внутренней поверхности слоем материала, стойкого к расплавленному металлу. Все это в целом значительно снижает энергетические потери и многократно увеличивает срок службы ванны.
Предлагаемое устройство непрерывного нанесения металлического покрытия на длинномерное изделие согласно полезной модели раскрывается подробно ниже приведенным описанием и иллюстрируется рисунками, на которых:
Фиг.1 - иллюстрирует схематично устройство согласно полезной мрдели в разрезе по плоскости перпендикулярной изделию;
Фиг.2 - иллюстрирует устройство согласно полезной модели в разрезе по плоскости А-А на фиг.1;
Фиг.3 - иллюстрирует положение элементов устройства в рабочем положении;
Фиг.4 - иллюстрирует положение элементов устройства при сливе металла.
Показанное на фиг.1 устройство непрерывного нанесения металлического покрытия на длинномерное изделие, согласно полезной модели, состоит из основания 1, на котором установлена ванна 2. Ванна 2 имеет стальной корпус 3, покрытие 4 из стойкого к расплавленному металлу (цинк или алюминий) материала по внутренней поверхности, и теплоизоляцию 5 с защитным кожухом 6 по наружной поверхности. На наружной поверхности стального корпуса 3 закреплены нагревательные элементы 7. Ванна сверху закрыта теплоизолирующей крышкой 8 и имеет лоток 9. Лоток 9 предназначен для слива из ванны расплавленного металла, а также для его заливки и пополнения в процессе работы. Сбоку от ванны 2 на основании 1 установлен мотор-редуктор 10, на выходном валу 11 которого установлен рычаг 12 с тягой 13, соединяющей рычаг 12 с кронштейном 14 на кожухе 6 ванны 2.
Как показано на фиг.2 торцевые стенки 15 и 16 ванны 2 имеют отверстия 17 и 18 для прохождения изделия. Ванна 2 на основании 1 установлена посредством опор вращения, состоящих из цапф 19 и 20, закрепленных на стальном корпусе 3 соосно отверстиям 17 и 18, и подшипников скольжения 21 и 22, установленных на основании 1.
Отверстия 17 и 18 смещены относительно плоскости симметрии 23 ванны 2 на расстояние S (фиг.1).
Устройство непрерывного нанесения металлического покрытия на длинномерное изделие, согласно полезной модели, работает следующим образом.
Перед началом работы ванна находится в исходном положение, показанном на фиг.1, в котором изделие, а следовательно и отверстия 17 и 18 должны располагаться выше уровня поверхности металла в ванне. В этом положении в ванну по лотку 10 заливается жидкий металл в количестве, обеспечивающем требуемый уровень его поверхности, расположенный на 15-20 мм ниже оси отверстий 17 и 18 и показанный на фиг.1 штриховой линией 24.
Для поддержания температуры металла, обеспечивающей качественное нанесение покрытия, включаются нагревательные элементы 7. Предварительно в отверстия 17 и 18 заведено изделие 25 (проволока или трубка) и подсоединено к протягивающему устройству (на фигурах не показано).
С началом протяжки изделия с заданной равномерной скоростью, устройство переводится в рабочее положение, показанное на фиг.3.
Для этого кратковременно включается мотор-редуктор 11, который поворачивает ванну 2 по часовой стрелке до заданного положения. Благодаря тому, что ось поворота ванны смещена на величину S от ее плоскости симметрии, уровень поверхности металла относительно отверстий повышается и металл покрывает изделие. В рабочем положении уровень поверхности металла 24 располагается на 20-25 мм выше оси отверстий и изделия 25, что обеспечивает качественное нанесение покрытия.
По мере уноса металла изделием, периодически производится восполнение его количества в ванне, порционной заливкой по лотку 10.
Для кратковременного прекращения нанесения покрытия производят перевод устройства в нерабочее положение, показанное на фиг.1. Для этого мотор-редуктор включается в обратном направлении, обеспечивающем поворот ванны против часовой стрелки.
При длительной остановке в целях снижения энергетических потерь производят слив расплавленного металла из ванны 2 и выключение нагревательных элементов 7. Для этого включают мотор-редуктор и поворачивают ванну 2 против часовой стрелки до положения показанного на фиг.4, сливая расплавленный металл в специальную
форму 26. После слива ванна устанавливается в исходное положение. При возобновлении работы после длительной остановки слитый в форму 26 металл плавят в специальном устройстве с высоким к.п.д. и заливают в ванну.
Благодаря покрытию 4, выполненному на основе керамоволокна, расплавленный металл не взаимодействует со стальным корпусом 3 ванны 2, не разрушает его и не загрязняется, что обеспечивает высокое качество покрытия и долговечность ванны.
Таким образом, предлагаемое устройство непрерывного нанесения металлического покрытия на длинномерное изделие, согласно полезной модели, обеспечивает нанесение металлического покрытия, например, цинкового или алюминиевого на проволоку или трубку с минимальными энергетическими потерями и высоким качеством, имеет длительный срок службы ванны.
Предлагаемое устройство испытано на Первоуральском новотрубном заводе и показало более высокую экономичность и долговечность при производстве оцинкованных труб для холодильников диаметром от 4 до 12 мм, чем замененное им устройство фирмы MARCEGAGLIA IMPIANTI.