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Beizanlagen für kontinuierlichen Betrieb, z. B. Bandbeizanlagen zur Herstellung von Karosserieblechen usw. arbeiten fast durchwegs nach dem Gegenstromprinzip, d. h. der Beizsäure-Kreislauf ist der Bandbewegung entgegengerichtet, wobei die frische Beizsäure mit dem aus der Beizanlage auslaufenden und die verbrauchte Beizsäure mit dem in die Beizerei einlaufenden Metallvand in Berührung kommt.
Die Beizgeschwindigkeit ist dabei vorwiegend durch die Beizsäure-Konzentration und die Arbeitstemperatur im Beizbad gegeben und die Länge der Bandbeize durch die maximale Bandgeschwindigkeit.
Ältere Bandbeizen sind mit tiefen Beizwannen ausgerüstet, die eine Beizsäure-Kapazität für mehrere Stunden Betriebszeit enthalten und eine Nachschärfung des Beizbades auf Grund periodischer Beizbad-Analysen von Hand ermöglichen. Hochleistungs-Bandbeizen in Flachwannen-Bauweise sind je nach Baulänge in mehrere Beizabschnitte mit separaten Beizsäure-Kreisläufen unterteilt. Bei hoher Zirkulationsgeschwindigkeit ist die Kapazität der einzelnen Beizsäure-Kreisläufe gering, so dass eine automatische Regelung der Beizsäure-Konzentration und der Beiztemperatur in jedem Beizabschnitt erforderlich wird.
Zur Kontrolle der Beizsäure-Konzentration in einzelnen Beizabschnitten z. B. am Bandauslauf bzw. am Bandeinlauf wurden verschiedene Regelverfahren, vorwiegend Mengenverhältnis-Regelungen zur Aufgabe von Frischsäure und Entnahme von Altbeize vorgeschlagen. Dabei gab es im praktischen Betrieb immer wieder Schwierigkeiten, hervorgerufen durch die Beizsäure- und Wasserverlust infolge von Austragung und Verdampfung, die durch mengenproportional arbeitende Regeleinrichtungen nicht berücksichtigt werden konnten. Es wurden daher spezielle Verfahren zur automatischen Beizbandanalyse entwickelt, so z. B. eine Kombination von Dichte- und Leitfähigkeits-Messung bzw. Dichte- und Extinktions-Messung mit tabellarischer oder selbsttätiger Umrechnung der Messergebnisse.
Die Auswertung dieser rein physikalischen bzw. chemisch-physikalischen Messgrössen, die fast ausnahmslos einen Temperaturgang aufweisen
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erfahrungsgemäss zu Messwertabweichungen bis : 10%. Diese mit wirtschaftlich dazu geführt, dass derartige Versuche zur automatischen Kontrolle von Beizanlagen vorerst als nicht zielführend eingestellt werden mussten.
Im Beizereibetrieb wurden die verschiedensten Methoden zur raschen Analyse des Beizbades erprobt.
In neuerer Zeit wurde versucht, eine direkte Beizbandanalyse durch potentiometrische Messungen mit ionensensitiven Elektroden herbeizuführen. Bedingt durch die Notwendigkeit zur Messung in hochverdünnten Lösungen, die unvermeidbare Querempfindlichkeit der verwendeten Elektroden und der im Beizbetrieb gegebenen starken Verschmutzungsgefahr, bzw. der logarithmischen Abhängigkeit der gesuchten Konzentration vom erzielten Messpotential, ist auch bei diesen Verfahren die tatsächlich erreichbare Messgenauigkeit mit etwa 10% begrenzt. Dies betrifft beispielsweise die Messung der Chlorionen-Aktivität bzw. Chlorionen-Gesamtkonzentration in neuzeitlichen Salzsäure-Beizanlagen. Es war daher naheliegend, hiefür Titrationsgeräte zur genaueren Konzentrationsbestimmung in Beizbädern einzusetzen.
Mit derartigen Geräten kann relativ einfach die Konzentration der in einem Beizbad befindlichen unverbrauchten Säure bestimmt werden. Kontinuierlich arbeitende Titrationseinrichtungen zur Messung der Gesamtkonzentration der Beizbäder an Säure-Anionen, z. B. Chlor-Ionen sind unbekannt, da es sich dabei um eine Fällungstitration handelt, die als Einzelmessung nur im Labor sinnvoll ist, sich zur kontinuierlichen Betriebskontrolle mittels automatischem Analysengerät jedoch nicht eignet.
Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zur laufenden Bestimmung des Gesamt-Säurequivalentes bzw. des Gesamt-Metallionenäquivalentes in Beizbad-Kreisläufen unter Einsatz kontinuierlich arbeitender Titrations- bzw. Analysengeräte, bei welchen in bekannter Art die Konzentration der unverbrauchten Beizsäure einerseits und die Konzentration des Eisengehaltes im Beizbad anderseits ermittelt und auf Grund der Reaktionsgleichung des Beizvorganges daraus durch ein geeignetes Rechengerät das jeweils vorhandene Gesamt-Säureäquivalent bzw. das Gesamt-Metalläquivalent berechnet und z. B. einem Beizbad-Säureäquivalent-Regler als Istwert zugeführt wird.
Durch diese stöchiometrische Messverfahren kann das Gesamt-Beizsäure-Äquivalent im Dauerbetrieb auf etwa t 2% genau bestimmt und durch einen Prozessregler dauernd konstant gehalten werden.
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tration zur Umrechnung auf die äquivalente Salzsäuremenge mit einem Faktor 1, 308 multipliziert werden ; d. h. 130 g/l erz entsprechen 170 g/l HCl. Werden dazu die vorhandenen 30 g/l freie Salzsäure addiert, so ergibt sich das Gesamt-Säure-Äquivalent mit 200 g/l HCl. Würden keine Beizbadverluste durch
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Austragungen und Verdampfung entstehen, so wäre das Gesamt-Säure-Äquivalent der in den Beizprozess einfliessenden Frischsäure und der aus dem Beizprozess abfliessende Abbeize gleich gross.
Treten in der Beizanlage grössere Säureverluste infolge Austragung und Verdampfung ein als Wasserverluste, so sinkt das Gesamt-Säure-Äquivalent in der Abbeize, treten dagegen in der Beizanlage grössere Wasserverluste als Säureverluste auf, so steigt das Gesamt Säure-Äquivalent in der Abbeize. Wird einem stetigen Regler des Gesamt-Säure-Äquivalent der in dem Beizprozess fliessenden Frischsäure als Sollwert vorgegebenen und der durch die Analysen-Einrichtung in der Abbeize festgestellte Messwert des Gesamt-Säure-Äquivalentes als Istwert zugeführt, so können die Beizbadverluste automatisch korrigiert werden. Sinkt das GesamtSäure-Äquivalent in der Abbeize unter dem vorgegebenen Sollwert ab, so wird über ein Regelorgan so lange Frischsäure in den Beizprozess nachgegeben bis das Gesamt-Säure-Äquivalent wieder dem vorgegebenen Sollwert entspricht.
Steigt das Gesamt-Säure-Äquivalent in der Abbeize über den vorgegebenen Sollwert an, so wird über ein zweites Regelorgan dem Beizbad solange Verdünnungswasser oder Dampf zugesetzt bis der Sollwert des Gesamt-Säure-Äquivalentes wieder erreicht wird.
Durch die automatische Ergänzung der Beizbad-Verluste unabhängig von den Arbeitsbedingungen im Beizbetrieb, d. h. Bandgeschwindigkeit, Beizsäure-Konzentration, Beizbad-Temperatur usw. und zusätzliche handelsübliche Konzentrations-Regeleinrichtungen für die einzelnen Beizbad-Kreisläufe, wird ein vollautomatischer Langzeit-Betrieb einer kontinuierlich arbeitenden Beizanlage bei optimaler Wirtschaftlichkeit ermöglicht. Da die Abbeize mit gleichbleibenden Gesamt-Säure-Äquivalent anfällt, sind für eine der Beizanlage nachgeschaltete Beizsäure-Regenerationsanlage sehr günstige Arbeitsbedingungen gegeben.