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Verfahren zur Verhinderung des Entweichens aggressiver Stoffe, insbesondere Gase, Dämpfe und Nebel aus Beiz-, Reinigung-,
Galvanisier-, Säure-, Alkalibädern od. dgl.
In der Beiztechnik ist es notwendig, besonders in Verbindung mit kontinuierlich wirksamen Anlagen, mit Salz-bzw. Schwefelsäure bereitete Bäder bei höheren Temperaturen zu betreiben, um in einer bestimmten Zeit eine einwandfreie Entzunderung der Werkstoffoberfläche zu erreichen. Mit der Anwendung höherer Temperaturen ist aber bei Verwendung von Schwefelsäure im RegelfaUe ein starker Angriff verbunden, der bei Nichtverwendung von Inhibitoren zu einem Werkstoffangriff führt und durch den entwikkelten Wasserstoff Säure aus dem Bade austrägt.
Bei Verwendung von warmer bis heisser Salzsäure, wie sie beispielsweise in kontinuierlichen Drahtverzinkungs-, Patentierungs- und ähalichen Anlagen üblich ist, kommt ausserdem das Abdunsten von Chlorwasserstoff hinzu, die auch ruhende Bäder ohne jede Gasentwicklung infolge des Partialdruckes des Chlorwasserstoffes aufweisen. Auf diese Weise werden saure Teilchen entweder in Tropfenform wie bei Schwefelsäure oder durch die natürliche Tension bei Salzsäure in die Raumatmosphäre getragen. Es ist daher notwendig, die Danste mit aufwendigen Anlagen abzusaugen und über Dach abzublasen.
Sofern hier die abgesaugte Luft nicht durch eine besondere Wascheinrichtung von den sauren Bestandteilen befreit wird, richten diese Säurereste in der Aussenatmosphäre beträchtliche Schäden an Konstruktionsteilen, Dächern und in der Umgebung an, abgesehen davon, dass sie ganz allgemein zu einer Beeinträchtigung des Zustandes der Atmosphäre führen.
Ähnliche Verhältnisse liegen auch bei galvanischen Bädern vor, in denen durch die Gasentwicklung Wasserstoff oder Sauerstoff, Badteilchen mitgerissen werden, die so die Luftatmosphäre verschmutzen und zu den vorerwähnten unangenehmen Begleiterscheinungen und zu gesundheitlicher Gefährdung des Bedienungspersonals usw. führen.
Es hat nicht an Bemühungen gefehlt, um diesen ausserordentlichen Nachteilen wirksam zu begegnen.
So wurde bereits der Einbau von Absaugvorrichtungen erwähnt, die jedoch mit hohen Kosten verbunden sind.
Weiterhin ist vorgeschlagen worden, beispielsweise Säurebäder an der Abdunstung von sauren Gasen zu hindern, indem man auf der Badoberfläche durch geeignete Stoffe eine Schaumdecke erzeugte, die filterartig Säurepartikel in sich festhält. Diese Lösung ist nur in bedingtem Umfang allgemein anwendbar, da eine Schaumdecke im praktischen Beizbetrieb oft stört. Darüber hinaus ist eine Schaumbildung auch sehr oft mit Nachteilen für die spätere Weiterverarbeitung des Beizgutes verbunden. Dazu kommt, dass Schaumdecken nur über eine kurze Lebensdauer verfllgen, es also notwendig machen, dem Bade ständig Schaumbildner zuzusetzen.
Das Problem ist bei dem heutigen Stand der Technik nur bei Schwefelsäure- bädern einigermassen befriedigend gelöst, dagegen konnte für Salzsäurebäder noch kein geeigneter Weg gefunden werden, um auf diesem eine ständige Schaumdecke aufrechterhalten zu können. Gerade aber bei Salzsäurebädern liegt ein dringendes Bedürfnis vor, den geltend gemachten Nachteilen und Übelständen abzuhelfen, da die Bädern auch in nichtarbeitendem Zustand stets gasförmigen Chlorwasserstoff abgeben.
Es ist daher schon vorgeschlagen worden, die Badoberfläche an der Abgabe von sauren Dansten zu hindern, indem man sie mit geeigneten Mitteln abdeckte. Es sind hiefür vorgeschlagen worden säurebeständige Hauben, Matten usw. Diese Mittel haben aber-abgesehen davon, dass sie die Badoberflächen nie in ihrer Gesamtheit abzuschirmen vermögen-eine Rsihe bedienungstechnischer Nachteile. Beispielsweise ist
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es nicht möglich. bei Abdeckung etwa mit gummierten Hauben od. lIhnl.. das unter den Abdeckungen durchlaufende Gut zu überwachen und, etwa in Drahtanlagen, die Drähte durch mechanische Mittel wie Gabeln usw. am richtigen Platz einzulegen.
Auch Schwimm-Matten aus Kunststoffen haben die gleichen Nachteile ; ausserdem sind sie in ihrer Anwendung nach oben temperaturml1ssig begrenzt.
Es ist ferner vorgeschlagen worden, zur Abdeckung von galvanischen Bädern Formkörper in Stangen, Sternen oder ähnlichen Formen anzuwenden, die auf der Badoberflache schwimmen. Diese verhältnisma- ssig kompakten Formkörper haben den Nachteil, zufolge ihres spezifischen Gewichtes relativ tief in die BadfLüssigkeit einzutauchen, so dass es notwendig wird, Formkörper dieser Art in beträchtlicher Höhe auf der Bandoberfläche aufzuschichten. Ausserdem verbietet die begrenzte AlierungsbestSndigkeit der Körper bei höheren Temperaturen die Anwendung bei heissen Bädern ; gerade hier liegt aber ein dringendes Bedürfnis vor, diesem gekennzeichneten Übelstand abzuhelfen.
Vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass sich diese Aufgabe durch Anwendung kugelförmiger Schwimmkörper, vorzugsweise durch Kunststoffkugeln niedrigen spezifischen Gewichtes, einwandfrei lösen lässt. Die Abdeckung der Badoberfläche mit kugelförmigen Schwimmkörpern hat den Vorteil, die Bedienbarkeit des Bades in keiner Weise zu beeinträchtigen. Insbesondere ist es mit Formkörpern dieserArt möglich, etwa auf Drahtdurchlaufbeizanlagen die einzelnen Adern mit Gabeln an die für sie bestimmte Stelle einzulegen, ohne irgendwie behindert zu sein. Die kugelförmige Abdeckung kann mit jedem Mittel durchstochen werden, so dass es mühelos möglich ist, das Beizgut im Bade zu handhaben.
Weiter wurde gefunden, dass die kugelförmiger Schwimmkörper sich vorzüglich eignen, um in den in der Schicht gebildeten Zwischenräumen sämtliche sauren Abgase festzuhalten, zu kondensieren und wieder in das Bad zurückzuführen. Diese Wirkung wird noch besonders dadurch unterstützt, wenn die kugelförmige Abdeckung des Bades von Zeit zu Zeit mit einer feinen Wasserbrause benetzt wird, so dass die Oberfläche der Kugeln mit Wasser behaftet ist. Auf diese Weise werden grosse Kondensationsflächen geschaffen, die zusätzlich zu der Behinderung des Gasaustausches in der Kugelabdeckung die noch vorhandenen minimalen Mengen auch in den Aussenschichten vollständig kondensieren, und in das Bad zurückfahren.
Diese Abdekkung mitkugelförmigen Schwimmkörpern hat neben den oben gekennzeichneten Vorteilen noch eine grosse wirtschaftliche Bedeutung, da es auf diese Weise gelingt, den Abdampfverlust der Bäder, der heute teilweise bis zu 50%, bezogen auf die eingesetzte Säure, beträgt, fast vollkommen zu vermeiden.
Weiter konnte in der Klasse der Polystyrole ein Stoff gefunden werden, der sich vorzüglich zur Herstellung derartiger Schwimmkörper eignet. Nach einem bekannten Verfahren lässt sich Polystyrol durch geeignete Treibmittel zu einem Schwimmkörper verarbeiten. dessen Raumgewicht sich je nach Wunsch von 0, 03 bis zu jedem gewünschten Werte einstellen lässt. Das geringe Raumgewicht der Schwimmkörper hat den bedeutenden Vorteil, dass letztere nur ganz geringfügig in die Badflüssigkeit eintauchen, so dass bei mehrschichtiger Anordnung Hohlräume entstehen, die die Badoberfläche wirkungsvoll abschirmen.
Die Polystyrole sind zwar in ihrer Temperaturbeständigkeit wie die meisten bekannten Kunststoffe begrenzt, jedoch lässt sich der Einfluss der Temperaturen weitgehend kompensieren, wenn diese Formkörper nachträglich noch mit temperaturbeständigen Stoffen, wie beispielsweise Silikonen, synthetischen Harzen u. ähnl., beschichtet werden. Es genügt in diesem Fall bereits ein dunner Überzug, um solche Formkörper temperaturbeständig zu machen, so dass sie auch bei Temperaturen über 100C verwendet werden können.
Hinzu kommt, dass die aus Polystyrol hergestellten Schwimmkörper in ihrer Ausbildung so beschaffen sind, dass auch bei einer Verletzung der aussenliegenden Zellen Badflüssigkeit nicht in das Innere eindringen kann, da die besondere Form des Polystyroles eine vollkommene Abriegelung der Aüssenzonen gegen das Innere gewährleistet.
Erwähnt werden muss noch, dass Polystyrol gegen praktisch sämtliche in der Beiz- und sonstigen Metallisierungstechnik üblichen Chemikalien wie heisse Schwefelsäure, Fluss-Säure, Alkali usw. beständig ist, so dass die Formkörper für den vorgekennzeichneten Zweck einheitlich eingesetzt werden können.
Es wurde weiterhin gefunden, dass die Formkörper vorteilhaft eine bestimmte Gestaltung erhalten, um ihren Zweck besonders wirkungsvoll zu erfüllen. Auf Grund mathematischer Überlegungenundpraktischer Versuche hat sich am besten die Kugelform erwiesen.
Schliesslich muss noch auf einen weiteren bedeutsamen Vorteil der Schaumschwimmkörper aus Polystyrol hingewiesenwerden. Wird beispielsweise in Durchlaufbeizbädern, wie es bei Drahtverzinkungsan- lagen, Patentierungsanlagen usw. üblich ist, das Beizgut, also die Drähte in heissem Zustand eingeführt, so ist dies für die Abdeckung des Bades ohne jeden Nachteil. Kommen beispielsweise etwa 3 - 4000 heisse Drähte mit der Schwimmkörperabdeckung in Berührung, so werden die Schwimmkörper einfach zerschnitten, ohne dadurch in ihrer Schwimm fähigkeit 1rgendwie beeinträchtigt zu werden. Versuche haben gezeigt, dass das durchlaufende Beizgut auch in solchen Fällen keinen Stoff des Schwimmkörpers annimmt, also
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zu keinerlei Nachteilen in der späteren Weiterverarbeitung führt.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel bestehen die in Betracht kommenden Körper aus Kugeln, die einen Kugeldurchmesser von etwa 25 mm besitzen. Der Werkstoff, aus dem sie bestehen, ist Polystyrol mit einem spezifischen Gewicht, das im allgemeinen zwischen 0, 03 - 0, 05 beträgt. Im Gegensatz zu Stäbchen oder Sternen aus Polyvinylchlorid oder Polyvinyläthylen, die bisher mit einem spezifischen Gewicht von zirka 0,5 Anwendung fanden, tauchen diese Kugeln kaum in die Badflüssigkeit ein. Sie saugen sich auch nicht mit Badflüssigkeit voll, so dass die gewünschte Wirkung eintritt. Derartige Polystyrolkörper besitzen eine Alterungsbeständigkeit, die sie ohne weiteres für HCl-Bäder verwendbar macht, die im allgemeinen eine Temperatur bis zu 900C aufweisen.
Bei Schwefelsäurebädem steigern sich die Temperaturen bis auf etwa 110 C. In derartigen Fällen hat es sich als zweckmässig erwiesen, die Polystyrolkugeln mit einem Überzug aus Silikonen oder sonstigen Duroplasten zu versehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Verhinderung des Entweichens aggressiver Stoffe, insbesondere Gase, Dämpfe und Nebel aus Beiz-, Reinigung-, Galvanisier-, Säure-, Alkalibädern od. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass die Badoberfläche mit Kugelkörpern, vorzugsweise mit Kunststoffschwimmkugeln, abgedeckt gehalten wird.
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