DE3000408C2

DE3000408C2 -

Info

Publication number: DE3000408C2
Application number: DE3000408A
Authority: DE
Inventors: Walter 5413 Bendorf De Mindt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-01-08
Filing date: 1980-01-08
Publication date: 1987-12-03
Also published as: US4391692A; JPS6140037B2; DE3000408A1; JPS56112485A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur chemischen oder elektro-chemischen Oberflächenbehandlung von Behandlungsgut in einem erwärmten flüssigen Behandlungsmedium, bestehend aus einem mit einem Deckel versehenen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere Bandbeizanlage, bei der die Badoberfläche zur Verringerung der Verdampfungsoberfläche durch Abdeck-Einbau ten verringert ist, die aus ihrer Abdecklage entfernbar sind. Die Erfindung bezieht sich somit auf alle Arten von sogenannten Prozeßlinien, in denen durch Behandlungsmedien, die über Raumtemperatur erwärmt sind, Materialien wie z. B. Bandstahl, Draht oder Rohre an der Oberfläche behandelt werden. Die Oberflächenbehandlung kann z. B. Beizen, Reinigen, Beschichten usw. umfassen. Das Behandlungsgut kann durch das Behandlungs medium durchlaufen oder über eine bestimmte Behandlungszeit in das Flüssigkeitsbad eingelegt werden.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem ist im folgenden anhand einer Bandbeizanlage für durchlaufenden Bandstahl näher erläutert. Bei derartigen Bandbeizanlagen mit mehreren hinter einander angeordneten Beizbehältern liegt die Badoberfläche je nach Konzeption der Anlage zwischen 1000 und 200 mm über der Oberfläche des durchlaufenden Bandstahls. Je nach Durchsatz menge und Materialabmessung haben diese Behälter freie Ver dampfungsoberflächen von 2 bis 400 m². Bei einer Bandbeizanlage für die Bandabmessung 1350×2,7 mm und einer Stundenleistung von 180 t beträgt der Gesamtwärmebedarf ca. 21 Mio kJ/h.

Aufgeschlüsselt teilt sich dieser Wärmebedarf in etwa wie folgt auf

- für die Materialerwärmung ca. 9,24 Mio kJ/h
- für Oberflächenabstrahlung ca. 1,26 Mio kJ/h
- Verdampfungsenergie durch die freie Oberfläche des Behand lungsmediums ca. 10,5 Mio kJ/h.

Des weiteren muß der Verdampfungsverlust dieser Anlagen, d. h. das hieraus entstehende Gas, durch eine geeignete Absaugung aus der Anlage abgeführt werden, wobei in den meisten Fällen diese abgesaugten Gase aggressiv sind und durch eine Reini gungsanlage entsprechend den gesetzlichen Vorschriften ge reinigt werden müssen, bevor sie über einen Abluftkamin in die Atmosphäre abgegeben werden.

Zur Einsparung von Verdampfungsverlusten ist es bekannt, die Oberfläche des Flüssigkeitsbades durch eine Vielzahl von schwimmfähigen Kugeln abzudecken (FR-PS 11 92 877). Diese Art der Abdeckung erlaubt es zwar, das Behandlungsgut unge hindert durch die schwimmfähigen Kugeln hierdurch in das Bad einzulegen und wieder herauszunehmen, jedoch ist dabei die prozentuale Verringerung der Badoberfläche deshalb nicht optimal, weil die Kugeln, selbst wenn sie alle dicht anein anderstoßen würden, aufgrund ihrer Geometrie stets einen gewissen Freiraum zwischen sich belassen würden. Auch könnten die Kugeln durch Turbulenzen im Flüssigkeitsbad in Bewegung geraten und hierdurch zusätzliche freie Verdampfungsober flächen schaffen.

In der DE-AS 10 60 692 ist eine Einrichtung zur Behandlung, insbesondere zum Beizen von draht- oder bandförmigem Gut be schrieben, bei der das draht- oder bandförmige Gut hängend im wesentlichen einer Schraubenlinie folgend durch einen die Behandlungsflüssigkeit enthaltenden Bottich hindurchbewegt wird. Zur Verringerung des Flüssigkeitsvolumens ist in dem von der Schraubenlinie umschlossenen Raum ein Verdrängungs körper angeordnet, der jedoch nicht zu einer Verringerung der Verdampfungsverluste des flüssigen Behandlungsmediums führt. Das Behandlungsmedium wird nämlich durch die einer Schraubenlinie folgenden Bewegung des Behandlungsgutes aus dem Flüssigkeitsbad hinausgetragen, wobei die ausgetragene Flüssigkeit filmartig auf dem Behandlungsgut aufliegt und rasch abkühlen kann. Die Verdampfungsverluste werden an lagenbedingt eher erhöht als vermindert, zumal die Badober fläche durch das sich in Schraubenlinie bewegte Gut aufge rissen und in ständiger Bewegung gehalten wird.

Die Vorrichtung zur Beschickung von Beizschmelzen für die Entzunderung von Metallflächen nach der DE-AS 15 46 108 weist einen Behälter auf, der eine aus Natrium- und Kaliumhydroxid bestehende Beizschmelze aufnimmt. Die Schmelze ist weitgehend durch Schwimmpfannen abgedeckt, die den Zutritt von feuchter Luft zur Oberfläche der Schmelze verhindern sollen. Die nicht abgedeckten Stellen der Schmelze sollen mit einem inerten, trockenen Gas beschleiert werden, um eine Reaktion des Natrium- Hydrids mit dem Feuchtigkeitsgehalt der Luft zu vermeiden. Diese Vorrichtung ist gattungsfremd, da der Behälter zusätz lich zu den Schwimmpfannen bzw. Abdeck-Einbauten keinen Deckel aufweist. Fernerhin ist von der Beschaffenheit des Be handlungsmediums her eine Verringerung von Verdampfungsver lusten nicht angesprochen.

Ähnliche Verhältnisse liegen vor bei der Salzbad-Anlage nach der US-PS 26 28 627, bei der sich das Problem der Verdampfungs verluste nicht stellt.

Da ein Salzbad ständig auf hoher Temperatur zu halten ist, sieht diese Anlage heb- und senkbare, mit Isoliermaterial gefüllte Abdeckrahmen vor, die in das Behandlungsmedium ein tauchen. Der Behälter selbst ist nicht mit einem zusätzlichen Deckel versehen.

In der japanischen Auslegeschrift 79 39 179 ist eine Bandbeiz anlage mit zweifachem Deckel offenbart. Der untere Deckel befindet sich dicht oberhalb der Behandlungsflüssigkeit und

soll Spritz- und Verdampfungsverluste vermindern, obwohl er nicht in die Badoberfläche eintaucht. Da dieser untere Deckel zumindest im Bereich des Ein- und Austrittes des Bandes offen ist, sollen die hier austretenden Dämpfe in dem Sammelraum unterhalb des oberen Deckels gesammelt werden, von wo aus sie abgesaugt werden. Dieser Literaturstelle ist lediglich zu entnehmen, daß auch eine Verringerung des Freiraumes ober halb der freien Badoberfläche an sich schon das Absaugevo lumen herabsetzen kann.

Die Erfindung geht mit dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 von einer Vorrichtung zur chemischen oder elektro-chemischen Oberflächenbehandlung von Behandlungsgut aus, wie sie in der japanischen Auslegeschrift 71 11 561 beschrieben ist, die einen Behälter mit Deckel aufweist. Zur Lösung des Problems von Verdampfungsverlusten wird die Badoberfläche durch schwimmfähige Platten abgedeckt, die durch Hochziehen seit licher Gelenkwellen in der Nähe der inneren Seitenwand des Beizbehälters senkrecht gestellt werden können, um das Beiz gut in das Flüssigkeitsbad einbringen zu können. Die Bad flüssigkeit soll durch die schwimmfähigen Platten zu mindestens 70% zugedeckt werden. Die damit verbundene Verringerung des ab zusaugenden Gasvolumens soll sich nach dieser Literatur stelle dahingehend auswirken, daß das Sauggebläse nur für eine etwas über dem entstehenden Gasvolumen liegende Lei stung ausgelegt zu werden braucht, um zu verhindern, daß aggressive Dämpfe an irgendwelchen Undichtigkeiten des Dek kels austreten. Die Lösung gemäß der vorgenannten Literatur stelle erfordert einen beträchtlichen apparativen Aufwand zum Handhaben der schwimmfähigen Platten über Seilzüge, die durch Öffnungen in dem Behälterdeckel hindurchgeführt sein müssen und somit unvermeidbare Undichtigkeiten mit sich bringen. Im übrigen ist der Freiraum über den Abdeckplatten dem Raum zuzuordnen, der für die Entwicklung der Gase bzw. Dämpfe zur Verfügung steht, die von der wenn auch verringer ten Badoberfläche aufsteigen. Der große Freiraum über dem Gesamtguerschnitt des Flüssigkeitsbades erhöht wiederum das abzusaugende Gasvolumen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, außer der Abdeckung der Verdampfungsoberfläche durch Abdeck-Einbauten, die in gleicher Weise wie die bekannten schwimmfähigen Platten einer Verringerung der Verdampfungsverluste dienen, dafür zu sorgen, daß auch das abzusaugende Gasvolumen verringert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß die Abdeck-Einbauten mit dem Behälterdeckel eine Einheit bilden. Hierdurch wird erreicht, daß die Abdeck-Einbauten bis zu den Behälterdeckeln reichen und nur der freie Raum über der reduzierten Badoberfläche zur Aufnahme der ent stehenden Gase bzw. Dämpfe zur Verfügung steht mit der Folge, daß nicht nur das Absaugevolumen verringert wird, sondern auch die nachgeschaltete Reinigungsanlage kleiner ausgelegt werden kann. Hinzu kommt, daß zum Entfernen der Abdeck-Ein bauten keine Öffnungen im Behälterdeckel erforderlich sind.

Die Einsparung an Wärmeenergie liegt bei einer Bandbeizanlage gemäß der Erfindung bei ca. 90% vom Anteil der Verdampfungs energie und 45% vom Anteil der Gesamtwärmeenergie. Die Ein sparung an Absaugevolumen liegt bei ca. 90%. Die Wirkung des Behandlungsmediums auf das zu behandelnde Material kann bis auf 10% erhöht werden.

Um die Abdeck-Einbauten gegen mechanische Beschädigungen gegenüber dem zu behandelnden Material zu schützen empfiehlt es sich, die Einbauten mit Schleißrippen zu versehen. Ferner können die Abdeck-Einbauten auf Elektroden auflegbar sein. Wenn die Abdeck-Einbauten nahe an durchlaufendes Be handlungsgut heranreichen, kann die Wirkung des flüssigen Behandlungsmediums auf das zu behandelnde Material durch eine entstehende Turbulenz verstärkt werden.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Bandbeizanlage dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Beizbehälter, und

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Beizbehälter.

Die in Fig. 1 dargestellte Bandbeizanlage dient zum Beizen von Bandmaterial 1, das durch den Beizbehälter 7 hindurchge zogen wird. Der Beizbehälter ist mit einer anorganischen Säure als Behandlungsmedium 2 gefüllt, deren Verdampfungs oberfläche 3 durch Abdeck-Einbauten 4 reduziert ist. Die Ab deck-Einbauten 4 sind mit einem Deckel 5 als eine Einheit ausgebildet und dem Bandverlauf angepaßt. Sie sind außerdem mit Schleißrippen 6 gegen mechanische Beschädigungen durch das Band 1 geschützt.

Fig. 2 zeigt, daß die Abdeck-Einbauten 4 den Verdampfungs raum des Behandlungsmediums 2 so weit ausfüllen bzw. nur einen so geringen Freiraum lassen, daß die Deckel mit den Einbauten einwandfrei geöffnet und geschlossen werden können.

Es wird nicht nur die Verdampfungsoberfläche 3 um über 90% reduziert, sondern auch der bis zum geschlossenen Deckel reichende Freiraum oberhalb der Verdampfungsoberfläche 3, der die entstehenden Gase bzw. Dämpfe aufnimmt.

Claims

1. Vorrichtung zur chemischen oder elektro-chemischen Ober flächenbehandlung von Behandlungsgut in einem erwärmten flüssigen Behandlungsmedium, bestehend aus einem mit einem Deckel versehenen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere Bandbeizanlage, bei der die Badoberfläche zur Verringe rung der Verdampfungsoberfläche durch Abdeck-Einbau ten verringert ist, die aus ihrer Abdecklage entfernbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeck-Einbauten (4) mit dem Behälterdeckel (5) eine Ein heit bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeck-Einbauten (4) zum Schutz gegenüber dem zu behandelnden Material mit Schleiß rippen (6) versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeck-Einbauten (4) auf Elektroden auflegbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeck-Einbauten (4) nahe an das Behandlungsgut (1) reichen.