DE69406396T2

DE69406396T2 - Verfahren zum Rückleiten von Behandlungsgut bei Oberflächenbehandlungen und Fertigbearbeitungen

Info

Publication number: DE69406396T2
Application number: DE69406396T
Authority: DE
Inventors: Giorgio Rey
Original assignee: Danieli and C Officine Meccaniche SpA
Current assignee: Danieli and C Officine Meccaniche SpA
Priority date: 1993-11-30
Filing date: 1994-11-11
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2014-11-12
Also published as: CN1047410C; EP0655518A1; ATE159551T1; DE69406396D1; EP0655518B1; ES2110170T3; US5510018A; CN1108314A

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Rückleiten von Behandlungsmaterial bei der Oberflächenbehandlung und Endbearbeitung, wie im Hauptanspruch dargelegt.
Das erfindungsgemäße Rückleitungssystem wird in vorteilhafter Weise zum Rückleiten korrodierender und verschleißender Säurebäder oder zum Rückleiten geschmolzener Metalle verwendet.
Genauer gesagt, wird das erfindungsgemäße System zum Rückleiten von Behandlungsmaterial bei Beizanlagen und/oder turbulenten Beizanlagen und/oder Anlagen für Beiz- und Elektrolyseprozesse angewandt, die zur Oberflächenbehandlung metallischer Gegenstände wie Metallbändern verwendet werden.
Dieses erfindungsgemäße System zum Rückleiten von Behandlungsmaterial wird in vorteilhafter Weise auch in Anlagen zur Oberflächen-Endbearbeitung metallischer Gegenstände verwendet, insbesondere in Anlagen, bei denen metallische Überzüge mittels Wärme, wie durch Galvanisieren und Aluminisieren, hergestellt werden.
Der Stand der Technik umfasst ein Beizverfahren mit dem Zweck des Entfernens nichtmetallischer Teilchen von der Oberfläche von Stahl, insbesondere von diese Oberfläche bildenden Oxiden.
Der Beizvorgang wird dadurch ausgeführt, dass die Oberfläche des Stahls dazu gebracht wird, mit anorganischen Säuren oder Salzen zusammenzuwirken, die die zu behandelnde Oberfläche des Stahls auf mehr oder weniger intensive Weise angreifen.
Beizanlagen für Bänder, mit denen sich die Erfindung beschäftigt, sind kontinuierliche Tauchanlagen, und sie umfassen mindestens einen Eintauchtank, der mit einer die erforderliche Säure oder das erforderliche Salz enthaltenden Lösung gefüllt ist, in die das Band oder das zu reinigende Material eingetaucht wird, wobei dafür gesorgt wird, dass es mit der gewünschten Geschwindigkeit durchläuft.
Die Lösung verlässt den Eintauchtank im allgemeinen mittels der Schwerkraft, und sie wird in einem darunterliegenden Rückleitgefäß gesammelt, von woher sie durch eine Rückleit- Pumpeneinrichtung abgezogen wird, um wieder in den Eintauchtank eingefüllt zu werden.
Die aggressive Art der im Beizschritt oder beim Säurewaschen von Metall verwendeten Säurelösungen verringert die Lebensdauer der Rückleitpumpen beträchtlich, die daher häufig ausgetauscht werden müssen.
Im Hinblick auf eine Erhöhung der Lebensdauer der Pumpen besteht auch die Tendenz, die Temperatur der Lösung auf Werten unter solchen zu halten, die für maximalen Wirkungsgrad des Beizprozesses sorgen.
Darüber hinaus macht das Vorliegen abreibender Teilchen, die hauptsächlich aus Schuppen metallischer Oxide, die von der metallischen Oberfläche abgetrennt werden, bestehen, die Arbeitsbedingungen für die Rückleitpumpen noch schwerer und verkürzt deren Lebensdauer noch weiter.
Diese Situation erfordert einen häufigen Filtrier- und/oder Regenerierbetrieb für die in den Gefäßen verwendete Säurelösung, zusammen mit einschlägigen Kosten, was die Behandlungskosten erhöht.
Ferner bestehen bei Oberflächen-Endbearbeitungsanlagen&sub1; in denen Metallbeschichtungsprozesse mit Wärme, wie z.B. Galvanisierung und Aluminisierung, ausgeführt werden, große Probleme hinsichtlich der Bewegung und Rückleitung des geschmolzenen Metalls, das in diesem Fall Zink oder Aluminium ist; diese Probleme beruhen hauptsächlich auf der hohen Temperatur und der großen Viskosität des geschmolzenen Metalls.
Die Dokumente JP-A-1-36780 und DE-A-27 11 814 offenbaren Systeme zum Rückleiten einer Lösung, die Rückleitpumpen verwenden und bei denen daher alle obigen Probleme vorliegen.
Das Dokument GB-A-2,055,771 offenbart ein Autoklavensystem in Zusammenhang mit einer Beizanlage, das das Leeren und Füllen des Beizbehälters ausführt. Dieses System umfasst das Eintauchen der zu beizenden Gegenstände in einen eine unbewegte Säurelösung enthaltenden Behälter, und es ermöglicht nicht, dass diese Lösung im Gegenstrom zu den zu behandelnden Materialien strömt. Darüber hinaus ermöglicht es dieses System nicht, die Säurelösung in den Behälter rückzuleiten, sondern es ermöglicht lediglich den Ersatz der verbrauchten Lösung, um so für ein im wesentlichen konstantes Niveau im Eintauchbehälter zu sorgen.
Das Dokument EP-A-0 402 270 offenbart ein Verfahren und eine Anlage zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Galvanisieren von Gegenständen, die in eine die Galvanisierlösung enthaltende abgedichtete Kammer geführt werden. Diese Kammer enthält eine stromaufwärtige und eine stromabwärtige Schließeinrichtung, die es ermöglichen, die Kammer immer mit Galvanisierlösung unter einem vorbestimmten Druck gefüllt zu halten. Die abgedichtete Kammer ist einem unter Druck stehenden Behälter zugeordnet, der für das Vorhandensein von Galvanisierlösung in der Kammer sorgt; dieses System ermöglicht den Ersatz der verbrauchten Lösung, jedoch ermöglicht es nicht ein kontinuierliches Rückleiten der Lösung. Ferner erfordert die Eintauchkammer eine stromaufwärtige und eine stromabwärtige Schließeinrichtung von elektromagnetischem Typ, die teuer sind und die Konstruktion kompliziert machen.
Das Dokument DE-A-20 29 244 offenbart ein System zum Befüllen und Leeren eines eine Behandlungslösung enthaltenden Behälters zu Beginn und am Ende einer Verarbeitung, jedoch ermöglicht es dieses System nicht, die Lösung kontinuierlich rückzuleiten.
Die Anmelder haben die Erfindung konzipiert, geprüft und realisiert, um die Mängel im Stand der Technik zu überwinden und um weitere Vorteile zu erzielen.
Die Erfindung ist im Hauptanspruch dargelegt und gekennzeichnet, während abhängige Ansprüche Varianten der Idee der Hauptausführungsform beschreiben.
Der Zweck der Erfindung liegt darin, ein System zum Rückleiten von Behandlungsmaterial bei Oberflächenbehandlungs- und Endbearbeitungsprozessen zu schaffen, wie im Hauptanspruch dargelegt.
Das erfindungsgemäße Rückleitsystem besteht darin, dass die korrodierenden und verschleißenden Bäder, wie sie von den Behältern herrühren, die die Beiz- und/oder chemische Behandlung und/oder die elektrochemische Behandlung von Metallen ausführen, erneut in Umlauf gebracht werden.
Das erfindungsgemäße System kann auch zum Rückleiten von geschmolzenem Metall in Behältern von Anlagen verwendet werden, die eine metallische Beschichtung mittels Wärme, wie durch Galvanisieren und Aluminisieren, ausführen.
Wenn die Anlagen eine Oberflächenbehandlung wie Beizen, Wirbelbeizen und allgemein elektrolytische Prozesse ausführen, bestehen die rückzuleitenden Behandlungsmaterialien aus sauren und/oder korrodierenden Bädern.
Wenn Metallbeschichtungsbehandlungen mit Wärme ausgeführt werden, bestehen die rückzuleitenden Behandlungsmaterialien aus Schmelzbädern des beschichtenden Metalls.
Das erfindungsgemäße System ermöglicht es, wenn es in Beizanlagen verwendet wird, Betriebsvorgänge ohne Pumpen und Säurelösungen auszuführen, die höhere Temperatur und einen höheren Gehalt an verschleißenden Teilchen aufweisen.
Das erfindungsgemäße System ermöglicht es daher, die Beizzeiten zu verringern, und es erhöht so den Durchsatz der gesamten Beizanlage.
Darüber hinaus ermöglicht das erfindungsgemäße System eine Verlängerung der Perioden, während denen dieselbe Säurelösung verwendet wird, bevor diese Lösung Filtrierungs- und/oder Reinigungsbehandlungen unterworfen wird, weswegen sie die Betriebskosten verringert.
Das erfindungsgemäße Rückleitsystem umfasst mindestens zwei Gefäße, die parallel auf einem Niveau unter dem des Eintauchbehälters angeordnet sind, dem sie zugeordnet sind.
Der Eintauchbehälter umfasst eine Leitung zum Zuführen der Behandlungsmaterialien sowie eine Leitung zum Ausgeben der Behandlungsmaterialien.
Die zwei Gefäße können hermetisch abgedichtet sein, sie sind von druckbeständigem Typ und sie können mittels eines geeigneten Druckerzeugungssystems unter Druck gesetzt werden, z.B. mittels einer Anlage für komprimierte Luft oder einer Anlage für ein anderes unter Druck stehendes Gas.
Im Fall geschmolzenen Metalls verwendet das Druckerzeugungssystem ein Inertgas wie Stickstoff, um zu verhindern, dass Oxidation des geschmolzenen Metalls auftritt.
Die Gefäße bestehen aus einem für das spezielle Behandlungsmaterial, das sie aufnehmen sollen, beständigen Material.
Im Fall von Säurelösungen können die Gefäße aus Stahl bestehen, der intern mit einem Kunststoffmaterial ausgekleidet ist, das gegen die Aggressivität der Säure beständig ist, oder aus einem mit Fliesen ausgekleideten Kunststoffmaterial.
Im Fall eines flüssigen Metalls ist das metallische Gefäß vorzugsweise innen mit einer Keramik beschichtet.
Jedes Gefäß enthält eine Einlassschließeinrichtung und eine Auslassschließeinrichtung, die das Gefäß mit der Leitung zum Ausgeben des Behandlungsmaterials bzw. der Leitung verbinden, die das Behandlungsmaterial zuführt.
Die Schließeinrichtung kann einer Einrichtung zugeordnet sein, die für Filtrierung und direkte Erwärmung sorgt.
Jedes Gefäß durchläuft einen ersten Füllungszustand, in dem die Einlassschließeinrichtung geöffnet ist und die Auslassschließeinrichtung geschlossen ist, und einen zweiten Leerungszustand, in dem die Einlassschließeinrichtung geschlossen ist und die Auslassschließeinrichtung geöffnet ist.
Die zwei Gefäße befinden sich immer in entgegengesetzten Zuständen, so dass dann, wenn sich das eine im Füllungszustand befindet, das andere sich im Leerungszustand befindet, 4 und umgekehrt.
Jedes Gefäß enthält auch eine Einlassventileinrichtung für ein unter Druck stehendes Fluid und eine Ablassventileinrichtung, die in vorteilhafter Weise mit einem System zum Filtrieren und Neutralisieren der Säuregase, bevor die letzteren an die Atmosphäre ausgegeben werden, versehen ist.
Jedes Gefäß umfasst auch eine Einrichtung zur Niveauüberwachung, eine Einrichtung zur Innendrucküberwachung, eine Sicherheitseinrichtung wie Sicherheitsventile, Minimalniveausensoren, visuelle und/oder akustische Warneinrichtungen, Einrichtungen zum Verriegeln der Schließeinrichtungen usw.
Jedes Gefäß kann auch Hilfszubehör wie Heizeinrichtungen und/oder Einrichtungen zum Filtrieren des Behandlungsmaterials enthalten.
Im Fall einer Metallbeschichtungsbehandlung mittels Wärme enthält jedes Gefäß eine Heizeinrichtung, z.B. vom induktiven Typ, um immer fur eine Temperatur zu sorgen, die höher als die Schmelztemperatur des Beschichtungsmetalls ist.
Darüber hinaus enthält jedes Gefäß in vorteilhafter Weise eine Rühreinrichtung, die für homogene Art des im Behälter enthaltenen Behandlungsmaterials sorgt und jegliche Abscheidung dieses Materials am Boden des Behälters verhindert.
Im Fall einer Metallbeschichtungsbehandlung mittels Wärme enthalten sowohl die Auslassleitung als auch die Zuführleitung für das Behandlungsmaterial eine Heizeinrichtung, um eine Erstarrung des geschmolzenen, durch die Leitungen laufenden Metalls zu verhindern.
Ein typisches Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Systems umfasst z.B. die folgenden Schritte:
- der erste Behälter befindet sich unter Atmosphärendruck und im Füllzustand, wobei die Einlassschließeinrichtung geöffnet ist und die Auslassschließeinrichtung geschlossen ist;
- der zweite Behälter steht unter Druck und befindet sich im Leerungszustand, wobei die Einlassschließeinrichtung geschlossen ist und die Auslassschließeinrichtung geöffnet ist;
- wenn das Niveau des Behandlungsmaterials im ersten Behälter im Füllungszustand das voreingestellte Maximalniveau erreicht hat, wird die Einlassschließeinrichtung dieses Behälters geschlossen und die Einlassventileinrichtung für das Einlassen von unter Druck stehender Luft/Stickstoff wird geöffnet, um den Innendruck auf einen voreingestellten Wert zu bringen;
- das erste Gefäß, das nun voll ist, abgetrennt ist und unter Druck steht, ist dazu bereit, den Eintauchtank zu speisen;
- wenn das Niveau im zweiten Gefäß das voreingestellte Mmimalniveau erreicht, wird die Auslassschließeinrichtung dieses zweiten Gefäßes automatisch geschlossen, und gleichzeitig wechselt das erste Gefäß auf den Leerungszustand;
- dann öffnet die Auslassventileinrichtung des zweiten Gefäßes, um den Innendruck dieses zweiten Gefäßes auf den atmos-Phärischen Wert zu bringen;
- die Einlassschließeinrichtung des zweiten Gefäßes wird geöffnet, wodurch dieses zweite Gefäß in den Füllzustand gebracht wird;
- der obige Zyklus mit abwechselndem Wechseln eines Gefäßes vom Füllzustand auf den Leerungszustand, und umgekehrt, wird fortgesetzt, wodurch das herkömmliche System mit Übertragungspumpen ersetzt ist.
Während des Schritts, in dem das gefüllte Gefäß unter Druck gesetzt wird, wobei beide Schließeinrichtungen geschlossen sind, wird die Einlassventileinrichtung zum Einlassen von Luft/Stickstoff unter Druck geöffnet, um den Innendruck auf einen voreingestellten Wert zu bringen, und dann wird es geschlossen.
Gemäß einer Variante wird die Einlassventileinrichtung zum Einlassen komprimierter Luft offen gehalten, bis der Innendruck auf einen voreingestellten Wert gebracht ist, und es bleibt auch während des gesamten folgenden Schritts des Leerens des Gefäßes offen.
Gemäß einer ersten Variante umfasst das erfindungsgemäße System mindestens drei Gefäße, von denen eines zuführt, das andere ausgibt und sich das letzte in Reserve befindet, wobei das Reservegefäß mit unter Druck stehendem Behandlungsmaterial gefüllt sein kann. Diese Variante ermöglicht es, ein Gefäß abzuschalten, z.B. für einen Notfall oder zu Wartungszwecken, während die Behandlungsanlage normal weiterarbeitet.
Der Einbau des dritten Reservegefäßes kann für Kontinuität der Zuführung des Behandlungsmaterials zum Eintauchbehälter ohne vorübergehende Verzögerung aufgrund der Zeit sorgen, die dazu erforderlich ist, das neue Speisegefäß unter Druck zu setzen.
Das erfindungsgemäße System umfasst in vorteilhafter Weise eine Anordnung zum Kontrollieren und Wiederherstellen des korrekten Werts des in den verschiedenen Gefäßen aufbewahrten Behandlungsmaterials, um für korrekte Eigenschaften dieses Materials zu sorgen.
Im Fall beizender und/oder chemischer oder elektrochemischer Behandlungen muss insbesondere der Säurewert des Behandlungsmaterials gewährleistet werden. In diesem Fall enthält die Anordnung zum Kontrollieren und Wiederherstellen des korrekten Werts des Behandlungsmaterials in vorteilhafter Weise einen Säure(pH)sensor, der jedem Gefäß zugeordnet ist, und mindestens einen Lagertank, der die relativ konzentrierte Säurelösung enthält.
Gemäß einer anderen Variante enthält das System mindestens vier Gefäße, von denen sich zwei im Füllungszustand und zwei im Leerungszustand befinden. Gemäß diesem Layout ist es möglich, die zwei Gefäße mit verschiedenen Drücken in den unter Druck arbeitenden Leerungszustand zu bringen.
So ist es möglich, den Eintauchbehälter gleichzeitig mit zwei Strömen von Behandlungsmaterial bei verschiedenen Drücken zu speisen; diese Ströme werden z.B. an zwei verschiedene Nutzungseinrichtungen geliefert, die denselben Eintauchbehälter nutzen, oder an Nutzungseinrichtungen, die verschiedenen Eintauchbehältern zugeordnet sind.
Gemäß einer anderen Variante umfasst das erfindungsgemäße System mindestens zwei Paare von Gefäßen, wobei jedes Paar über ein leeres Gefäß und ein volles Gefäß verfügt.
Die vollen Gefäße enthalten Behandlungsmaterialien verschiedener Arten.
Im Fall von Säurebädern können die Bäder hinsichtlich verschiedener Konzentrationen der Komponenten oder hinsichtlich verschiedener Komponenten verschieden sein. Auf diese Weise ist es möglich, den Eintauchbehälter alternativ mit zwei Strömungen einer Säurelösung verschiedener Arten oder verschiedener Konzentrationen zu versorgen.
Diese Art von System wird in vorteilhafter Weise zum Beispiel im Fall des Beizens von rostfreiem Stahl verwendet, wobei Mischungen aus Salpetersäure (HNO&sub3;) und Fluorwasserstoffsäure (HF) abwechselnd mit verschiedenen Konzentrationen verwendet werden.
In diesem Fall umfasst die Anordnung, die das in den jeweiligen Gefäßen aufbewahrte Behandlungsmaterial kontrolliert und zuführt, mindestens einen Lagerbehälter für jede Art von Behandlungsmaterial, das auf die korrekten Werte zu bringen ist.
Das erfindungsgemäße System kann in vorteilhafter Weise durch eine Steuerungsvorrichtung verwaltet werden, die die Vorgänge des obigen Zyklus zusammen mit Relativvorgängen des Öffnens, Schließens und Kontrollierens der Schließeinrichtungen und Ventileinrichtungen wie auch der verschiedenen den Gefäßen zugeordneten Einrichtungen automatisch ausführt. Die beigefügten Figuren sind als nichtbeschränkendes Beispiel beigefügt, und sie zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt.
Fig. 1 ist ein Diagramm einer Anlage, die das erfindungsgemäße System zum Rückleiten von Behandlungsmaterial verwendet;
Fig. 2 ist ein Diagramm einer Variante der Anlage, die das System gemäß Fig. 1 zum Rückleiten von Behandlungsmaterial verwendet.
Die Bezugszahl 10 in den beigefügten Figuren bezeichnet allgemein ein erfindungsgemäßes System zum Rückleiten von Behandlungsmaterial bei Oberflächenbehandlungs- und Endbearbeitungsprozessen.
Die dargestellten Anlagen betreffen in diesem Fall einen Beizprozess, bei dem das Behandlungsmaterial aus Säure-und/oder korrodierenden Bädern 11 besteht.
Das erfindungsgemäße Rückleitsystem 10 wird in vorteilhafter Weise bei Oberflächenbehandlungs- und Endbearbeitungsanlagen 12 mit mindestens einem das Behandlungsmaterial enthaltenden Eintauchbehälter 13 ausgeführt, wobei das Behandlungsmaterial aus den Säurebädern 11 oder aus geschmolzenem Metall wie Aluminium oder Zink besteht, wobei das zu behandelnde Material, das in diesem Fall aus einem kontinuierlichen Metallband 14 besteht, durch diesen Behälter laufen muss.
Die folgende Beschreibung betrifft eine Beizanlage, bei der das Behandlungsmaterial aus einer Säurelösung 12 besteht, jedoch gelten dieselben Überlegungen auch im Fall einer Anlage, die eine Metallbeschichtung mittels Wärme vornimmt und in der die Säurelösung 12 durch geschmolzenes Metall ersetzt ist.
Der Eintauchbehälter 13 verfügt über eine Leitung 17 zum Zuführen der Säurelösung sowie eine Leitung 18 zum Auslassen der Säurelösung, wobei die Auslassleitung 18 dem Boden des Eintauchbehälters 13 zugeordnet ist.
Der Zuführleitung 17 können an ihrem Ende Einrichtungen zum Verteilen der Säurelösung zugeordnet sein, die geeigneterweise im Eintauchbehälter 13 angeordnet sind und durch die die Säurelösung in den Eintauchbehälter 13 zurückgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Rückleitsystem 10 umfasst mindestens zwei Gefäße 16, bei denen es sich um ein erstes Gefäß 16a und ein zweites Gefäß 16b handelt, die einander gleich sind und die parallel angeordnet sind.
Die Gefäße 16 können hermetisch abgedichtet werden, sie sind von druckbeständigem Typ und sie können durch eine geeignete Anlage unter Druck gesetzt werden, die ein unter Druck stehendes Gas, insbesondere komprimierte Luft, enthält, wobei diese Anlage hier nicht dargestellt ist.
Im Fall einer Anlage, die eine Metallbeschichtung mittels Wärme ausführt, wird ein Inertgas wie Stickstoff verwendet, um die Gefäße 16 unter Druck zu setzen.
Die Gefäße 16 bestehen vorteilhafterweise aus Stahl, der innen mit einem säurebeständigen Kunststoffmaterial ausgekleidet ist, oder aus einem Kunststoffmaterial, das innen mit Kacheln ausgekleidet ist oder keramik-beschichtet ist.
Jedes Gefäß 16 ist über die Zuführleitung 16 und die Auslassleitung 18 mit dem Eintauchbehälter 13 verbunden.
Wenn geschmolzenes Material rückzuleiten ist, enthält sowohl die Zuführleitung 17 als auch die Auslassleitung 18 eine Heizeinrichtung, die dafür sorgt, dass das geschmolzene Metall nicht innerhalb der Leitungen 17-18 erstarrt.
In jedem Gefäß 16 enthält die Zuführleitung 17 eine Auslassschließeinrichtung 19, und die Auslassleitung 18 enthält eine Einlassschließeinrichtung 20.
Die jeweilige Auslassschließeinrichtung 19 und die Einlassschließeinrichtung 20 ermöglichen es, das jeweilige Gefäß 16 vom Eintauchbehälter 13 zu trennen.
Gemäß einer speziellen Form des Ausführungsbeispiels, das dazu geeignet ist, für korrekten hermetischen Abdichtungseingriff zu sorgen, sind die Schließeinrichtungen 19-20 Einrichtungen zum Reinigen verschleißender Verunreinigungen zugeordnet.
Die Gefäße 16 sind an einer Position unter der des Eintauchbehälters 13 angeordnet, so dass das diesen Eintauchbehälter 13 durch die Auslassleitung 18 verlassende Säurebad 11 den Gefäßen 16 durch Schwerkraft zugeführt wird.
Jedes Gefäß 16 durchläuft einen ersten Füllungszustand, in dem die Einlassschließeinrichtung 20 geöffnet ist und die Auslassschließeinrichtung 19 geschlossen ist, und einen zweiten Leerungszustand, in dem die Einlassschließeinrichtung 20 geschlossen ist und die Auslassschließeinrichtung 19 geöffnet ist.
Das erste Gefäß 16a und das zweite Gefäß 16b befinden sich immer in zueinander entgegengesetzten Zuständen, so dass dann, wenn sich eines der Gefäße 16a oder 16b im Füllungszustand befindet, das andere Gefäß 16b oder 16a im Leerungszustand befindet, und umgekehrt.
Darüber hinaus enthält jedes Gefäß 16 das Folgende:
- eine Ventileinrichtung 21 zum Einlassen von Luft, die mit der Anlage für komprimierte Luft (hier nicht dargestellt) verbunden ist;
- eine Auslassventileinrichtung 22, die mit möglichen Reinigungs- und Filtriereinrichtungen verbunden ist, um Säuredämpfe und unter Druck stehende Luft an die Atmosphäre auszugeben;
- Sicherheitsventile 23, die so eingestellt sind, dass sie ausgelöst werden, wenn der Druck in einem Gefäß 16 einen voreingestellten Wert überschreitet;
- eine Ablassventileinrichtung 24, die am Boden des Gefäßes 16 liegt, um dasselbe im Fall eines Wartungsvorgangs und/oder beim Reinigen des Gefäßes 16 zu leeren;
- eine Drucksensoreinrichtung 25;
- eine Niveausensoreinrichtung 26;
- eine Temperatursensoreinrichtung 27;
- eine Heiz-/Kühleinrichtung 29, die in diesem Fall aus einer Kühlwasserleitung oder einer elektrischen Heizspule 30 zum Einstellen der Temperatur besteht.
Im Fall von Anlagen, die eine metallische Beschichtung mittels Wärme herstellen, ist die dem Eintauchbehälter 13 zugeordnete Heiz-/Kühleinrichtung 29 vorteilhafterweise vom Induktionstyp.
Gemäß einer Variante enthält jedes Gefäß 16 in vorteilhafter Weise eine Rühreinrichtung 41, die für homogenen Zustand des Behandlungsmaterials sorgt, unabhängig davon, ob das letztere aus den Säurebädern 11 oder aus geschmolzenem Metall besteht, und die die Ablagerung dieses Materials am Boden des Gefäßes 16 verhindert.
In diesem Fall enthält die Zuführleitung 17 eine Filtereinrichtung 31 und eine Hilfseinrichtung 32 zum Heizen/Kühlen der in den Eintauchbehälter 13 rückgeleiteten Säurelösung Diese Hilfs-Heiz/Kühl-Einrichtung 32 wird durch die Temperatursensoreinrichtung 40 gesteuert, die die Temperatur der in den Eintauchbehälter 13 rückgeführten Säurelösung überwacht.
In diesem Fall umfasst das erfindungsgemäße Rückleitsystem 10 in Zuordnung zu einer Beizanlage 12 eine Anordnung 36 zum Kontrollieren und Wiederherstellen der korrekten Werte der Säurelösung, wobei die Anordnung 36 mit pH-Messeinrichtungen 37 (Säurewertsensoren) verbunden ist, die den Gefäßen 16 zugeordnet sind.
Diese Kontroll- und Wiederherstellanordnung 36 ist mindestens einem Vorratsbehälter 38 zugeordnet, der die konzentrierte Säurelösung enthält.
Durch Öffnen geeigneter Schließventile 39 liefert die Kontroll- und Wiederherstellanordnung 36 die erforderliche Menge konzentrierter Säurelösung in das jeweilige Gefäß 16, um den pH-Wert (Säurewert) im jeweiligen Gefäß 16 auf den voreingestellten Wert zu bringen.
Das Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Systems 10 umfasst die folgenden Schritte:
- Leeren des zweiten Gefäßes 16b im Leerungszustand entsprechend den nachfolgend beschriebenen Verfahren, und sich ergebendes Versorgen des Eintauchbehälters 13 mittels des Gefäßes 16b durch die Zuführleitung 17;
- Füllen des ersten Gefäßes 16a im Füllungszustand, wobei die Einlassschließeinrichtung 20a geöffnet und die Auslassschließeinrichtung 19a geschlossen ist, bis das gewünschte, vom Niveausensor 26a überwachte Niveau erreicht ist;
- Schließen der Einlassschließeinrichtung 20a und Öffnen der Lufteinlassventil-Einrichtung 21a, bis der durch den Drucksensor 25a angezeigte gewünschte Druck im ersten Gefäß 16a erreicht ist;
- mögliches Schließen der Lufteinlassventil-Einrichtung 21a;
- Schließen der Auslassschließeinrichtung 19b des zweiten Gefäßes 16b und gleichzeitiger Wechsel des ersten Gefäßes 16a auf den Leerungszustand durch Öffnen der Auslassschließeinrichtung 19a;
- Öffnen der Ablassventileinrichtung 22b des zweiten Gefäßes 16b, um den Innendruck auf den Atmosphärendruck zu bringen;
- Öffnen der Einlassschließeinrichtung 20b des zweiten Gefäßes 16b, die so auf den Füllungszustand wechselt.
Dieser Zyklus kann kontinuierlich ohne Probleme dadurch ausgeführt werden, dass die zwei Gefäße 16a-16b abwechselnd in den Füllungszustand und den Leerungszustand, und umgekehrt, gebracht werden.
Gemäß einer Variante kann der obige Zyklus durch eine automatische Steuerungsanordnung 33 gesteuert werden, die möglicherweise mit geeigneten akustischen und/oder Tonwarneinrichtungen 28 versehen ist, wobei sie Signale von den Druck- , Niveau- und Temperatursensoren 25-26-27 empfängt; die Steuerungsanordnung 33 gibt Signale zum Betätigen der Schließeinrichtungen 19-20 und der Ventileinrichtungen 21-22 aus.
Diese Steuerungsanordnung 33 kann in vorteilhafter Weise programmiert und mit einer Aufzeichnungseinrichtung 34 verbunden werden, um alle Vorgänge und die Entwicklung der Arbeitsparameter des Systems aufzuzeichnen.
Die Steuerungsanordnung 33 kann auch die Heiz-/Kühleinrichtung 29 betätigen, um die Temperatur des Behandlungsmaterials 11 im Gefäß 16 auf dem gewünschten Wert zu halten.
Gemäß einer Variante umfasst das erfindungsgemäße Rückleitsystem 10 mindestens ein drittes Gefäß 16c, das als Pufferlager dient und in vorteilhafter Weise in vollem Zustand und unter Druck gehalten wird, wobei seine entsprechenden Schließeinrichtungen 20c-19c geschlossen sind.
Die Auslassschließeinrichtung 19c wird automatisch geöffnet, um den Eintauchbehälter 13 in einem Notfall oder während eines Wartungsvorgangs eines der anderen Gefäße 16 zu speisen.
Gemäß noch einer anderen Variante liegen die Gefäße 16 mit einer größeren Anzahl als 3 vor, wobei sich eines von ihnen im Füllungszustand und mindestens eines im Leerungszustand befindet.
Gemäß einer weiteren Variante, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, umfasst das Rückleitsystem 110 mindestens zwei Paare von Gefäßen 16, nämlich 16a-116a sowie 16b-116b.
Während sich das Paar Gefäße 16a-116a im Füllungszustand befindet, befindet sich das Paar Gefäße 16b-116b im Leerungszustand, und umgekehrt.
Beide Paare von Gefäßen 16a-116a sowie 16b-116b sind mit derselben Auslassleitung 18 verbunden, über die sie entsprechend den oben beschriebenen Verfahren zu verschiedenen Zeiten gefüllt werden.
In diesem Fall sind die ein Paar bildenden Gefäße 16 und 116 über eine Zwischenverbindungsleitung 35 miteinander verbunden, an der eine Verbindungsventileinrichtung 15 angebracht ist.
Die Verbindungsventileinrichtung 15 wird während des Füllungsschritts geöffnet, um für dasselbe Niveau in den zu einem Paar gehörenden beiden Gefäßen 16 und 116 zu sorgen, und sie wird geschlossen, wenn das Niveau den voreingestellten Wert erreicht.
Die Gefäße 16a und 16b sind mit einer ersten Zuführleitung 17 verbunden, wohingegen die Gefäße 116a und 116b mit einer zweiten Zuführleitung 117 verbunden sind.
Durch das System 110 ist es möglich, die Gefäße 16a-116a oder 16b-116b unter verschiedene Drücke zu setzen, wenn sie voll sind. Auf diese Weise ist es unter speziellen Arbeitsbedingungen möglich, den Eintauchbehälter 13 mit zwei Strömen von Säurebädern unter verschieden Drücken zu versorgen, wobei die Ströme über die Zuführleitungen 17 bzw. 117 zugeführt werden.
Auf ähnliche Weise, gemäß dem bereits Beschriebenen, sind den Gefäßen 116 jeweilige Einlassschließeinrichtungen 120 und Auslassschließeinrichtungen 119 zugeordnet.
Darüber hinaus umfassen die Gefäße 116 im System 110 alle oben genannten Komponenten und Zubehörteile, wie sie hinsichtlich der Gefäße 16 des Systems 10 von Fig. 1 beschrieben wurden, wie insbesondere Lufteinlassventile 121, Luftablassventile 122, Sicherheitsventile 123, Ablassventile 124, Drucksensoren 125, Niveausensoren 126 und Temperatursensoren 127.
Ferner ist die Zuführleitung 117 mit der jeweiligen Filtereinrichtung 131 und Hilfs-Heiz/Kühl-Einrichtungen 132 versehen, wobei die letzteren durch jeweilige Temperatursensoren 140 gesteuert werden.
Außerdem enthalten die Gefäße 116 jeweilige pH-Messeinrichtungen 137, die Einrichtungen 36 zugeordnet sind, um die Säurelösung wieder auf ihre korrekten Werte einzustellen, wobei die letztere Einrichtung 36 durch jeweilige Schließventile 139 vervollständigt wird.
Es kann auch eine jeweilige Rühreinrichtung 141 vorhanden sein.
Im Fall der in Fig. 2 dargestellten Beizanlage 12 kann das Rückleitsystem 110 in vorteilhafter Weise auch dazu verwendet werden, den Eintauchbehälter 13 mit zwei Säurelösungen A und B verschiedener Arten oder derselben Art aber mit verschiedenen Konzentrationen zu versorgen.
Bei diesem Beispiel ist das Paar Gefäße 16a-116a einer Art von Säurelösung A zugeordnet, während das andere Paar von Gefäßen 16b-116b einer anderen Art von Säurelösung B zugeordnet ist.
Wie oben ausgeführt, kann die Säurelösung A von der Säurelösung B hinsichtlich der Konzentrationen und/oder hinsichtlich der Zusammensetzung verschieden sein.
Z.B. bestehen im Fall einer Beizbehandlung von rostfreiem Stahl die Lösung A und die Lösung B aus einem Gemisch von Salpetersäure (HNO&sub3;) und Fluorwasserstoffsäure (HF) mit verschiedenen Konzentrationen.
Die verschiedenen Säurelösungen A und B können dem Eintauchbehälter 13 abwechselnd zugeführt werden, um das Band 14 verschiedenen Beizbehandlungen zu unterziehen.
Insbesondere befindet sich, während die Säurelösung A in den Eintauchbehälter 13 eingeleitet wird, das Gefäß 16a (oder 116a) im Füllungszustand, während sich das Gefäß 116a (oder 16a) im Leerungszustand befindet.
In dieser Situation ist das andere Paar Gefäße 16b-116b vom Eintauchbehälter 13 getrennt, da die Schließventileinrichtungen 20b-120b-19b-119b geschlossen sind.
Die beiden Paare von Gefäßen 16a-116a und 16b-116b sind mit derselben einen Auslassleitung 18 verbunden, mittels der dafür gesorgt wird, dass die jeweilige Säurelösung A oder B entsprechend den oben beschriebenen Verfahren innerhalb der jeweiligen Gefäße 16-116 rückgeleitet wird.
Im nächsten Schritt wird der Eintauchbehälter 13 gemäß den obigen Verfahren mit der Sääirelösung B versorgt, während das Paar Gefäße 16a-116a dadurch vom Eintauchbehälter 13 getrennt ist, dass die Schließventileinrichtungen 20a-120a-19a-119a geschlossen sind.

Claims

1. System zum Rückleiten von Behandlungsmaterial bei Oberflächenbehandlungs- und Endbearbeitungsprozessen, das in Zusammenhang mit einer Beiz- und/oder Säurewaschanlage (12) oder in Zusammenhang mit einer Anlage (12) zur Metallbeschichtung mittels Wärme verwendet werden kann, wobei die Anlage (12) mindestens einen Eintauchbehälter (13) aufweist, der das Behandlungsmaterial (11) enthält, das dazu veranlasst wird, in vorteilhafter Weise im Gegenstrom zum zu behandelnden Gut, das in vorteilhafter Weise ein Band (14) ist, umzulaufen, wobei das Behandlungsmaterial (11) aus Säurebädern oder geschmolzenem Metall, wie Zink oder Aluminium besteht, wobei der Eintauchbehälter (13) eine Auslassleitung (18) und eine Zuführleitung (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das System mindestens zwei Gefäße (16a, 16b) aufweist, die hermetisch abgedichtet werden können und die vom druckbeständigen Typ sind und die parallel auf einem Niveau unter dem des Eintauchbehälters (13) angeordnet sind und die jeweils parallel der Auslassleitung (18) und der Zuführleitung (17) des Eintauchbehälters (13) zugeordnet sind, wobei jedes der Gefäße (16a, 16b) eine unabhängige Einlassschließeinrichtung (20) und eine unabhängige Auslassschließeinrichtung (19) aufweist, wobei jedes der Gefäße (16a, 16b), mittels einer unabhängigen Einlassventileinrichtung (21) zum Einlassen eines gasförmigen Fluids einer Anlage für gasförmiges, unter Druck stehendes Fluid zugeordnet ist und, mittels einer Ablassventileinrichtung (22), der Atmosphäre zugeordnet ist, wobei jedes der Gefäße (16a, 16b) einen ersten Füllungszustand und einen zweiten Leerungszustand aufweist, wobei sich dann, wenn sich ein Gefäße (16a) im Füllungszustand befindet, das andere Gefäß (16b) im Leerungszustand befindet, und umgekehrt, wobei keine Pumpeneinrichtung vorhanden ist, um das Material aus dem Eintauchbehälter (13) in die Gefäße (16a, 16b), und umgekehrt, zu ziehen, wobei die Gefäße (16a, 16b) und die Leitungseinrichtungen (17, 18) im Fall einer Metallbeschichtungsbehandlung Heizeinrichtungen aufweisen.

2. Rückleitsystem nach Anspruch 1, bei dem jedes Gefäß (16) eine Ablassventileinrichtung (22) aufweist, die einem möglichen System zum Behandeln und Neutralisieren von Säuredämpfen zugeordnet ist.

3. Rückleitsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem jedes Gefäße (16) mindestens eine Drucksensoreinrichtung (25), eine Niveausensoreinrichtung (26) und eine Temperatursensoreinrichtung (27) aufweist.

4. Rückleitsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem jedes Gefäß (16) eine Säurewert-Sensoreinrichtung (37) aufweist.

5. Rückleitsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem jedes Gefäß (16) eine Einrichtung (41) zum Rühren des Behandlungsmaterials (11) aufweist.

6. Rückleitsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem jedes Gefäß (16) eine Einrichtung (29) zum Heizen/Kühlen des in ihm (16) enthaltenen Behandlungsmaterials (11) aufweist.

7. Rückleitsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Zuführleitungen (17, 117) und/oder die Auslassleitungen (18) mit mindestens einer Heizeinrichtung zusammen arbeiten.

8. Rückleitsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, das durch eine automatische Steuerungsanordnung (33) gesteuert wird und Signale von den Sensoren (25, 26, 27) empfängt und Signale ausgibt, um die Schließeinrichtungen (19, 20) und die Ventileinrichtungen (21, 22) zu steuern und zu betätigen.

9. Rückleitsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Steuerungsanordnung (33) akustische und/oder optische Warneinrichtungen (28) aufweist.

10. Rückleitsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, das mindestens ein drittes Gefäß (16c) aufweist, das parallel zu den anderen Gefäßen (16a, 16b) angeordnet ist und als Puffervorratsgefäß wirkt und in vorteilhafter Weise gefüllt und unter Druck gehalten wird.

11. Rückleitsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem mindestens ein Gefäß (16) durch mindestens ein Paar Gefäße (16a, 116a; 16b, 116b) ersetzt ist, die mit derselben einen Auslassleitung (18) verbunden sind, wobei die Gefäße (16a, 116a; 16b, 116b) auch mit einer jeweiligen Zuführleitung (17, 117) verbunden sind, wobei die Leitungen (18, 17, 117) jeweiligen Einlassschließeinrichtungen (20, 120) und Auslassschließeinrichtungen (19, 119) zugeordnet sind.

12. Rückleitsystem nach Anspruch 11, bei dem die Gefäße (16) unter verschiedenen Drücken gehalten werden.

13. Rückleitsystem nach Anspruch 11, bei dem die Gefäße (16, 116) Behandlungsmaterialien verschiedener Arten hinsichtlich der Konzentration und/oder der Zusammensetzung enthalten.

14. Rückleitsystem nach einem der Ansprüche 11 oder 13, bei dem jedes Paar Gefäße (16a, 16b; 116a, 116b) eine Verbindungsleitung (35) aufweist, der eine Verbindungsventileinrichtung (15) zugeordnet ist und die ein Gefäß (16a, 116a) mit dem anderen Gefäß (16b, 116b), die ein Paar bilden, verbindet.

15. Rückleitsystem nach Anspruch 14, bei dem die Verbindungsventileinrichtung (15) im Füllungsschritt geöffnet wird und sie vor dem Schritt des Unterdrucksetzens durch Öffnen der Lufteinlassventile (21, 121) geschlossen wird.

16. Rückleitsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Schließeinrichtungen (19, 20) Einrichtungen zugeordnet sind, die verschleißende Verunreinigungen reinigen.

17. Rückleitsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, das eine Anordnung (36) zum Steuern und Zuführen konzentrierter Säurelösung aufweist, wobei dieser Anordnung (36) mindestens ein Vorratsbehälter (38) zugeordnet ist, der die konzentrierte Säurelösung bevorratet.