DE7908028U1 - Vorrichtung zum entschlammen von satzbaedern - Google Patents

Description

Neue Beschreibung "zu K *73:08 .02.8.^

~ ¹ - 79 125 DF

D e g u s . a Aktiengesellschaft 10

6000 Frankfurt am Main, Weissfrauenstraße 9

Vorrichtung zum Entschlammen von Salzbädern 15

Gegenstand der Neuerung ist eine

Vorrichtung zum Entschlammen von verunreinigten Salzschmelzen, xrie sie beispielsweise zum Nitrieren von metallischen Werkstoffen, vorzugsweise von Eisenwerkstoffen, verwendet werden. Derartige Salzbäder sind in grossem Umfange in (Gebrauch und bestehen überwiegend aus Karbonaten und Cyanaten der Alkalimetalle. Teilweise sind auch Alkalicyanide in diesen Bädern enthalten. Solche Salzschmelzen werden normalerweise bsi einer Betriebstemperatur von 56O bis 6OO°C betrieben.

Während der Behandlung von Bauteilen aus Eisenwerken
°" stoffen verschlammen diese Bäder in unterschiedlich hohem Maße, und zwar dadurch, dass anhaftende Stahlpartikel, wie z.B. .Drehspäne oder Schleifetaub, sich auf dem Boden des Behandlungsgefä&ses ansammeln oder in feinverteilter Form im Schwebezustand verbleiben.

Desgleichen führt die Behandlung von verzunderten oder von unbearbeiteten Oberflächen (Guss- oder Schmiede-

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haut) zur Verunreinigung des Bades. Schliesslich wird Schlammanteil auch dadurch gebildet, dass von Chargierhilfsmitteln, wie Körben oder Gestellen, nach mehrfacher Behandlung Nitridpartikel abblättern und im Bad verbleiben. Der so entstehende "Schlamm" besteht überwiegend aus Eisennitrid und -oxid.

Andere Salzbäder, wie z.B. AbkUhlbäder auf Hydroxidbasis, werden durch die Bildung von unlöslichen Karbonaten immer dickflüssiger, wodurch der Schmelzpunkt der Bäder steigt und die Abkühlwirkung sich vermindert. Daher müssen auch solche Salzbäder gereinigt werden.

Da der Schlammgehalt des Nitrierbades die Reproduzierbarkeit der zu erzielenden Nitrierergebnisse stark beeinflusst, ist eine laufende Säuberung des Bades sehr wichtig. In der Praxis werden dazu verschiedene Entschlammungsvorrichtungen benutzt. Allen bisherigen Systemen ist dabei gemeinsam, dass zur Entschlanmung eine Betriebsunterbrechung erforderlich ist, d.h. die Entschlammung muss im unbeschickten Bad vorgenommen werden.

Ferner wird bei allen bisherigen Systemen die Entschlammung mit Lochblechen, Drahtsieben oder auch mit Mineral- oder Glaswolle vorgenommen, die in einer geeigneten Vorrichtung untergebracht sind. Diese Vorrichtung besteht vielfach aus einem oder mehreren übereinander angeordneten korbartigen Gebilden aus Lochblech, die der Form des Tiegels angepasst und eventuell mit einem Drahtsieb belegt sind. Auch einfache telier-

artige Vorrichtungen mit einem aufgebördelten Rand | aus Lochblech sind in Gebrauch. Zum Entschlammen wird die Vorrichtung in das unbeschickte Salzbad eingebracht und -eventuell nach einer Absetz- und Be- | ruhigungsphase - wieder herausgezogen. Die im Bad vor- f

IQ handenen Schlammpartikel setzen sich zu einem grossen Teil am Lochblech, am Drahtsieb oder an der Glaswolle ab. Bekannt ist auch ein zylindrischer Behälter mit ;'■ einem Klappboden aus Lochblech (DE-OS 26 45 669). Dieser wird mit geöffnetem Boden in das Bad gebracht, · dann der Boden geschlossen und die gesamte Vorrichtung ^ wieder herausgezogen. Dadurch wird eine Filtration des | Bades erreicht. Um eine vollständige Entschlammung | der Salzschmelzen zu erreichen, muss bei allen be- i kannten Entschlammungsverfahren und -vorrichtungen |

2Q der Vorgang mehrfach wiederholt werden.

Nachteilig wirkt sich bei der bisherigen Verfahrensweise zur Reinigung von Salzbädern die laufende Betriebsunterbrechung aus, die bei hohen Ansprüchen

an die Sauberkeit des Bades erheblich sein kann. Oft sind die feinen Schwebeteilchen nur unzureichend zu entfernen. Vor allem kann es aber bei empfindlichen Bauteilen zu unterschiedlichen Behandlungsergebnissen | kommen, da zwischen zwei Entschlammungsvorgängen der | Schlammgehalt des Bades zunimmt und die Behandlungs- i ergebnisse dadurch verschlechtert werden. Der Aus- | weg, bei empfindlichen Bauteilen nach jeder Charge | zu entschlammen, ist allerdings sehr arbeitsaufwendig | und zeitraubend. I

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Es war daher Aufgabe der vorliegenden Neuerung, eine Vorrichtung zur Entschlammung von verunreinigten Salzbädern, insbesondere von Nitriersalzbädern zu finden, die einerseits mit möglichst geringer Betriebsunterbrechung arbeitet, andererseits eine vollständige Entschlammung gewährleistet, für alle Badgrößen paßt und in der Handhabung einfach und unkompliziert ist.

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Diese Aufgabe wurde neuerungsgemäß gelöst durch eine in das Salzbad eintauchende Pumpe und eine Entschlammungseinheit, in die ein Teil der Schmelze kontinuierlich gefördert und dadurch gereinigt wird.

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Die Entschlammungseinheit besteht vorzugsweise aus einem oberhalb und außerhalb des Salzbades angebrachten Filter- und Absetzsystem. Dadurch ist eine kontinuierliche Entschlammung des Bades möglich. Das

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hat den Vorteil einer höheren Produktivität des Bades, da Betriebsunterbrechungen nicht mehr notwendig sind. Ein weiterer Vorteil ist aber, dass ständig der gleiche Badzustand bezüglich Schlammgehalt vorliegt, d.h. dass sich der minimale Schlammgehalt des Bades über längere Zeit nicht ändert. Damit wird eine völlige Gleichmässigkeit der Behandlungsergebnisse erzielt.

Anhand der Abbildungen I bis III werden Ausführungsbeispiele der neuerungsgemässen Vorrichtung sehematisch beschrieben:

In Abbildung I und II ist eine Ausführungsform mit einem Filtersystem dargestellt: Die Salzschmelze (l) befindet sich im Titantiegel (2). In die Salzschmelze

(l) ist eine Druckluftpumpe (3), beispielsweise eine Mammutpumpe, eingetaucht, mit dem Druckluftanschluss (4) und dem Steigrohr (5). Der von der Mammutpumpe (3) geförderte Salzstrom gelangt in das FiItersystem (6) und verlässt dieses System durch das Auslaufrohr (7)· Das Filtersystem (6) besteht beispielsweise aus einem doppelwandigen Blechmantel (8 und 9), der ZZwischenraum ist zur Vermeidung von Wärmeverlusten und damit verbundener Auskristallisation von Badbestandteilen mit Glas-, Schlacken- oder Mineralwolle isoliert (1O). Im Inneren dieses Isoliermantels befindet sich ein Topf aus Lochblech (H)₁ in den eine Hülse aus engmaschigem Drahtnetz eingestellt wird.(12).

Die flüssige Salzschmelze wird in die oben offene Filterhülee (12) gepumpt, die Schlanmpartikei werden

beim Passieren dieses Filters zurückgehalten, die gereinigte Salzschmelze verlässt das Filtersystem durch den Ahlauf (7). um sicherzustellen, dass hei einem zugesetzten Filter keine Komplikationen durch Überlauf en des Topfes auftreten, ist ein Überlauf (13) angebracht. Hit Schlamm gefüllte oder zugesetzte Filterhülsen können sehr einfach ausgewechselt werden, ohne dass die Mammutpumpe abgestellt oder aus dem Bad entnommen werden muss, da das Steigrohr (5) um seine Längsachse zum Bad hin gedreht werden kaim.

In Abbildung III ist eine andere mögliche Ausführungsform der Entschlammungseinheit (6) dargestellt: Sie besteht in diesem Falle aus einem einfachen Kasten (14), der ebenfalls zur Vermeidung von Verlusten isoliert werden !rann. In dem Kasten (14) sind unterschiedlich hohe Blechstufen (15) angebracht. Die von der Druckluftpumpe (3) geförderte flüssige Salzschmelze gelangt in die erste Kammer (16) der Entschlammungseinheit (6). Ist diese erste Kammer (l) gefüllt, läuft die Salzschmelze über in die weiteren Kammern, bis bis sie das Auslaufrohr (7) erreicht. Dadurch, dass die Salzschmelze langsam mehrere Kammern passieren muss,wird sie sehr stark beruhigt, wodurch die Schlammpartikel Gelegenheit haben, sich am Boden abzuscheiden. ist die Kammer mit Schlamm gefüllt, kann durch einfaches Auskippen der zähflüssige Schlamm daraus entfernt werden.

Die Vorteile der neuerungsgemaßen Vorrichtung werden anhand der folgenden Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1

Ein Tiegelofen mit einem Salzbadtiegel aus Titan mit 800 um Durchmesser und 1500 mm Tiefe enthält 1100 kg Nitriersalzinhalt. Bei einer Betriebstemperatur von 580°C werden als zu behandelnde Teile Gleichlaufkörper aus der Stahlsorte C 45 mit einem Chargengewicht vot 400 kg in einem Gestell von 60 kg in das Bad eingetaucht. Die Behandlungsdauer (Verweildauer im Bad) beträgt eine Stunde, wobei im Dreischichtbetrieb gearbeitet wird.

Bei herkömmlicher Entschlammung musste innerhalb der drei Schichten viermal entschlammt werden, d.h. alle sechs Stunden. Der Gehalt an wasserunlöslichen Bestandteilen im Bad schwankte zwischen zwei Entschlammungsvorgängen zwischen 0,017 % (unmittelbar nach d_em Entschlammen) und 0,19 % (unmittelbar vor der nächsten Entschlammung).

Der Entschlammungsvorgang nahm jeweils 30 Minuten in Anspruch, so dass innerhalb von drei Schichten unter Einbeziehung der für Beschickung des Bades und Entnahme der Teile notwendigen Zeit insgesamt maximal 18 Chargen mit 7200 kg behandelt werden konnten.

Bei Einsatz der neuerungsgemcl3en Entschlairanungs-

™ vorrichtung gemäß Abbildungen

I und II lag der Gehalt an wasserunlöslichen Bestandteilen konstant bei 0,015 #,der Wechsel von Filterhülsen konnte während des laufenden Betriebes vorgenommen werden, so dass insgesamt maximal 20 Chargen mit insgesamt 8000 kg behandelt werden konnten.

Wichtiger ist jedoch, dass neben diesem Anstieg der Produktivität ein deutlicher Anstieg der Qualität und der Gleichmässigkeit des Behandlungsgutes zu verzeichnen war, als Folge ties gleichbleibend geringen Schlammgehaltes. Pro Stunde wurden hierbei 540 kg des Bades über die Entschiammungseinheit geleitet.

Beispiel 2
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Ein Tiegelofen mit einem Salzbadtiegel aus Titan der Grosse 600 mm Durchmesser und 1300 mm Tiefe hatte einen Nixriersalzinhalt von 550 kg. Die Betriebstemperatur betrug 580°C, die zu behandelnden Teile bestanden aus Kurbelwellen aas Stahles 42 CrMo 4. Das Chargenge-

wicht betrug 240 kg, das Gewicht des Gestells 30 kg. Die Behandlungsdauer (Verweildauer im Bad) war zwei Stunden im ZweiSchichtbetrieb.

Bei diesem Beispiel musste jeweils nach zwei Chargen

entschlammt werden, was jeweils 25 Minuten in Anspruch nahm. Der Gehalt an wasserunlöslichen Bestandteilen betrug 0,013 % unmittelbar nach dem Entschlammen und 0,12 % unmittelbar vor der nächsten Entschlammung. Bei Einsatz einer neuerungsgemässen Entschiammungsvor-

richtung entsprechend Abbildungen I und III konnte bei einem Durchsatz von 200 kg Salzschmelze pro Stunde der Gehalt an unlöslichen Bestandteilen im Bad auf gleichbleibend 0,014 % gesenkt werden. Während vorher innerhalb von zwei Schichten 6 Chargen mit insgesamt 1440 kg

behandelt werden konnten, wurden bei Einsatz der kon-

tinuierlichen Entschlammung 7 Chargen mit 1680 kg behandelt. Auch hier war der deutliche Anstieg der · Qualität der behandelten Kurbelwellen erkennbar.

Beispiel 3

Ein Wannenofen der Abmessung 800 χ 600 χ 1300 inn war mit 900 kg einer Alkalihydroxidschmelze als Abkiihlbad gefüllt. Die Badtemperatur betrug 35O°C.

Teile gemäss Beispiel 2 wurden während einer Behandlungsdauer von 10 Minuten in dieses Bad getaucht. Durch Einschleppen von Fremdsalzen und Umwandlung der Hydroxide stieg der unlösliche Carbonatgehalt des Bades, -wodurch sich der Schmelzpunkt erhöhte und

die Abkühlwirkung nachliess. Dadurch erhöhte sich die Behandlungsdauer.

Bei der konventionellen= Entschlammung musste das Bad nach einiger Zeit in Stufen abgekühlt und mittels eines Siebes entschlammt werden.

Mit der neuerungsgeraässen Vorrichtung konnte das BaC während der gesamten Laufzeit schlvj^mfrei gehalten werden,wobei das gesamte Bad einmal in 5 Stunden über die Entschlammungseinrichtung geleitet wurde.

22.4.1983
Dr.Br-hm

Claims (1)

1. Neue Schutzanspxiiehe zu" G '7£ 08"-028*.·

   79 125 DF

   Degussa Aktiengesellschaft 6000 Frankfurt am Main, Weissfrauenstraße

   Schutzansprüche: 10

   I Vorrichtung zum Entschlammen von Salzbädern

   ί 15

   I 1. Vorrichtung zur Entschlammung von verunreinigten Salz-

   I bädern, insbesondere von Nitriersalzbädern gekenn-

   I zeichnet durch eine in das Salzbad (1) eintauchende

   I Pumpe (3) und eine Entschlanunungseinheit (6).

   '- 7 Ω

   ; 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Entschlanunungseinheit (6) oberhalb und außerhalb des Salzbades (1) angeordnet ist.

   3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn-25

   zeichnet, daß die Entschlammungseinheit (6) als Filtereinheit ausgebildet ist.

   4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (3) als Druckluftpumpe ausge-

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   bildet ist.

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