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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum salzsauren Beizen von Bändern und Regenerieren der Beizablauge in einer Regenerationsanlage durch Versprühen der Beize in heisse Flammgase, Abtrennen des Oxydstaubes von den Röstgasen und Rückgewinnung der wässerigen Salzsäure aus den Brüden, wobei die während der Regeneration der Beizsäure entstehenden heissen Röstgase dem Beizprozess zugeführt werden.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In der Eisen-und Stahlindustrie werden zur Entzunderung von warmbehandelten Walzwerkserzeugnissen vor der Kaltverformung die an der Oberfläche anhaftenden Oxyde mittels Beizsäure abgelöst.
Bis vor kurzer Zeit wurden die dabei entstehenden Eisensalze, wie Sulfate, Chloride, Phosphate, entweder neutralisiert oder direkt in Vorfluter abgeführt, wodurch Abwasserschäden entstanden. Ausserdem erbrachte die Neutralisation der sauren Abwässer grosse Mengen von eisenhydroxydhältigem Kalkschlamm.
Durch die Umstellung des Verfahrens von Schwefelsäure auf Salzsäure war der Weg für eine totale Säureregeneration offen. Als Abfallprodukt fällt lediglich Eisenoxyd in Pulverform an.
Das Salzsäurebeiz- und Regenerationsverfahren setzte sich durch, so dass eine Reihe von bestehenden Beizanlagen, insbesondere von horizontalen Beizanlagen, welche ursprünglich für Schwefelsäure ausgebaut waren, auf Salzsäurebeize umgestellt wurden. Auch die neu errichteten Horizontalanlagen zeigen noch immer die Merkmale der ehemaligen Schwefelsäurebeizanlagen. Lediglich die Vertikalbeizsysteme (Turmheizanlagen) wurden von vornherein für Salzsäurebeizen ausgelegt.
Obwohl derzeit praktisch nur mehr Salzsäure-Beizlinien, insbesondere für grosse Betriebe errichtet werden, stellen die Beizanlage und die Regenerationsanlage zwei verbundene, jedoch in sich abgeschlossene Systeme dar, die wohl einen gemeinsamen Säurehaushalt, jedoch jedes einen eigenen Wärmehaushalt besitzen.
Der Wärmehaushalt der Beizanlage ergibt sich aus der Erkenntnis, dass die Beizgeschwindigkeit mit steigender Verfahrenstemperatur erhöht werden kann. So konnte die Beizgeschwindigkeit bei einer Temperaturerhöhung von 100C verdoppelt werden. Die kürzeste Beizzeit wird bei Beizungen um etwa 1000C erreicht. Für diesen Wärmebedarf wurden bisher eigene Heizquellen vorgesehen, wobei die Beizsäure entweder direkt oder mittels des Bandes aufgewärmt wurde.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, durch Vereinigung der Wärmehaushalte der Beizanlage und der Regenerationsanlage Energieersparnisse und eine Vereinfachung im Gesamtaufbau der Anlage zu erzielen.
Es ist wohl bekannt, Röstgase zur Voreindampfung der Beizablauge beim Regenerieren derselben zu verwenden. Dadurch wurde jedoch keine Wärme für die Beizung herangezogen.
Weiters wurde bekannt, durch Wand-an-Wand-Bauen eines Sprüh- und eines Beizturmes einen Teil der Röstgaswärme der Beizung zuzuführen. Dadurch konnte wohl Energie erspart werden, doch sind die Ergebnisse nicht vollkommen zufriedenstellend.
Schliesslich ist es bekannt, die Eigenwärme des zu beizenden Glühgutes zum Erwärmen der Beizbäder zu verwenden. Diese Art der Erwärmung bringt die Gefahr des Verspritzen von Säure und der Bildung von Säurenebel, wodurch eine Belästigung der Arbeiter sowie Beeinträchtigung von Krananlagen und nicht zuletzt auch ein erhöhter Säureverbrauch erfolgen. Als weiterer Nachteil dieses Verfahrens ist die leichte Überhitzbarkeit der Beizsäure zu erwähnen, wenn man berücksichtigt, dass bei Erhöhung der Temperatur der Beizsäure um etwa 10 C, die Beizgeschwindigkeit verdoppelt werden kann.
Um den angeführten Mängeln zu begegnen und die gestellte Aufgabe zu erfüllen, wird ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, bei welchem erfindungsgemäss das zu beizende Bad über der Oberfläche des Beizbades vor dem Eintreten in dieses mit den Röstgasen in Berührung gebracht wird und somit die Beizsäure kontinuierlich erwärmt.
Die zur Durchführung des gegenständlichen Verfahrens dienende Vorrichtung, bestehend aus einer Beizanlage, einem derselben nachgeschalteten Sprühröstofen und einem mit diesem verbundenen Salzsäurekondensator, weist erfindungsgemäss zwischen Sprühröstofen und Salzsäurekondensator eine zumindest einen Teil der Röstgase führende und sie in Verbindung mit der Beizsäure bringende Leitung od. dgl. auf.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen erläutert, in welchen die Fig. l bis 4 vier Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung in schematischer Darstellung zeigen.
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Röstgase, welche vom Eisenoxyd teilweise befreit sind, werden zum Teil durch die Leitung --5-- unter Zwischenschaltung von Nachbehandlungseinrichtungen und zum Teil eine die Röstgase direkt oder indirekt mit dem Beizprozess in Verbindung bringende Leitung--6--dem Salzsäurekondensatorabsorber--3-zugeführt.
Bei der Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. l ist in der Leitung--6--ein Wärmetauscher --7-- vorgesehen, durch welchen die Beizsäure mittels Pumpe--8-aus der Beizanlage--3-im Kreislauf gepumpt wird, so dass die Beizsäure den Röstgasen lediglich Wärme entzieht, ohne mit ihnen in unmittelbare Berührung zu treten. Ähnliche Verhältnisse herrschen auch bei der Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 2, jedoch mit dem Unterschied, dass nicht Beizsäure durch einen im Röstgasstrom liegenden Wärmetauscher, sondern Röstgas durch einen im Beizbad liegenden Wärmetauscher --7'-- mittels eines Gebläses--8'--gefördert wird.
Dieses Verfahren ermöglicht auch in bereits bestehenden Anlagen das
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Prinzip anzuwenden, derart, dass die heissen Röstgase direkt oder indirekt in den bestehenden Beizraum bzw.
Beizbottich eingebracht werden.
In beiden Fällen ist es auch möglich, anschliessend das salzsäurehältige gekühlte Röstgas dem Beizprozess direkt oder indirekt zuzuführen.
Bei den Vorrichtungen nach den Fig. 3 und 4 werden die heissen salzsauren Röstgase, welche vom abgeschiedenen Eisenoxyd weitestgehend befreit sind, direkt in den Beizraum geführt und ermöglichen somit, dass sowohl die in den Röstgasen befindliche Wärme als auch die Salzsäuregase für den Beizprozess verwendet werden. Auch eventuell auftretende oder vorhandene Ferrichloride können zum Beizprozess beitragen. Ausserdem wird bei diesen Beizvarianten die Beizsäure mittels des Bandes aufgewärmt.
Wesentlich ist, dass es durch das erfindungsgemässe Verfahren möglich ist, den eigentlichen Beizprozess, d. h. die Auflösung der Eisenoxyde bei Temperaturen durchzuführen, die über der azeotropen Temperatur des Salzsäure-Wassergemisches liegt.
Durch ein eventuell intermittierendes Aufbringen der Salzsäure, sei es durch Fluten, Spritzen oder Tauchen, wird eine relativ hohe Bewegung der Regenerationspartner ermöglicht.
Bei der Konstruktion der Vorrichtung nach Fig. 4, bei welcher die Beizsäure mittels der Säurepumpe --9-- zu den Spritzdüsen --10-- gebracht wird, können die Röstgase vom Röstofen beispielsweise mit einer Temperatur von 3800C in den Beizraum durch eine im oberen Teil desselben vorgesehene Eintrittsstelle --13-- eingebracht werden, in dem sie das durch den Beizraum über Umlenkrollen--11 und 11'-- auf- und abgeführte Band--4--auf etwa 120 C erwärmen. Zu diesem Zwecke werden die Gase durch Zwischenwände - -12-- im Gegenlauf zum Band geführt, welches im Bereiche der unteren Umlenkrollen in die unterhalb des Beizraumes aufgefangene Beizsäure taucht, so dass diese auf etwa 800C erhitzt wird.
Die Röstgase treten bei der der Eintrittsstelle--13--gegenüberliegenden Austrittsstelle--14--des Beizraumes mit einer Temperatur von etwa 900C aus.
Die erfindungsgemässe Kombination der Beizanlage mit der Regenerationsanlage erbringt eine wesentliche Verkürzung der Beizanlage, die somit vorzugsweise mit andern Kaltbehandlungsverfahren gekoppelt werden kann.
So ist z. B. das Vorschalten einer derartigen Regenerationsbeize vor dem unmittelbaren Kaltwalzen möglich, so dass in verhältnismässig kurzen Anlagen, ausgehend vom Warmband über die Regenerationsanlage und Spülung das Band in einem Fluss mit einer Kaltwalztandemstrasse verbunden wird, wodurch unmittelbar kaltgewalztes Hartband entsteht, welches weiteren Verwendungen zugeführt werden kann.
Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung weitere konstruktive Abänderungen vorgenommen werden. So ist es beispielsweise möglich, bei der Konstruktion der Vorrichtung nach den Fig. l und 2 an Stelle der Beizsäure bzw. der Röstgase ein Zwischenmedium, z. B. Öl, in einem geschlossenen Wärmetauschersystem durch die von den Röstgasen durchströmte Kammer--15--und das Beizbad zu führen, so dass das Medium den Röstgasen Wärme entzieht und diese der Beizsäure zuführt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum salzsauren Beizen von Bandmaterial unter Erwärmung des Beizbades durch das Beizgut, wobei die aus dem gleichzeitig durchgeführten Sprühröstverfahren zur Regeneration der Beizablauge stammenden
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