DE9013784U1 - Surface treatment device for strip-shaped rolled goods - Google Patents

Surface treatment device for strip-shaped rolled goods

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Description

1187a1187a

Keramchemie GmbH, Berggarten 1, 5433 SiershahnKeramchemie GmbH, Berggarten 1, 5433 Siershahn

Oberflächenbehandlunqsvorrichtuncr für bandförmiges WalzgutSurface treatment device for strip-shaped rolled material

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur chemischen und elektrochemischen Oberflächenbehandlung von bandförmigem Walzgut in Verbindung mit einer Behandlungsflüssigkeit, beispielsweise Säure, Lauge oder Base, bestehend aus einem horizontalen, verhältnismäßig flachen und sich in Längsrichtung des Walzgutes erstreckenden, durch einen Deckel verschließbaren Behandlungsbehälter, der bis oberhalb des Walzgutes mit der Behandlungsflüssigkeit gefüllt ist, die ihrerseits über den Behandlungsbehälter, einen Umpumpbehälter und gegebenenfalls einen Reinigungsbehälter im Kreislauf geführt wird.The invention relates to a device for chemical and electrochemical surface treatment of strip-shaped rolling stock in conjunction with a treatment liquid, for example acid, lye or base, consisting of a horizontal, relatively flat treatment container extending in the longitudinal direction of the rolling stock, which can be closed by a lid and is filled with the treatment liquid up to above the rolling stock, which in turn is circulated via the treatment container, a pumping container and, if necessary, a cleaning container.

Eine derartige Vorrichtung, die auch als Flachbeize bezeichnet werden kann, ist aus der DE-OS 36 29 894 bekannt. Diese Flachbeizen finden heute verbreitet Anwendung und haben weitgehend die früher bekannten Tiefenbeizen ersetzt. Mit einer solchen Flachbeize, die auch als Horizontalbeize bezeichnet wird, wird eine raschere Banderwärmung erreicht und der Medienaustausch in der Grenzphase zwischen bandförmigem Walzgut und Behandlungsflüssigkeit wird verbessert. Um dies zu erreichen, ist innerhalb des Behandlungsbehälters ein besonderer Behandlungskanal angeordnet, der das bandförmige Walzgut umschließt und durch einen am Behälterdeckel befestigten und auf den Seitenwänden des Behandlungskanales aufliegenden Zwischendeckel nach oben abgeschlossen ist. Die Behandlungsflüssigkeit wird über ein und auslaufseitig angeordnete Düsenbalken eingedüst und zwar im Einlauf in Bandlaufrichtung und im Auslauf entgegen derSuch a device, which can also be referred to as a flat pickling line, is known from DE-OS 36 29 894. These flat pickling lines are now widely used and have largely replaced the previously known deep pickling lines. With such a flat pickling line, which is also referred to as a horizontal pickling line, a faster strip heating is achieved and the exchange of media in the boundary phase between the strip-shaped rolling stock and the treatment liquid is improved. To achieve this, a special treatment channel is arranged within the treatment tank, which encloses the strip-shaped rolling stock and is closed off at the top by an intermediate cover attached to the tank lid and resting on the side walls of the treatment channel. The treatment liquid is injected via nozzle bars arranged on the inlet and outlet sides, namely in the direction of strip travel at the inlet and in the direction of strip travel at the outlet.

Bandlaufrichtung. Bedarfsweise können auch unterhalb des bandförmigen Walzgutes zusätzliche, seitliche Eindüsungen für die Behandlungsflüssigkeit vorgesehen sein. Schließlich befinden sich im Zentrum des Behandlungskanals Abläufe für die Behandlungsflüssigkeit. Trotz dieser Maßnahmen dauert das Aufheizen des Bandes noch verhältnismäßig lange, was auf einen schlechten Wärmeaustausch zwischen Band und Behandlungsflüssigkeit zurückzuführen ist. Dies bedingt immer noch verhältnismäßig lange Behandlungszeiten. Hier kommt noch hinzu, daß der Angriff der Behandlungsflüssigkeit auf das zu behandelnde Band ungleichmäßig ist. Bei der bekannten Vorrichtung muß darüber hinaus die Stromdichte verhältnismäßig gering gehalten werden.Strip running direction. If required, additional lateral injections for the treatment liquid can also be provided below the strip-shaped rolling stock. Finally, there are outlets for the treatment liquid in the center of the treatment channel. Despite these measures, heating up the strip still takes a relatively long time, which is due to poor heat exchange between the strip and the treatment liquid. This still requires relatively long treatment times. In addition, the attack of the treatment liquid on the strip to be treated is uneven. In the known device, the current density must also be kept relatively low.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur chemischen und elektrochemischen Oberflächenbehandlung von bandförmigem Walzgut in Verbindung mit einer Behandlungsflüssigkeit zu schaffen, die eine Optimierung von Strömungsund Austauschbedingungen zwischen dem bandförmigen Falzgut und der Behandlungsflüssigkeit sicherstellt, so daß eine schnellere Aufheizung des bandförmigen Walzgutes und damit eine kürzere Behandlungszeit erreicht wird. Zusätzlich soll die Qualität des behandelten, bandförmigen Walzgutes verbessert werden.The invention is therefore based on the object of creating a device for the chemical and electrochemical surface treatment of strip-shaped rolled material in conjunction with a treatment liquid, which ensures an optimization of flow and exchange conditions between the strip-shaped folded material and the treatment liquid, so that a faster heating of the strip-shaped rolled material and thus a shorter treatment time is achieved. In addition, the quality of the treated strip-shaped rolled material should be improved.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß innerhalb der Behandlungsflüssigkeit im Behandlungsbehälter an beiden Längsseiten oberhalb und unterhalb des Walzgutes Strahldüsen angeordnet sind, über die die Behandlungsflüssigkeit mit hohem Druck unter einem spitzen Winkel beidseitig und entgegengesetzt gegen das Walzgut gefördert wird.To solve this problem, it is proposed in a device of the type described above that jet nozzles are arranged within the treatment liquid in the treatment tank on both long sides above and below the rolling stock, through which the treatment liquid is conveyed at high pressure at an acute angle on both sides and in opposite directions against the rolling stock.

Durch diese Ausbildung werden besonders günstige Strömungsbedingungen zwischen dem bandförmigen Walzgut und der Behandlungsflüssigkeit geschaffen. Der Wärmeübergang zwischen der Behandlungsflüssigkeit und dem bandförmigen Walzgut wird verbessert, was eine Verkürzung der Aufheizzeit des bandförmigen Walzgutes mit sich bringt. Dies zusammen hat eine Verkürzung der Behandlungszeit zur Folge. Durch die besondere Anordnung der Strahldüsen werden Schlammablagerungen im Behandlungsbehälter vermieden. Aufgrund der Tatsache, daß sich alle Strahldüsen innerhalb der Behandlungsflüssigkeit bzw. unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Behandlungsbehälter befinden, ist eine Schaumbildung weitgehend ausgeschlossen. Der Energiebedarf für das Umpumpen der Behandlungsflüssigkeit wird trotz Erhöhung der Turbulenz reduziert.This design creates particularly favorable flow conditions between the strip-shaped rolling stock and the treatment liquid. The heat transfer between the treatment liquid and the strip-shaped rolling stock is improved, which reduces the heating time of the strip-shaped rolling stock. This together results in a reduction in the treatment time. The special arrangement of the jet nozzles prevents sludge deposits in the treatment tank. Due to the fact that all jet nozzles are located within the treatment liquid or below the liquid level in the treatment tank, foam formation is largely excluded. The energy required for pumping the treatment liquid is reduced despite the increase in turbulence.

Weitere Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-7 offenbart.Further features of a device according to the invention are disclosed in claims 2-7.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung in stark vereinfachter Weise gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an embodiment shown in a drawing in a highly simplified manner.

In dieser Zeichnung ist von einer Vorrichtung zum Beizen von Walzgut nur ein Beizbehälter 1 im Querschnitt gezeigt, durch den das bandförmige Walzgut 2 senkrecht zur Zeichnungsebene transportiert wird. Der Beizbehälter 1 ist zumindest teilweise mit einem leicht geneigten Boden 3 versehen, der mehrere Auslaßöffnungen 4 besitzt. Der Beizbehälter 1 ist in an sich bekannter, nicht dargestellter Weise durch einen aufklappbaren Deckel verschlossen und während des Betriebes bis zu dem eingezeichneten Flüssigkeitsspiegel 5 mit Beizflüssigkeit gefüllt. An der Innenseite der beiden Seitenwandungen 6,7 des Beizbehäl-In this drawing, only one pickling tank 1 of a device for pickling rolled stock is shown in cross-section, through which the strip-shaped rolled stock 2 is transported perpendicular to the plane of the drawing. The pickling tank 1 is at least partially provided with a slightly inclined base 3, which has several outlet openings 4. The pickling tank 1 is closed in a known manner, not shown, by a hinged lid and is filled with pickling liquid up to the liquid level 5 shown during operation. On the inside of the two side walls 6,7 of the pickling tank

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ters 1 sind in Längsrichtung des Beizbehälters 1 und damit in Transportrichtung des Walzgutes 2 verlaufende Flutrohre 8 bis 11 vorgesehen. Dabei nehmen die Flutrohre 8,9 einen geringen Abstand oberhalb und die Flutrohre 10,11 einen geringen Abstand unterhalb des Walzgutes 2 ein. Alle Flutrohre 8 bis 11 sind mit Strahldüsen 12 versehen, die unter einem spitzen Winkel zum Walzgut 2 verlaufen. Die Strahldüsen 12 der Flutrohre 8,9 sind nach unten und die Strahldüsen 12 der Flutrohre 10,11 sind nach oben gegen das Walzgut 2 gerichtet. Der Winkel dieser Strahldüsen 12 zum Walzgut beträgt etwa 5 - 30°. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Strahldüsen 12 einen Winkel von etwa 15" zur Oberfläche des Walzgutes 2 auf. Der Abstand der Strahldüsen 12 in den Flutrohren 8-11 beträgt etwa 20 bis 80 cm, vorteilhaft 40 - 50 cm.In the pickling tank 1, flood pipes 8 to 11 are provided that run in the longitudinal direction of the pickling tank 1 and thus in the transport direction of the rolling stock 2. The flood pipes 8,9 are a short distance above the rolling stock 2 and the flood pipes 10,11 a short distance below it. All flood pipes 8 to 11 are provided with jet nozzles 12 that run at an acute angle to the rolling stock 2. The jet nozzles 12 of the flood pipes 8,9 are directed downwards and the jet nozzles 12 of the flood pipes 10,11 are directed upwards towards the rolling stock 2. The angle of these jet nozzles 12 to the rolling stock is approximately 5 - 30°. In the illustrated embodiment, the jet nozzles 12 have an angle of approximately 15" to the surface of the rolled material 2. The distance between the jet nozzles 12 in the flood pipes 8-11 is approximately 20 to 80 cm, advantageously 40 - 50 cm.

Von einem nicht dargestellten und mit einer Heizung versehenen Umpumpbehälter wird nun die Beiz- bzw. Behandlungsflüssigkeit mittels Pumpen den Rohren 8-11 zugeführt und tritt aus diesen über die Strahldüsen 12 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels der Beizflüssigkeit mit einer Geschwindigkeit von mindestens 2 m/sec, vorteilhaft 5-15 m/sec, aus. Dadurch entsteht an beiden Seiten des Bandes eine starke Vermischung bzw. Turbulenz der Behandlungsflüssigkeit, durch die die laminare Grenzschicht, die den Stoffaustausch zwischen dem bandförmigen Walzgut 2 und der Behandlungsflüssigkeit bestimmt, verringert wird. Aufgrund der günstigen konvektiven Strömungsbedingungen der Beizflüssigkeit an der Oberfläche des Walzgutes 2 werden die Aufheizung des Walzgutes 2 und die chemischen Reaktionsvorgänge beschleunigt, so daß die für eine einwandfreie Beizung erforderliche Behandlungszeit besonders kurz ist. Die gleichmäßige Zugabe der aufgeheizten Beizflüssigkeit begüns-The pickling or treatment liquid is now pumped from a pumping tank (not shown) equipped with a heater to the pipes 8-11 and exits from these via the jet nozzles 12 below the liquid level of the pickling liquid at a speed of at least 2 m/sec, preferably 5-15 m/sec. This creates a strong mixing or turbulence of the treatment liquid on both sides of the strip, which reduces the laminar boundary layer that determines the mass transfer between the strip-shaped rolling stock 2 and the treatment liquid. Due to the favorable convective flow conditions of the pickling liquid on the surface of the rolling stock 2, the heating of the rolling stock 2 and the chemical reaction processes are accelerated, so that the treatment time required for perfect pickling is particularly short. The even addition of the heated pickling liquid promotes

tigt jedoch nicht nur den Wärmeübergang, sondern stellt auch
eine gleichmäßige Qualität der Oberfläche des Walzgutes sicher.However, it not only increases heat transfer, but also
ensures a uniform quality of the surface of the rolled goods.

In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles können
die Strahldüsen 12 direkt in den Seitenwandungen 6,7 des Beizbehälters 1 angeordnet sein und einen geringfügig anderen Winkel aufweisen.In modification of the embodiment described,
the jet nozzles 12 are arranged directly in the side walls 6,7 of the pickling tank 1 and have a slightly different angle.

Claims (7)

1187a Keramchemie GmbH, Berggarten 1, 5433 Siershahn Schutzansprüche1187a Keramchemie GmbH, Berggarten 1, 5433 Siershahn Protection claims 1. Vorrichtung zur chemischen und elektrochemischen Oberflächenbehandlung von bandförmigem Walzgut in Verbindung mit einer Behandlungsflüssigkeit, beispielsweise Säure, Lauge oder Base, bestehend aus einem horizontalen, verhältnismäßig flachen und sich in Längsrichtung des Walzgutes erstreckenden, durch einen Deckel verschließbaren Behandlungsbehälter, der bis oberhalb des Walzgutes mit der Behandlungsflüssigkeit gefüllt ist, die ihrerseits über den Behandlungsbehälter, einen Umpumpbehälter und gegebenenfalls einen Reinigungsbehälter im Kreislauf geführt wird,1. Device for chemical and electrochemical surface treatment of strip-shaped rolling stock in conjunction with a treatment liquid, for example acid, lye or base, consisting of a horizontal, relatively flat treatment tank extending in the longitudinal direction of the rolling stock, closable by a lid, which is filled with the treatment liquid up to above the rolling stock, which in turn is circulated via the treatment tank, a pumping tank and, if necessary, a cleaning tank, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß innerhalb der Behandlungsflüssigkeit im Behandlungsbehälter (1) an beiden Längsseiten oberhalb und unterhalb des Walzgutes (2) Strahldüsen (12) angeordnet sind, über die die Behandlungsflüssigkeit mit hohem Druck unter einem spitzen Winkel beidseitig und entgegengesetzt gegen das Walzgut (2) gefördert wird.that within the treatment liquid in the treatment tank (1) jet nozzles (12) are arranged on both long sides above and below the rolling stock (2), through which the treatment liquid is conveyed at high pressure at an acute angle on both sides and in opposite directions against the rolling stock (2). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,2. Device according to claim 1,
characterized, daß die Strahldüsen (12) mit ihrer Düsenöffnung unter einem Winkel von 5-30" angeordnet sind.that the jet nozzles (12) are arranged with their nozzle opening at an angle of 5-30". 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldüsen (12) unter einem Winkel von 15 - 20° angeordnet sind.3. Device according to claim 2, characterized in that the jet nozzles (12) are arranged at an angle of 15 - 20°. 4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldüsen (12) in ihrem Winkel einstellbar ausgebildet sind.4. Device according to at least one of claims 1 - 3, characterized in that the jet nozzles (12) are designed to be adjustable in their angle. 5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldüsen (12) annähernd über die gesamte Länge des Behandlungsbehälters (1) angeordnet sind.5. Device according to at least one of claims 1 - 4, characterized in that the jet nozzles (12) are arranged approximately over the entire length of the treatment container (1). 6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldüsen (12) in jeweils zwei mit Abstand übereinander angeordneten Flutrohren (8 - 11) angeordnet sind.6. Device according to at least one of claims 1-5, characterized in that the jet nozzles (12) are arranged in two flood pipes (8 - 11) arranged one above the other at a distance. 7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldüsen (12) mit geringem Abstand voneinander nebeneinander angeordnet sind.7. Device according to at least one of claims 1-6, characterized in that the jet nozzles (12) are arranged next to one another at a small distance from one another.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1187515A2 (en) * 2000-09-07 2002-03-13 Gebr. Schmid GmbH & Co. Process and apparatus for treating objects, especially circuit boards

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1187515A2 (en) * 2000-09-07 2002-03-13 Gebr. Schmid GmbH & Co. Process and apparatus for treating objects, especially circuit boards
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