CZ288760B6 - Zařízení a způsob pro žíhání nalesklo malých dílů z barevných kovů obsahujících zinek - Google Patents

Abstract

Za° zen pro h n nalesklo mal²ch d l z barevn²ch kov obsahuj c ch zinek je provedeno s vyh° van²m kan lem (1) a s dopravn m za° zen m (4) mal²ch d l proch zej c m t mto kan lem (1). Kan l (1) je pr to n spojen s vymrazovac j mkou k odlu ov n zinkov²ch par jako ztuhl ho povlaku. P ry zinku vznikl v kan lu (1) se z kan lu (1) odv d j , chlad a mimo kan l (1) vylu uj jako ztuhl² povlak.\

Description

Zařízení a způsob pro žíhání nalesklo malých dílů z barevných kovů obsahujících zinek

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro žíhání nalesklo malých dílů z barevných kovů obsahujících zinek, s vyhřívaným kanálem a s dopravním zřízením malých dílů procházejícím tímto kanálem. Vynález se dále týká způsobu žíhání nalesklo malých dílů z barevných kovů obsahujících zinek v zařízení na tepelné zpracování, provedeném s vyhřívaným kanálem a s dopravním zařízením procházejícím kanálem, kterým se malé díly tímto kanálem dopravují.

Dosavadní stav techniky

Takové zařízení je známé z užitného vzoru DE-GM 91 00 289. Známé zařízení má vodorovně probíhající kanál, který je na největší části své délky vyhříván. Kanálem prochází nekonečný dopravní pás, například pás z kovových členů, který se na konci kanálu ohýbá dolů a je veden zpět chladicí lázní ke vstupu do kanálu. Před vstupem do kanálu probíhá dopravní pás o kus dále po vodorovné podložce. Zde se podávají malé díly na pás. Na konci chladicího kanálu padají malé díly u známého zařízení do lázně, kde se prudce ochlazují. Je rovněž známé, že se k vyhřívanému úseku kanálu mimo pec může připojit nevyhřívaný kanál, přičemž se při průchodu tímto kanálem malé díly ochlazují pomaleji, než když padají do lázně, kde se prudce ochlazují.

Kanál, jehož vyhřívaný úsek se často označuje také jako retorta, má atmosféru (například vodíku nebo dusíku), která je přizpůsobena cíli tepelné úpravy, při lesklém žíhání se s výhodou používá atmosféra z čistého vodíku, aby se dosáhl povrch chudý na oxidy.

Zinek má nízkou teplotu tání (420 °C), nízkou teplotu varu (907 °C) a již při teplotě tání relativně vysoký tlak páry. Při žíhání dílů z barevných kovů, které obsahují i zinek, se proto často stává, že zinek vystupuje z povrchu dílů ve formě páry, když toto překročí určitou teplotu zpracování. Pára zinku se rozděluje do atmosféry kanálu a sráží se na plochách, které jsou o něco studenější, ať již to jsou chladnější oblasti povrchu kanálu, nebo chladnější díly z barevných kovů, které se ještě nacházejí před nebo na začátku vyhřívaného úseku a nedosáhly ještě požadované teploty zpracování, nebojsou to díly v koncové oblasti kanálu, ve které se opět začíná snižovat teplota. Sražené páry zinku mění původně lesklé povrchy pomalu na matné, což je nežádoucí zejména tehdy, když se díly mají žíhat nalesklo. Je proto známé, že se kovové díly, které se tepelnou úpravou staly matnými, následně chemicky moří, aby se odstranila sraženina zinku a aby se opět získaly lesklé povrchy. Dodatečné moření je nejenom další nákladný pochod, nýbrž přináší s sebou také problémy související s ochranou životního prostředí, protože se přitom používají silné kyseliny a mořící lázně se obohacují zinkem a musí se odstraňovat způsobem snesitelným pro životní prostředí. K tomu přistupuje další nedostatek, že se retorta, ve které se provádí tepelná úprava, musí čas od řasu namáhavě čistit, aby se odstranily sraženiny páry zinku.

Ze spisu FR-A-23 97 611 je známé popouštění kovových dílů v uzavřené zvonové peci. Přitom se mastné a olejové zbytky odpařené z kovových dílů odsávají dnem zvonové pece a kondenzují v kapalné fázi. Problém sraženin zinkových par zde není zmíněn.

Úkolem vynálezu je nalézt způsob zmenšení problémů zinkových par unikajících při žíhání nalesklo z barevných kovů obsahujících zinek.

- 1 CZ 288760 B6

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje zařízení k žíhání nalesklo malých dílů z barevných kovů obsahujících zinek, s vyhřívaným kanálem a s dopravním zřízením malých dílů procházejícím tímto kanálem, podle vynálezu, jehož podstatou je, že kanál je průtočně spojen svymrazovací jímkou k odlučování zinkových par jako ztuhlého povlaku.

Pomocí vynálezu je problém s párou zinku vyřešen od základů. Vzhledem ktomu, že materiály obsahující zinek a teploty tepelné úpravy jsou předem stanoveny, nedá se konečně zabránit vzniku páry zinku Podle vynálezu se spíše navrhuje zkonstruovat vymrazovací jímku, ve které by se pára zinku mohla vysrážet dříve, než se nežádoucím způsobem srazí na upravovaných malých dílech nebo na stěnách retorty. Pro tento účel se vymrazovací jímka uspořádá mimo vyhřívaný τ kanál tak, aby tepelná úprava nebyla ovlivňována přímou blízkostí chladicích ploch u upravovaných malých dílů. Vymrazovací jímka je v průtočném spojení s kanálem, takže páry zinku jsou spolu s prouděním vedeny z horkého kanálu k vymrazovací jímce. Tím se dosáhne značného snížení koncentrace páry zinku v atmosféře kanálu, přičemž proudění vedoucí k vymrazovací jímce také nepřímo zajišťuje to, aby pára zinku nebyla vedena k malým dílům, nýbrž pryč od nich. Ukázalo se, že kovové díly, obsahující zinek, se dostávají ze zařízení pro tepelnou úpravu tak lesklé, že může odpadnout dodatečné moření se všemi stím spojenými nedostatky, tj. zatížení životního prostředí a dodatečné náklady, a kanál pro tepelnou upravuje nutné čistit již jen zřídka pro odstranění ještě zbývajících malých sraženin páry zinku.

S výhodou se páry zinku z nejteplejší části kanálu odsávají a v souladu stím se odvádí z nejteplejší části kanálu prostřednictvím sním spojeného potrubí k vymrazovací jímce, ležící mimo kanál. Tímto způsobem se páry zinku zachycují tam, kde lze s největší pravděpodobností očekávat jejich vznik. Aby nedošlo ke zbytečné spotřebě ochranného plynu, je výhodné jestliže se ochranný plyn vede v okruhu, to znamená, že ochranný plyn odsátý z horkého úseku kanálu, se vrací po průchodu vymrazovací jímkou přes zpětné vedení opět do kanálu, s výhodou ale ne do vyhřátého úseku, neboť tam by snižoval teplotu pece, nýbrž před vyhřívaný úsek kanálu, takže se zahřívá spolu s malými díly vstupujícími do vyhřívaného úseku, a nebo za vyhřívaný úsek kanálu, kde se malé díly opět ochlazují; když je na vyhřívaný úsek kanálu připojen chladicí kanál, ve kterém se malé díly ochlazují pod ochranným plynem, potom se ochranný plyn, který se vrací, vede s výhodou do chladicího kanálu, zejména na jeho začátek.

Účinek odsávání je výhodný zejména tehdy, když se provádí na více místech, například jednou v prvním úseku kanálu, přičemž tam odsátý ochranný plyn se může vracet do oblasti před vyhřívaným úsekem, a jindy ve druhé polovině vyhřívaného úseku kanálu, přičemž odtamtud odsátý ochranný plyn se s výhodou vrací zpět do kanálu sloužícího popřípadě pro následné 40 ochlazování.

Při vhodné délce vyhřívaného úseku kanálu lze také doporučit, aby od dalších míst kanálu vedla odsávací vedení k vymrazovací jímce, přičemž nemusí v žádném případě vést každé vedení ke zvláštní vymrazovací jímce, nýbrž více vedení může vést s výhodou ke společné vymrazovací jímce.

Jako vymrazovací jímka se hodí zejména podlouhlá nádrž naplněná výplňovými tělísky, kterou prochází proud od jednoho konce podél ke druhému konci, přičemž se pára zinku sráží a vylučuje jako povlak na výplňových tělískách. Jako výplňová tělíska se hodí taková výplňová tělíska, která jsou známa z chemické technologie, například Raschigovy kroužky.

Vymrazovací jímka nemusí být v žádném případě zvláště studená. Stačí, když teplota vymrazovací jímky je nižší než teplota, při které se sráží a tuhne nepříznivá pára kovu. Dokonce je nežádoucí, když se vymrazovací jímka ochlazuje příliš hluboko a to proto, aby v retortě 55 nedošlo k příliš velkému poklesu teploty a aby se tak spotřeba energie udržela v požadované

-2CZ 288760 B6 úrovni. Pro odlučování par zinkuje výhodné, jestliže se teplota ve vymrazovací jímce pohybuje v rozmezí 200 °C až 350 °C.

Stačí, když se vymrazovací jímka ochlazuje jednoduše vzduchem. Ktomu postačuje, když se za určitých okolností vystaví nádrž naplněná výplňovými tělísky okolnímu vzduchu. S výhodou ale vede do nádrže vnější chladicí trubka, a do této opět vnitřní chladicí trubka, která vede chladicí vzduch proti proudu plynu v nádrži a vyúsťuje do vnější chladicí trubky poblíž jejího konce, který je uzavřený. Tímto způsobem se pomocí principu protiproudu dosáhne zejména účinného chlazení a tím odloučení páry zinku.

Výplňová tělíska se mohou čas od času vyměňovat a mohou se podrobit recyklaci, při které se získává opětně zinek, vyloučený na nich ve formě krystalů.

Přehled obrázků na výkrese

Příklad provedení vynálezu je znázorněn schematicky na výkrese. Výkres ukazuje podélný řez pecí pro tepelnou úpravu, kterou procházejí zpracovávané malé díly.

Příklad provedení vynálezu

V peci je podlouhlý kanál 1, který se také označuje jako retorta, a který je na největší části své délky obklopen pecní izolací 2. Mezi pecní izolací 2 a kanálem 1 je vytápěcí zařízení 3, které pracuje s výhodou s elektrickými topnými články; je však rovněž tak možné pro tento účel použít plynové vytápění.

Kanálem 1 prochází nekonečný dopravní pás 4, na kterém se malé díly kanálem 1 dopravují. Kanál 1 vystupuje na obou koncích ven z pecní izolace 2. Studený úsek la kanálu 1, nacházející se před pecí, slouží pro podávání malých dílů. Usek lb kanálu 1, probíhající za pecí, slouží ke kontrolovanému ochlazování malých dílů pod stejným ochranným plynem, který se používá i ve vyhřívaném úseku lc kanálu 1, a je pro tento účel obklopen chladicím pláštěm 5.

Z vyhřívaného úseku lc kanálu 1 odbočují směrem nahoru dvě vedení 6 a 7 ústící do nástavce 8, respektive 9 retorty, do kterých je shora ponořena podlouhlá, válcová nádrž 10, respektive H, která má na svém spodním konci děrované dno 12. Nástavce 8 a 9 retorty jsou uzavřeny víkem 13, skrze které jsou zavedeny plynotěsné nádrže 10 a 1_1.

Nádrže 10 a 11 jsou rovněž uzavřeny víkem 14, kterým je soustředně s nádržemi 10, respektive 11, do nich zavedena trubka 15, respektive 16. Trubky 15 a 16 jsou na svém spodním konci uzavřeny. Shora vede do trubek 15 a 16 dmychací trubka 17, respektive 18, která blízko před dolním koncem vnější trubky 15, respektive 16, vyúsťuje. Dmychacími trubkami 17 a 18 se vefukuje chladicí vzduch, který vystupuje do kruhového prostoru mezi dmychací trubkou 17, respektive 18, a vnější trubkou 15, respektive 16, směrem nahoru a ochlazuje kruhový prostor mezi vnější trubkou 15, respektive 16. a nádrží 10, respektive 11, která je naplněná výplňovými tělísky 19, například Raschigovými kroužky.

Jeden z nástavců 8, 9 retorty je přiřazen první polovině vyhřívaného úseku lc kanálu L Z tohoto nástavce 8 vede zpětné vedení 20, vystupující z víka 14 a opatřené čerpadlem 21, zpět ke studenému úseku la kanálu 1, který je uspořádaný před pecí. Druhý nástavec 9 retorty je přiřazen druhé polovině vyhřívaného úseku lc kanálu L Také z tohoto nástavce 9 vede, vystupujíce z víka 14, druhé zpětné vedení 22, ve kterém je čerpadlo 23, ke kanálu 1 zpět, tentokrát ale k úseku lb, který vystupuje z pece, a ústí na začátku chladicího pláště 5.

-3CZ 288760 B6

Čerpadla 21 a 23. v nejjednodušším případě odsávací dmychadla, odsávají ž vyhřívaného úseku lc kanálu 1 ochranný plyn, obsahující pravděpodobně páry zinku, vedou tento plyn přes ochlazená výplňová tělíska 19. na kterých se sráží páry zinku ve formě krystalů, a vrací vyčištěný ochranný plyn zpět do okruhu. Tepelně upravené malé díly opouští horký úsek lc kanálu 1 lesklé 5 a mohou se kontrolované ochlazovat v úseku lb pod ochranným plynem, takže je lesklý povrch zachován.

Jako ochranný plyn se s výhodou používá vodík, který případně obsahuje zanedbatelné podíly plynů, ovlivňujících nepříznivě žíhání nalesklo, jako například vodní páru nebo oxid uhelnatý 10 CO. Aby vodík nedifundoval stěnou retorty, není tato z keramiky, nýbrž s výhodou z kovu.

Claims (15)

15 PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízení pro žíhání nalesklo malých dílů z barevných kovů obsahujících zinek, s vyhřívaným kanálem (1) a s dopravním zařízením (4) malých dílů procházejícím tímto kanálem (1),

20 vyznačující se tím, že kanál (1) je průtočně spojen s vymrazovací jímkou k odlučování zinkových par jako ztuhlého povlaku.

2. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že vymrazovací jímka je uspořádána mimo kanál (1) a je spojena s kanálem (1) vedením (6, 7), které odbočuje od vyhřívaného úseku

25 (lc) kanálu (1).

3. Zařízení podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zvymrazovací jímky vystupuje zpětné vedení (20, 22), v němž je uspořádáno čerpadlo (21, 23), a které ústí do kanálu (1).

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že zpětné vedení (20) ústí do kanálu (1) před vyhřívaným úsekem (lc).

5. Zařízení podle nároku 3, vy zn ač u j í c í se t í m, že k vyhřívanému úseku (lc) kanálu

35 (1) je připojen úsek (lb) pro chlazení malých dílů, do něhož ústí zpětné vedení (22).

6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se t í m , že zpětné vedení (22) ústí do začátku úseku (lb) pro chlazení, který je součástí kanálu (1).

40

7. Zařízení podle jednoho z nároků 3 až 6, vyznačující se tím, že z první poloviny vyhřívaného úseku (lc) kanálu (1) odbočuje vedení (6) k první vymrazovací jímce, z níž vystupuje první zpětné vedení (20), které ústí do kanálu (1) před vyhřívaným úsekem (lc), a z druhé poloviny vyhřívaného úseku (lc) kanálu (1) odbočuje vedení (7) k druhé vymrazovací jímce, z níž vystupuje druhé zpětné vedení (22), které ústí do kanálu (1) za vyhřívaným úsekem 45 (lc).

8. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že z více míst vyhřívaného kanálu (1) odbočuj í vedení ke společné vymrazovací j ímce.

50

9. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vymrazovací jímka má podlouhlou nádrž (10,11), která je protékána podélně.

10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že vymrazovací jímka je chlazena vzduchem.

-4CZ 288760 B6

11. Zařízení podle nároku 10, vyznačuj ící se t í m, že v nádrži (10, 11) je uspořádána vnější chladicí trubka (15, 16), v níž probíhá vnitřní chladicí trubka (17, 18), která vede chladicí vzduch v protiproudu k proudu plynu v nádrži (10, 11) a ústí do vnější chladicí trubky (15, 16) u jejího konce, který je uzavřen.

12. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se t ím, že kanál (1) je kovový.

13. Způsob žíhání nalesklo malých dílů z barevných kovů obsahujících zinek v zařízení na tepelné zpracování, provedeném s vyhřívaným kanálem (1) a s dopravním zařízením (4) procházejícím kanálem (1), kterým se malé díly tímto kanálem dopravují, vyznačující se tím, že páry zinku vzniklé v kanálu (1) se z kanálu (1) odvádějí, chladí a mimo kanál (1) vylučují jako ztuhlý povlak.

14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že páry kovu se odvádějí z vyhřívaného úseku (lc) kanálu (1) a vylučují.

15. Způsob podle nároků 13 nebo 14, vyznačující se tím, že žíhání nalesklo se provádí pod ochranným plynem a dílčí proud ochranného plynu vedený vymrazovací jímkou se vede zpět do kanálu (1).