EP0058216A1 - Vorrichtung zur chemischen oder elektro-chemischen Oberflächenbehandlung von Behandlungsgut in einem erwärmten flüssigen Behandlungsmedium, insbesondere Bandbeizanlage - Google Patents

Vorrichtung zur chemischen oder elektro-chemischen Oberflächenbehandlung von Behandlungsgut in einem erwärmten flüssigen Behandlungsmedium, insbesondere Bandbeizanlage Download PDF

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    • C25F7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic removal of material from objects; Servicing or operating

Definitions

  • the invention relates to a device for chemical or electrochemical surface treatment of material to be treated in a heated liquid treatment medium consisting of a lidded liquid container, in particular B andbeizstrom, wherein the belt surface to reduce the evaporation surface is partly coverable.
  • the invention thus relates to all types of so-called process lines, in which materials such as. B. steel strip, wire or pipes are treated on the surface.
  • the surface treatment can e.g. B. pickling, cleaning, coating, etc. include.
  • the material to be treated can pass through the treatment medium or be placed in the liquid bath over a specific treatment time.
  • the problem underlying the invention is explained below with reference to a strip pickling line for continuous strip steel.
  • the Ba is / surfactant dober- depending on design of the plant 1000-200 mm above the surface of the running steel strip.
  • these containers have free evaporation surfaces from 2 to 400 m 2 .
  • the total heat requirement is approx. 21 kJ / h (5 million kcal / h).
  • the evaporation loss of these plants i. H. the resulting gas can be removed from the system by a suitable extraction system, whereby in most cases these extracted gases are aggressive and must be cleaned by a cleaning system in accordance with legal regulations before they are released into the atmosphere via an exhaust air chimney.
  • the invention has for its object to optimize the coverage of the evaporation surface of the bath and thereby reduce the heat requirement of the evaporation portion as much as possible.
  • This object is achieved according to the invention by at least one displacement body immersed in the liquid bath, the one with its outline compared to the horizontal cross section of the liquid bath.
  • the minimal evaporation surface surrounding the displacement body leaves free. It is obvious that the reduction in the free evaporation surface which is obtained in this way can save by far the largest proportion of the evaporation losses.
  • the amount of gas to be extracted is also reduced by the invention, as a result of which the suction device can be kept correspondingly smaller. Accordingly, the aggressive vapors can be cleaned more economically.
  • the saving in thermal energy for a strip pickling line of the aforementioned type is around 90% of the share of evaporation energy and 45% of the share of total thermal energy.
  • the saving in volume of the gases to be extracted is around 90%.
  • the effect of the treatment medium on the material to be treated can be increased to 10%.
  • the displacement body is expediently attached to the container lid, so that it comes into its immersing operative position when the lid is closed.
  • the displacement body can also be placed on supports arranged inside the container, for example on electrodes.
  • the strip pickling system shown in FIG. 1 serves for pickling a steel strip 1 which is pulled through the pickling tank 7.
  • the pickling tank is filled with an inorganic acid as treatment medium 2, the evaporation surface 3 of which is greatly reduced by an immersing displacement body 4.
  • the U-shaped hollow body 4 is in each case attached to a container lid 5 and adapted to the course of the belt, i. H. it has a flat bottom.
  • all displacement bodies 4 are protected on the underside with wear ribs 6 against mechanical damage from the belt 1.
  • Fig. 2 clearly shows that the displacement body with its outline compared to the horizontal cross section of the liquid, bath 2 leaves only a minimal evaporation surface 3, which surrounds the evaporation body. If the displacer 4 is placed on supports arranged inside the container 7, the free evaporation surface can be reduced even further, since an attachment of the displacer to the pivotably mounted container lid, because of the pivoting arrangement of the displacer, a certain clearance between the side walls of the displacer and the same container walls demands.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur chemischen oder elektro-chemischen Oberflächenbehandlung von Behandlungsgut, insbesondere Bandbeizanlage, bei der an der Oberfläche des erwärmten flüssigen Behandlungsmediums Verdampfungsverluste auftreten. Zur Verringerung der Verdampfungsoberfläche (3) ist die Vorrichtung mit einem in das Flüssigkeitsbad (2) eintauchenden Verdrängungskörper (4) versehen, der am Behälterdeckel (5) befestigt sein kann oder auf innerhalb des Behälters (7) angeordnete Stützen auflegbar ist Fig. 2).

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 Bandoberfläche zur Verringerung der Verdampfungsoberfläche teilweise abdeckbar ist. 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 Behandlungsmedium 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 hintereinander angeordneten Beizbehältern liegt die Ba/dober- fläche je nach Konzeption der Anlage zwischen 1000 und 200 mm über der Oberfläche des durchlaufenden Bandstahls. Je nach Durchsatzmenge und Materialabmessung haben diese Behälter freie Verdampfungsoberflächen von 2 bis 400 m2. Bei einer Bandbeizanlage für die Bandabmessung 1350 x 2,7 mm und einer Stundenleistung von 180 t beträgt der Gesamtwärmebedarf ca. 21 kJ/h (5 Mio kcal/h).
  • Aufgeschlüsselt teilt sich dieser Wärmebedarf in etwa wie folgt auf
    • - für die Materialerwärmung ca. 9,24 kJ/h (2,2 Mio kcal/h)
    • - für Oberflächenabstrahlung ca. 1,26 kJ/h (300 000 kcal/h)
    • - Verdampfungsenergie durch die freie Oberfläche des Behandlungsmediums ca. 10,5 kJ/h (2,5 Mio kcal/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 Reinigungsanlage entsprechend den gesetzlichen Vorschriften gereinigt 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 1 192 877). Diese Art der Abdeckung erlaubt es zwar, das Behandlungsgut ungehindert 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 aneinanderstoßen würden, aufgrund ihrer Geometrie stets einen gewissen Freiraum zwischen sich belassen würden. Auch könnten die Kugeln durch Turbulenzien im Flüssigkeitsbad in Bewegung geraten und hierdurch zusätzliche freie Verdampfungsoberflächen schaffen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abdeckung der Verdampfungsoberfläche des Bades zu optimieren und dadurch den Wärmebedarf des Verdunstungsanteils soweit wie möglich zu reduzieren. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch mindestens einen in das Flüssigkeitsbad eintauchenden Verdrängungskörper, der mit seinem Umriß gegenüber dem waagerechten Querschnitt des Flüssigkeitsbades eine den Verdrängungskörper umgebende minimale Verdampfungsoberfläche freiläßt. Es ist einleuchtend, daß mit der hierdurch erhaltenen Verringerung der freien Verdampfungsoberfläche der weitaus größte Anteil der Verdampfungsverluste eingespart werden kann. Weiterhin wird durch die Erfindung ebenso die abzusaugende Gasmenge reduziert, wodurch die Absaugeeinrichtung entsprechend kleiner gehalten werden kann. Dementsprechend können die aggressiven Dämpfe kostensparender gereinigt werden.
  • Die Einsparung an Wärmenergie liegt bei einer Bandbeizanlage der vorerwähnten Bauart bei ca. 90 % vom Anteil der Verdampfungsenergie und 45 % vom Anteil der Gesamtwärmeenergie. Die Einsparung am Volumen der abzusaugenden Gase liegt bei ca. 90 %. Die Wirkung des Behandlungsmediums auf das zu behandelnde Material kann bis auf 10 % erhöht werden.
  • Der Verdrängungskörper wird zweckmäßig am Behälterdeckel befestigt, so daß er mit dem Schließen des Deckels in seine eintauchende Wirklage gelangt. Der Verdrängungskörper kann jedoch auch auf innerhalb des Behälters angeordnete Stützen aufgelegt werden, beispielsweise auf Elektroden.
  • Um den Verdrängungskörper gegen mechanische Beschädigungen durch ein durch das Flüssigkeitsbad gezogenes Band oder dergleichen zu schützen, empfiehlt es sich, an seiner Unterseite Schleißrippen anzubringen. Insbesondere in Verbindung mit derartigen Schleißrippen ist es vorteilhaft, daß der Verdrängungskörper mit seiner Unterseite bis nahe an das durchlaufende Behandlungsgut reicht, so daß das Behandlungsmedium durch die in diesem Falle beim Durchfluten entstehende Turbulenz in seiner Wirkung auf das zu behandelnde Material verstärkt wird.
  • In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Bandbeizanlage dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Beizbehälter und
    • Fig. 2 einen Querschnitt.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Bandbeizanlage dient zum Beizen eines Stahlbandes 1, das durch den Beizbehälter 7 hindurchgezogen wird. Der Beizbehälter ist mit einer anorganischen Säure als Behandlungsmedium 2 gefüllt, deren Verdampfungsoberfläche 3 durch einen eintauchenden Verdrängungskörper 4 stark reduziert ist. Der U-förmig als Hohlkörper ausgebildete Verdrängungskörper 4 ist jeweils an einem Behälterdeckel 5 befestigt und dem Bandverlauf angepaßt, d. h. er hat eine ebene Unterseite. Außerdem sind alle Verdrängungskörper 4 an der Unterseite mit Schleißrippen 6 gegen mechanische Beschädigungen durch das Band 1 geschützt.
  • Fig. 2 zeigt deutlicht, daß der Verdrängungskörper mit seinem Umriß gegenüber dem waagerechten Querschnitt des Flüssigkeits-, bades 2 nur eine minimale Verdampfungsoberfläche 3 freiläßt, die den Verdampfungskörper umgibt. Wenn der Verdrängungskörper 4 auf innerhalb des Behälters 7 angeordnete Stützen aufgelegt wird, kann die freie Verdampfungsoberfläche noch weiter verringert werden, da eine Befestigung des Verdrängungskörpers an dem schwenkbar gelagerten Behälterdeckel wegen der mitschwenkenden Anordnung des Verdrängungskörpers ein gewisses Freimaß zwischen den Seitenwänden des Verdrängungskörpers und iden Behälterwänden fordert.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur chemischen oder elektro-chemischen Oberflächenbehandlung von Behandlungsgut in einem erwärmten flüssigen Behandlungsmedium, bestehend aus einem mit einem Deckel (5) versehenen Flüssigkeitsbehälter (7), insbesondere Bandbeizanlage, bei der die Badoberfläche zur Verringerung der Verdampfungsoberfläche teilweise abdeckbar ist,
gekennzeichnet durch mindestens einen in das Flüssigkeitsbad (2) eintauchenden Verdrängungskörper (4), der mit seinem Umriß gegenüber dem waagerechten Querschnitt des Flüssigkeitsbades (2) eine den Verdrängungskörper umgebende minimale Verdampfungsoberfläche (3) freiläßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (4) am Behälterdeckel (5) befestigt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (4) auf innerhalb des Behälters (7) angeordnete Stützen auflegbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (4) an seiner Unterseite mit Schleißrippen (6) versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (4) mit seiner Unterseite bis nahe an das durchlaufende Behandlungsgut (1) reicht.
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