ВАННА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ СПЛАВОВ Российский патент 1994 года по МПК C23C2/38 

Изобретение относится к области нанесения покрытий погружением длинномерных изделий в расплавленные металлические системы. В частности, к области нанесения алюмо-цинковых и цинк-алюминиевых покрытий на стальные трубы.

Наиболее близкой по своей технической сущности к заявляемому решению является установка для горячего нанесения покрытий, преимущественно алюминия и его сплавов, содержащая ванну для расплава с отверстиями в стенках для прохода изделий, разделенную в средней части на сообщающиеся между собой рабочую и вспомогательную емкости, устройства для нагрева расплава в них, между рабочей и вспомогательной емкостью выполнены камеры с отверстиями в стенках, сообщающиеся с обеими емкостями, возле отверстий внутри каждой камеры установлены с возможностью вертикального перемещения индукторы с горизонтальными каналами, в корпусе между камерами выполнены переливные каналы с шиберными затворами, соединяющие обе емкости. На дне рабочей вспомогательной емкости установлены коробчатые фильтры. Около отверстий, соединяющих обе емкости, установлены сетчатые фильтры.

В рабочей емкости у отверстий для пропуска изделий пристыкованы магнитодинамические стопоры (МГД - стопоры).

Недостатком известного устройства является то, что эту установку невозможно использовать для нанесения покрытий на внутреннюю поверхность труб из-за различного электромагнитного воздействия на расплав снаружи и внутри трубы при работе МГД-стопоров в результате экранирующего влияния стенки трубы, что приведет к вытеканию расплава из ванны, а также изменит условия формирования покрытия на внутренней поверхности по сравнению с наружной и в результате это приведет к невозможности получения качественного покрытия на внешней поверхности длинномерных изделий и на внутренней поверхности труб.

Целью изобретения является повышение качества покрытия на длинномерных изделиях, в том числе и на внутренней поверхности труб.

Целью изобретения является повышение качества покрытия и расширения номенклатуры обрабатываемых изделий.

Поставленная цель достигается тем, что известная ванна для нанесения покрытий из сплавов, содержащая рабочую емкость для расплава с отверстиями в стенках для прохода обрабатываемых изделий, устройство для нагрева расплава в рабочей емкости, вспомогательные камеры, сообщающиеся с рабочей емкостью, снабжена направляющими для изделий, устройствами для регулирования их вертикального перемещения, поперечными балками, устройствами охлаждения и дополнительными устройствами нагрева, причем направляющие для изделий одними концевыми участками шарнирно закреплены во вспомогательных камерах, а другими концевыми участками соединены с устройствами для регулирования их вертикального перемещения, поперечные балки соединены с устройствами для регулирования вертикального перемещения направляющих и устройством для нагрева расплава в рабочей емкости, установленным над ней, при этом устройство нагрева установлено во вспомогательных камерах.

В предлагаемой конструкции устройство для нагрева размещают над поверхностью расплава в рабочей емкости (в средней части ванны) на поперечных балках, перпендикулярно направлению движения изделий. Такое расположение создает одинаковые температурные условия в многониточном потоке при прохождении изделий через ванну, что приводит к получению равномерных покрытий и, тем самым, повышению качества покрытия изделий как на внешней, так и на внутренней поверхности труб.

Закрепление на каждой из поперечных балок устройства для регулирования вертикального перемещения одного конца направляющих для изделий, другим концом зафиксированных во вспомогательных камерах, позволяет регулировать угол входа и выхода длинномерного изделия от 0^о (горизонтальное движение) до необходимого, что обеспечивает возможность изменять траекторию движения изделия в ванне, т. е. при одинаковой скорости движения регулировать дополнительно время пребывания изделий в расплаве в зависимости от соpтамента. Это обеспечивает возможность регулирования соотношений: толщина изделия - толщина диффузионного слоя - толщина покрытия, что позволяет повысить качество покрытия.

Оснащение вспомогательных камер дополнительными устройствами для нагрева и устройствами охлаждения обеспечивает необходимый температурный режим и выполняет функции формирования качественного покрытия и герметизации вспомогательных камер.

На чертеже изображен продольный разрез предлагаемой печи-ванны для нанесения цинк-алюминиевых покрытий.

Предлагаемое устройство состоит из наружного стального кожуха 1, корпуса ванны 2, между которыми находится теплоизолирующая засыпка 3. Ванна футирована несколькими слоями 4 огнеупорных материалов, причем к расплаву 5 прилегает огнеупор 4, материал которого не смачивается расплавом 5.

Расплав 5 заполняет рабочую емкость 6 ванны.

Зона входа и выхода ванны оснащены вспомогательными камерами 7, 8, сообщающимися с рабочей емкостью 6 ванны. Вспомогательные камеры 7, 8 имеют окна 9, 10, предназначенные для прохода (входа, выхода) длинномерных изделий 11.

Вспомогательные камеры 7, 8 предназначены для герметизации и предотвращения вытекания расплава 5 из рабочей емкости 6 ванны. Каждая вспомогательная камера 7, 8 оснащены дополнительными устройствами для нагрева и охлаждения 12, 13, обеспечивающими необходимый температурный режим для герметизации и формирования покрытия на изделии 11. В центральной части ванны на поперечных балках 14 размещается съемное нагревательное устройство 15 в виде свода с нагревательными элементами 16, продольная ось которого располагается перпендикулярно направлению движения изделий в расплаве 5.

Для перемещения изделий 11 имеются направляющие 17, 18, один конец которых шарнирно закреплен во вспомогательных камерах 7, 8, а другой может вертикально перемещаться с помощью приводного зубчатого колеса 19 с зубчатой рейкой 20, тем самым регулируя угол входа изделий 11 в расплав 5. Конец направляющей 17, который может перемещаться, лежит на направляющей 18.

Ванна работает следующим образом. После достижения необходимых температур в рабочей емкости 6 ванны и вспомогательных камерах 7, 8 и установки необходимого угла направляющих 17, 18, подают длинномерное изделие 11, например трубы, по направляющей 17 через окно 9 вспомогательной камеры 7. При подаче труб 11 во вспомогательную камеру 7 происходит затвердевание расплава попавшего из вспомогательной камеры 7 во внутреннюю часть холодных труб 11, образуя в них пробки, и снаружи холодных труб также образуется пробка из остывшего расплава, в результате чего осуществляется герметизация и предотвращение вытекания расплава из ванны. Далее изделие 11 попадает через зону входа в рабочую емкость 6 ванны. Герметизирующий материал на поверхности изделия 11 или пробка в трубе (на чертеже показана), образовавшаяся во вспомогательной камере, расплавляется в рабочей емкости 6 и расплав 5 затекает в трубу 11. Угол входа, который может меняться в широких пределах (до 90^о), для труб выбирают в зависимости от диаметра, а для сплошных изделий возможно горизонтальное движение, т. е. угол равен 0^о. Угол входа и выхода регулируется устройствами 19, 20 вертикального перемещения одного конца направляющих 17, 18.

Мерные изделия: трубы, уголки, прутки и т. д. , перемещаются в ванне при помощи задающих и вытаскивающих роликов (на чертеже не показаны), расположенных на входе и выходе. Если длина изделий меньше размера ванны, то движение в ванне осуществляется при помощи выталкивания изделий последующим.

Непрерывные изделия: проволока, лента и т. д. , движутся только при помощи подающих и вытягивающих роликов.

Температура расплава поддерживается съемным нагревательным устройством 15, расположенным над рабочей емкостью 6 на поперечных балках 14 ванны, что обеспечивает в средней части ванны равномерное температурное поле в расплаве 5. Изделия, проходящие через ванну в несколько ниток, оказываются в одинаковых тепловых условиях.

После прохождения рабочей емкости 6 ванны трубы 11 попадают во вспомогательную камеру 8 с герметизирующим расплавом и через окно 10 под углом выходят из ванны. При этом расплав 5 вытекает из трубы последовательно в рабочую емкость 6 и вспомогательную камеру 8 по мере выхода труб 11 из ванны. Причем при выходе из вспомогательной камеры 8 вокруг труб 11 также формируется пробка из расплава, которая препятствует вытеканию расплава из окна 10. А устройства для нагрева 12 и охлаждения 13 активно поддерживают температуру расплава во вспомогательных камерах 7, 8, при которой обеспечивается формирование герметизирующих пробок, препятствующих вытеканию расплава из ванны.

Процесс нанесения покрытия на внутреннюю и внешнюю поверхности труб закончен. Получено сплошное покрытие на обеих поверхностях (внутри и снаружи) с параметрами, которые подтверждают получение качественного покрытия на трубах. (56) Авторское свидетельство СССР N 1096304, кл. C 23 C 2/36, 1982.

Использование: изобретение относится к области нанесения покрытий погружением длинномерных изделий в расплавленные металлические системы, в частности к области нанесения алюмо-цинковых и цинк-алюминиевых покрытий на стальные трубы. Сущность изобретения заключается в том, что на поперечных балках 14 размещено съемное нагревательное устройство 15 в виде свода с нагревательными элементами 16, продольная ось которого располагается перпендикулярно направлению движения изделия 11. Направляющие 17, 18 проходят через рабочую емкость 6 ванны и вспомогательные камеры 7, 8, один конец каждой из которых шарнирно закреплен во вспомогательной камере 7, 8, а другой соединен с соответствующим ему устройством, вертикального перемещения другого конца направляющих. 1 ил.

ВАННА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ СПЛАВОВ, содержащая рабочую емкость для расплава с отверстиями в стенках для прохода обрабатываемых изделий, устройство для нагрева расплава в рабочей емкости, вспомогательные камеры, сообщающиеся с рабочей емкостью, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества покрытия и расширения номенклатуры обрабатываемых изделий, она снабжена направляющими для изделий, устройствами для регулирования их вертикального перемещения, поперечными балками, устройствами охлаждения и дополнительными устройствами нагрева, причем направляющие для изделий одними концевыми участками шарнирно закреплены во вспомогательных камерах, а другими концевыми участками соединены с устройствами для регулирования их вертикального перемещения, поперечные балки соединены с устройствами для регулирования вертикального перемещения направляющих и устройством для нагрева расплава в рабочей емкости, установленным над ней, при этом устройства охлаждения и дополнительные устройства нагрева установлены во вспомогательных камерах.