DE4430567C1

DE4430567C1 - Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Behandlungsgut mittels einer Behandlungsflüssigkeit, insbesondere Bandbeizanlage

Info

Publication number: DE4430567C1
Application number: DE4430567A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Ammermann; Helmut Jung; Juergen Jaschinski; Udo Riedesel
Original assignee: Sundwiger Eisenhuette Maschinenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Sundwig GmbH
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 1996-04-04
Anticipated expiration: 2014-08-31
Also published as: EP0699779B1; US5579788A; DE59500207D1; EP0699779A1; JPH08176869A; ATE152486T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Behandlungsgut mittels einer Behandlungsflüssigkeit, insbesondere Bandbeizanlage, mit einem die Behandlungsflüssigkeit aufnehmenden Behälter, durch den das Behandlungsgut förderbar ist, mit einem Deckel, durch den der Behälter dicht verschließbar ist, mit einer Eintritts- und einer Austrittsöffnung, durch die das Behandlungsgut in den Behälter eintritt bzw. aus diesem austritt, und mit Absaugöffnungen, über die verdampfte Behandlungsflüssigkeit aus dem Behälter absaugbar ist.

In Vorrichtungen der vorstehend genannten Art werden beispielsweise Stahlbänder in einem kontinuierlichen Verfahren oberflächenbehandelt, indem sie durch den mit Behandlungsflüssigkeit gefüllten Behälter hindurchgezogen werden. Dabei ist der Behälter nicht vollständig gefüllt, sondern es verbleibt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ein Freiraum. In diesem Freiraum sammeln sich die bei Erwärmung der Behandlungsflüssigkeit entstehenden Gase. Diese Gase sind in der Regel aggressiv und müssen daher abgeführt werden, um ein unkontrolliertes Austreten der Gase aus der Vorrichtung zu vermeiden.

Das Abführen der Gase bringt zum einen erhebliche Probleme bei der Entsorgung der in ihnen in der Regel enthaltenen Säuren mit sich. Zum anderen wird gleichzeitig mit den Gasen eine große Wärmemenge aus der Behandlungsvorrichtung abgezogen. Dies führt zu einem erheblichen Energieverbrauch bei der Erwärmung der Behandlungsflüssigkeit.

Bei einer aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 058 216 A1 bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art sind zur Verringerung des freien Behältervolumens und zur Verminderung des Wärmebedarfs Verdrängungskörper vorgesehen, die während der Behandlung des Behandlungsgutes in die Behandlungsflüssigkeit tauchen. Durch diese großflächigen Verdrängungskörper ist die Verdampfungsfläche der Flüssigkeit beträchtlich vermindert, so daß relativ wenig Gas während des Behandlungsvorganges abgeführt werden muß. Diesem Vorteil der bekannten Vorrichtung steht gegenüber, daß durch den Einbau derartiger Verdrängungskörper die Zugänglichkeit der Behandlungsflüssigkeit nach dem Öffnen des Behälters eingeschränkt ist. Gleichzeitig kommt es insbesondere bei hohen Fördergeschwindigkeiten des Behandlungsgutes häufig zu einer Berührung zwischen dem Gut und den Verdrängungskörpern, durch die die Verdrängungskörper und die Oberfläche des Behandlungsgutes beschädigt werden. Diese Gefahr besteht auch bei der aus der Patentanmeldung DE 36 29 894 C2 bekannten Vorrichtung. Hier wird der Behandlungsstand nach oben hin durch Zwischendeckel begrenzt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Menge des abzuführenden Gases verringert und gleichzeitig die Gefahr einer Beschädigung des Behandlungsgutes ohne Beeinträchtigung der Leistung der Vorrichtung vermindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich der Ein- und der Austrittsöffnung des Behälters eine Ein- bzw. eine Austrittkammer durch jeweils mindestens ein sich jeweils zwischen den Seitenwänden des Behälters erstreckendes und bei geschlossenem Deckel von diesem bis mindestens auf die Oberfläche der Behandlungsflüssigkeit reichendes Absperrschott gegenüber dem Innenraum des Behälters abgetrennt ist und daß die Ein- und die Austrittskammer jeweils mindestens eine Absaugöffnung für verdampfte Behandlungsflüssigkeit aufweisen.

Gemäß der Erfindung wird durch entsprechend angeordnete Absperrschotten ein im wesentlichen abgeschlossener Innenraum gegenüber einer Eintritts- bzw. Austrittskammer abgetrennt. Dabei ist das Volumen des Innenraums um ein Vielfaches größer als das Volumen der beiden Kammern. Da der Innenraum im wesentlichen gasdicht abgeschlossen ist, muß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich dasjenige Gasvolumen abgeführt werden, welches durch Verdampfung der Behandlungsflüssigkeit im Bereich der Eintritts- und Austrittskammer entsteht. Die Abtrennung des Innenraums bewirkt darüber hinaus, daß es bei zunehmender Gasbildung im Innenraum des Behälters zu einem Druckanstieg kommt. Erreicht dieser Druckanstieg eine bestimmte Größe, vermindert sich die weitere Dampfbildung.

Aufgrund des verringerten, abzuführenden Gasvolumens sind auch die mit dem Abführen des Gases verbundenen Wärmeverluste auf ein Minimum reduziert. Dabei kann die Entlüftung der jeweiligen Ein- bzw. Austrittskammer dann vollständig entfallen, wenn mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen in Reihe hintereinander angeordnet sind. In diesem Fall muß Gas jeweils nur aus der ersten Ein- und der letzten Austrittskammer abgeführt werden.

Gemäß der Erfindung ist die Oberfläche der Behandlungsflüssigkeit über den weitaus größten Teil der Länge des Behälters unbedeckt, so daß die Gefahr einer Beschädigung des Behandlungsgutes während der Behandlung auf ein Minimum reduziert ist. Dabei kann durch eine entsprechende Wahl der Eintauchtiefe der Schotten in die Behandlungsflüssigkeit auf einfache Weise der Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Innenraums verändert werden. Auf diese Weise kann auch der aus dem Behälter austretende Volumenstrom und damit der Austausch der Behandlungsflüssigkeit gezielt gesteuert werden. Darüber hinaus behindern nach dem Öffnen des Behälters keine an dem Deckel befestigten, in die Behandlungsflüssigkeit eintauchende oder auf dem Behälterrand aufliegende Abdeckelemente die Wartung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Gefahr einer Beschädigung der Oberfläche des Behandlungsgutes kann zusätzlich dadurch vermindert werden, daß jedes Absperrschott jeweils einen auf der Oberfläche der Flüssigkeit aufliegenden Schwimmkörper aufweist. Durch einen solchen Schwimmkörper kann der Innenraum des Behälters gegenüber der Eintritts- und Austrittskammer bei einer minimalen Eintauchtiefe abgedichtet werden. Dabei ist es in vielen Fällen sinnvoll, wenn die Schwimmkörper vertikal verschiebbar gelagert sind, da sie auf diese Weise Schwankungen des Behandlungsflüssigkeitstandes folgen können.

In anderen Anwendungsfällen kann es sinnvoll sein, wenn die Eintauchtiefe des Schwimmkörpers veränderbar ist, wobei die Veränderung der Eintauchtiefe beispielsweise dadurch erreicht werden kann, daß das Gewicht des Schwimmkörpers durch Befüllen mit Wasser oder einem ähnlichen Medium verändert wird.

In beiden vorstehend erläuterten Anwendungsfällen ist es günstig, wenn der Schwimmkörper rollenförmig ausgebildet ist. Ein solcher drehbarer Rollenkörper wird bei einem Kontakt zwischen Behandlungsgut und Absperrschott in Drehung versetzt, so daß eine Beschädigung der Oberfläche des Guts verhindert wird.

Günstig ist es auch, wenn jedes Absperrschott um eine quer zur Bewegungsrichtung des Behandlungsgutes angeordnete Achse schwenkbar ist. Durch eine derartige schwenkbare Lagerung der Absperrschotten können diese beispielsweise beim Einführen von neu zu behandelndem Gut dem Anfang des Gutes durch Wegschwenken ausweichen. Dabei sollten elastische Mittel auf die Absperrschotten eine diese in ihre Normalstellung bewegende Rückstellkraft ausüben, um sicherzustellen, daß die Absperrschotten während des Betriebes ihre Normalstellung beibehalten und nicht beispielsweise durch den Druckanstieg oder die aus dem Behälter ausströmende Behandlungsflüssigkeit verschwenkt werden.

Vorteilhaft ist es auch, wenn zwischen dem Deckel und jedem Absperrschott jeweils eine Dichtung angeordnet ist. Durch eine solche Abdichtung wird die Trennung zwischen dem Innenraum des Behälters und der Eintritts- bzw. Austrittskammer verbessert. Dabei können die Dichtelemente selbst als elastische, die Absperrschotten rückstellende Mittel ausgebildet sein. Besonders günstig ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Elastizität der Dichtungen veränderbar ist, da auf diese Weise die rückstellende und dichtende Wirkung der Dichtelemente an die jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden können.

Der aus dem Behälter austretende Volumenstrom kann auf einfache Weise auch dadurch optimiert werden, daß auf dem Behälterboden im Bereich der Absperrschotten jeweils ein sich über die Breite des Behälters erstreckender Schleißstein angeordnet ist und daß der Schleißstein jeweils eine Austrittsöffnung für die Behandlungsflüssigkeit aufweist.

Die Druckverhältnisse im abgetrennten Innenraum des Behälters lassen sich dadurch verändern, daß die verdampfte Behandlungsflüssigkeit aus dem Innenraum über ein verschließbares Drosselventil abführbar ist. Ein solches Ventil ermöglicht es darüber hinaus, gezielt bestimmte unerwünschte Gase aus dem Innenraum abzuführen.

In solchen Fällen, in denen Abquetschrollenpaare zum Entfernen der Behandlungsflüssigkeit von dem Behandlungsgut im Bereich der Ein- und Austrittsöffnung notwendig sind, ist es sinnvoll, diese jeweils innerhalb der jeweiligen Kammer anzuordnen, weil auf diese Weise ein unkontrolliertes Austreten von Gas im Bereich der Lagerung ausgeschlossen werden kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Abquetschrollen innerhalb einer Vielzahl von in Reihe angeordneter erfindungsgemäßer Vorrichtungen angeordnet sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Bandbeizanlage im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Ausschnitt A der Fig. 1 in vergrößerter Ansicht;

Fig. 3 die Bandbeizanlage gemäß Fig. 1 in einem Querschnitt entlang der Schnittlinie I-I der Fig. 1.

Die Bandbeizanlage gemäß Fig. 1 weist einen Behälter 1 auf, der durch einen dickwandigen Deckel 2 abgeschlossen ist. Der Deckel 2 sitzt dabei mit seinen Rändern 2a in einer ihn abdichtenden Wassertasse 3 ein. Der Boden 1a des Behälters 1 ist in seinem mittleren Bereich abgesenkt. Darüber hinaus sind im Bereich der Eintrittsöffnung 4 und der Austrittsöffnung 5 des Behälters 1 Auffangbecken 1b ausgebildet, in die Beizflüssigkeit F aus dem mittleren Bereich des Behälters 1 abströmt. Aus diesen Auffangbecken 1b wird die Beizflüssigkeit F einer nicht gezeigten Aufbereitungsanlage zugeführt.

Im Bereich der Eintrittsöffnung 4 ist innerhalb des Behälters 1 ein erstes Abquetschrollenpaar 6 angeordnet. In Richtung der Bandförderrichtung B des in der Bandbeizanlage zu behandelnden Stahlbandes S folgt auf dieses Abquetschrollenpaar 6 ein erstes Absperrschott 7, durch welches im Bereich der Eintrittsöffnung 4 vom Innenraum 8 des Behälters eine Eintrittskammer 9 abgetrennt ist.

In großem Abstand hinter dem ersten Absperrschott 7, der Austrittsöffnung 5 des Behälters 1 zugeordnet, folgt in Bandlaufrichtung B des Stahlbandes S ein zweites Absperrschott 10, welches von dem Innenraum 8 des Behälters 1 eine Austrittskammer 11 abtrennt. In der Austrittskammer 11 ist ein zweites Abquetschrollenpaar 12 angeordnet, durch das auf dem Stahlband S haftende Behandlungsflüssigkeit F vor dem Austritt des Stahlbandes S aus der Beizanlage abgequetscht wird. Der Innenraum 8 des Behälters 1 ist über ein Drosselventil 13 mit einer Gas-Absauganlage verbunden, an die auch die Eintrittskammer 9 und die Austrittskammer 11 über Auslaßöffnungen 9a, 11a angeschlossen sind.

Die Absperrschotten 7, 10 sind jeweils um eine Schwenkachse X schwenkbar an Drehbolzen 14 gelagert und weichen in dem Fall, daß bei einem Bandriß, beim Einfädeln eines neuen Bandes S oder einer sonstigen Störung das Band S gegen sie stößt, einer Beschädigung durch ein Verschwenken um diese Achse X aus.

Die Absperrschotten 7, 10 weisen jeweils eine drehbar gelagerte Schwimmrolle 15 auf, die zur Gewichtsveränderung mit Wasser befüllbar ist. Die Schwimmrolle 15 ist dabei seitlich in vertikal ausgerichteten, nutförmigen Schlitzen 16 höhenverstellbar gelagert, so daß die Schwimmrolle 15 einer Veränderung des Flüssigkeitsstandes der Beizflüssigkeit F folgen kann. Zwischen der Oberseite 6a, 10a der Absperrschotten 7, 10 und dem Deckel 2 ist jeweils ein Dichtelement 17 angeordnet, das nach dem Aufsetzen des Deckels 2 auf den Behälter 1 derart belastet ist, daß es eine elastische Rückstellkraft auf das jeweilige Absperrschott 7, 10 ausübt.

Unterhalb der Absperrschotten 7, 10 sind jeweils Schleißsteine 18 angeordnet, durch die verhindert wird, daß das Stahlband S im Bereich der Ein- bzw. Austrittsöffnungen (4, 5) des Behälters (1) den Behälterboden 1a berührt. Die Schleißsteine 18 weisen jeweils mittig angeordnete Auslauföffnungen 18a auf, durch die ein fest vorbestimmter Volumenstrom der Beizflüssigkeit F aus dem Innenraum 8 in die Auffangbecken 1b strömt.

Während des Betriebs der vorstehend erläuterten Beizanlage steigt im Innenraum 8 der Druck durch verdampfende Beizflüssigkeit F gegenüber dem in der Eintritts- und Austrittskammer 9, 11 herrschenden Druck an. Nachdem dieser Druck einen gewissen Wert erreicht hat, verringert sich die Dampfbildung innerhalb des Innenraums 8. Dabei sind durch das Drosselventil 13 die Druckverhältnisse im Innenraum 8 des Behälters einstellbar. Das geringe Gasvolumen, das sich durch verdampfenden, aus dem Innenraum 8 abströmende Beizflüssigkeit F im Bereich der Eintritts- und Austrittskammer 9, 11 bildet, wird von der nicht gezeigten Absauganlage abgeführt.

Bezugszeichenliste

1 Behälter
1a Behälterboden
1b Ablaufbecken
2 Deckel
3 Wassertasse
4 Eintrittsöffnung
5 Austrittsöffnung
6 Abquetschrollenpaar
6a Oberseite des Absperrschotts 7
7 Absperrschott
8 Innenraum
9 Eintrittskammer
9a Auslaßöffnung
10 Absperrschott
10a Oberseite des Absperrschotts 10
11 Austrittskammer
11a Auslaßöffnung
12 Abquetschrollenpaar
13 Drosselventil
14 Drehbolzen
15 Schwimmrolle
16 Schlitze
17 Dichtelement
18 Schleißstein
F Behandlungsflüssigkeit
S Stahlband
X Schwenkachse

Claims

1. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Behandlungsgut mittels einer Behandlungsflüssigkeit, insbesondere Bandbeizanlage, mit einem die Behandlungsflüssigkeit (F) aufnehmenden Behälter (1), durch den das Behandlungsgut (S) förderbar ist, mit einem Deckel (2), durch den der Behälter (1) dicht verschließbar ist, mit einer Ein- und einer Austrittsöffnung (4, 5), durch die das Behandlungsgut (S) in den Behälter (1) ein- bzw. aus diesem austritt, und mit Absaugöffnungen (9a, 11a), über die verdampfte Behandlungsflüssigkeit (F) aus dem Behälter (1) absaugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ein- und der Austrittsöffnung (4, 5) des Behälters (1) eine Ein- bzw. eine Austrittskammer (9, 11) durch jeweils mindestens ein sich jeweils zwischen den Seitenwänden des Behälters (1) erstreckendes und bei geschlossenem Deckel (2) von diesem bis mindestens auf die Oberfläche der Behandlungsflüssigkeit (F) reichendes Absperrschott (7, 10) gegenüber dem Innenraum (8) des Behälters (1) abgetrennt ist und daß die Ein- und die Austrittskammer (9, 11) jeweils mindestens eine Absaugöffnung (9a, 11a) für verdampfte Behandlungsflüssigkeit (F) aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Absperrschott (7, 10) jeweils einen auf der Oberfläche der Behandlungs flüssigkeit (F) aufliegenden Schwimmkörper (15) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (15) höhenverstellbar gelagert ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchtiefe des Schwimmkörpers (15) veränderbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (15) rollenförmig ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Absperrschott (7, 10) um eine quer zur Bewegungsrichtung (B) des Behandlungsgutes (S) angeordnete Achse (X) schwenkbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Deckel (2) und jedem Absperrschott (7, 10) jeweils eine Dichtung (17) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß elastische Mittel auf die Absperrschotten (7, 10) eine diese in ihre Normalstellung bewegende Rückstellkraft ausüben.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (17) als elastische, die Absperrschotten (7, 10) rückstellende Mittel ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastizität der Dichtungen (17) veränderbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Behälterboden (1a) im Bereich der Absperrschotten (7, 10) jeweils ein sich über die Breite des Behälters erstreckender Schleißstein (18) angeordnet ist und daß der Schleißstein (18) jeweils eine Austrittsöffnung (18a) für die Behandlungsflüssigkeit (F) aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß verdampfte Behandlungsflüssigkeit (F) aus dem Innenraum (8) über ein verschließbares Drosselventil (13) abführbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Ein- und der Austrittskammer (9, 11) jeweils ein Abquetschrollenpaar (6, 12) angeordnet ist.