EP1167578A1 - Vorrichtung zur Behandlung von metallischem Stranggut, insbesondere zum Beizen von Walzband - Google Patents

Vorrichtung zur Behandlung von metallischem Stranggut, insbesondere zum Beizen von Walzband Download PDF

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EP1167578A1
EP1167578A1 EP01113485A EP01113485A EP1167578A1 EP 1167578 A1 EP1167578 A1 EP 1167578A1 EP 01113485 A EP01113485 A EP 01113485A EP 01113485 A EP01113485 A EP 01113485A EP 1167578 A1 EP1167578 A1 EP 1167578A1
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heat exchangers
treatment
treatment liquid
channel
floating body
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G3/00—Apparatus for cleaning or pickling metallic material
    • C23G3/02—Apparatus for cleaning or pickling metallic material for cleaning wires, strips, filaments continuously
    • C23G3/024—Apparatus for cleaning or pickling metallic material for cleaning wires, strips, filaments continuously by a combination of dipping and spraying
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    • C23G3/00—Apparatus for cleaning or pickling metallic material
    • C23G3/02—Apparatus for cleaning or pickling metallic material for cleaning wires, strips, filaments continuously
    • C23G3/023—Apparatus for cleaning or pickling metallic material for cleaning wires, strips, filaments continuously by spraying

Definitions

  • the invention relates to a device for treating metallic extrudates, in particular for pickling rolled strip that can be transported through a treatment channel and can be turbulently irradiated with treatment liquid from nozzles, wherein the liquid jets at the channel entrance are set in the strand transport direction and at the channel exit are opposite to the strand transport direction, to prevent the treatment liquid from draining off quickly.
  • Such a device is known from DE-OS 29 11 701.
  • This design aims at the difficulties with the use of pinch rollers and thus a transfer to avoid treatment liquid between individual tanks.
  • there support or guide rollers are to be replaced by other elements.
  • this construction is based on elongated rectangular treatment chambers and on the other hand, treatment nozzles are parallel and perpendicular to the strand transport direction arranged.
  • deflectors are over and arranged under the strand material, which is a better spraying of the strand material should effect.
  • the measures outlined are exclusively aimed at a further turbulence and turbulence and represent purely mechanical Procedures. A further chemical effect is not intended still intended.
  • the invention is based, in addition to the physical effects of the task Turbulence the chemical effects of the treatment liquid and possibly even to improve the surface condition of the strand material in the sense of increasing the throughput and extending treatment to critical steel grades.
  • the object is achieved according to the invention in that the treatment channel is formed on the top by means of lined up floating bodies that facing the continuous material, each with one or more, distributed area Heat exchangers are provided, whose thermal energy on the treatment liquid and / or the continuous material is transferable.
  • An additional thermal entry increases the chemical effects by making the treatment liquid on faster the desired reaction temperature is brought and thus earlier and more intensely responding.
  • a further improvement in the efficiency of such devices is combined achieved with chemical reactions in that the area-distributed Heat exchangers are assigned flow baffles that protrude downward serve to mix the treatment liquid flow.
  • the flow baffles between two heat exchangers are advantageously to the side of a heat exchanger and / or in front of or in front of a pair of Heat exchangers arranged. This creates a particularly intensive vortex the treatment liquid achieved.
  • the transfer of the thermal energy to the extrudate and / or the treatment liquid is carried out particularly intensively by turning the heat exchanger off at the There are heating pipes or heating plates laid on the underside of the float.
  • heating pipes are serpentine Heating combs are installed. This means a high use of space and a high one Heat allocation of the available base area connected.
  • Another embodiment provides that the heating pipes made of PVDF or PTFE manufactured and operated with water vapor at approx. 130 - 135 ° C. This training ensures good heat resistance at relatively high temperatures.
  • the floating bodies with the heat exchangers are each at a distance from one surrounding, open lid housing facing the floating body attached are.
  • the cover housing with several spacers the floating body is connected.
  • the handling of the float, the heat exchanger and the cover housing is further facilitated in that the lid housing together with the Float can be lifted out using lifting gear or a hydraulic device or can be placed on the treatment chamber. This allows the heat exchanger easily and quickly replaced or repaired outside the device become.
  • the floating body is made of plastic, whereby a considerably light construction can be created.
  • the extrudate 1 is mixed with treatment liquid 5 from nozzles 6
  • Liquid jets 7 are irradiated in such a way that a turbulent treatment liquid flow 5a exists.
  • the liquid jets 7 are at the channel entrance 8 in the strand transport direction 9 set and at channel exit 10 to the strand transport direction 9 in the opposite direction, so that the treatment liquid 5 flows off quickly the respective treatment chamber 3 and 4 is at least inhibited.
  • the continuous stock 1 lies within the treatment chambers 3, 4 on sliding blocks 3a and 4a.
  • the treatment channel 2 is lined up on its upper side 2a Float 11 formed, facing the strand 1, each with individual or several, surface-distributed heat exchangers 12 are equipped, their thermal energy is transferred to the treatment liquid 5 and / or the strand 1.
  • the treatment liquid 5 entering with the desired entry temperature intensifies the chemical reaction between the surface of the continuous material 1, in particular of rolled strip 1a, and leads to more intensive cleaning processes and thus optimizing the process and increasing throughput.
  • the turbulence also contributes to these processes, so that in combination with the heated treatment liquid 5 brought a significant improvement of the process takes place.
  • Distributed flow baffles ensure this effect 13, which are assigned to the surface-distributed heat exchangers 12, downwards protrude and the mixing of the treatment liquid flow 5a considerably strengthen.
  • the flow guide plates 13 are between two Heat exchangers 12, laterally from a heat exchanger 12 and / or in front of one or arranged in front of a pair of heat exchangers 12 in the strand transport direction 9.
  • the heat exchangers 12 each consist of the underside 11a of the floating body 11 laid heating pipes 14 or heating plates.
  • the heating tubes 14 are laid in a serpentine shape to the heating honeycomb 15 and are located in closed cutouts 11b of the float 11.
  • the heating pipes are off PVDF (polyvinylidene fluoride) or PTFE (polytetrafluoroethylene) manufactured and lead Steam from approx. 130 - 135 ° C.
  • the floats 11 are at a distance from the heat exchangers 12 16 to a surrounding open lid housing facing the floating body 11 17 connected.
  • the distance 16 is between by means of several spacers 18 the float 11 and the lid housing 17 determined.
  • the lid housing 17 is a unit together with the floating body 11 and the heat exchangers 12 by means of lifting gear 19 or by means of a hydraulic device can be lifted out or placed on the treatment chamber 3 or 4 again.
  • the Floating body 11 can be made of plastic to have a low weight and any disruptive vapors from the treatment liquid 5 to resist and intercept them.
  • the hot steam is directed in the direction 20 through a hose connection 21 and through the float 11 in the heating tubes 14 and back in the circuit.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Behandlung von metallischem Stranggut (1), insbesondere zum Beizen von Walzband (1a), das durch einen Behandlungskanal (2) transportierbar und mit Behandlungsflüssigkeit (5) aus Düsen (6) turbulent bestrahlbar ist, wobei die Flüssigkeitsstrahlen (7) am Kanaleingang (8) in Strangtransportrichtung (9) eingestellt und am Kanalausgang (10) entgegengesetzt zur Strangtransportrichtung (9) gerichtet sind, um ein schnelles Abfließen der Behandlungsflüssigkeit (5) zu hemmen, dient der Optimierung der Behandlungsflüssigkeit durch Intensivierung der chemischen Reaktionsvoraussetzungen und ist derart gestaltet, dass der Behandlungskanal an der Oberseite (2a) mittels aneinandergereihten Schwimmkörpern (11) gebildet ist, die dem Stranggut (1) zugewandt, jeweils mit einzelnen oder mehreren, flächenverteilten Wärmetauschern (12) versehen sind, deren Wärmeenergie auf die Behandlungsflüssigkeit (5) und / oder das Stranggut (1) übertragbar ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von metallischem Stranggut, insbesondere zum Beizen von Walzband, das durch einen Behandlungskana transportierbar und mit Behandlungsflüssigkeit aus Düsen turbulent bestrahlbar ist, wobei die Flüssigkeitsstrahlen am Kanaleingang in Strangtransportrichtung eingestellt sind und am Kanalausgang entgegengesetzt zur Strangtransportrichtung gerichtet sind, um ein schnelles Abfließen der Behandlungsflüssigkeit zu hemmen.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 29 11 701 bekannt. Diese Bauweise strebt an, die Schwierigkeiten beim Einsatz von Quetschrollen und damit eine Übertragung von Behandlungsflüssigkeit zwischen einzelnen Tanks zu vermeiden. Dabei sollen Stütz- oder Führungswalzen durch andere Elemente ersetzt werden. Zum einen geht diese Bauweise von länglich rechteckigen Behandlungskammern aus und zum anderen sind parallel und senkrecht zur Strangtransportrichtung Behandlungsdüsen angeordnet. Zusätzlich zu den Behandlungsdüsen sind sog. Deflektoren über und unter dem Stranggut angeordnet, die eine bessere Besprühung des Stranggutes bewirken sollen. Die aufgezeigten Maßnahmen richten sich jedoch ausschließlich auf eine weitere Verwirbelung und Steigerung der Turbulenz und stellen rein mechanische Vorgehensweisen dar. Eine weitergehende chemische Wirkung ist weder vorgesehen noch beabsichtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neben den physikalischen Wirkungen der Turbulenz die chemischen Wirkungen der Behandlungsflüssigkeit und ggfs. sogar schon den Oberflächenzustand des Stranggutes zu verbessern im Sinn einer Durchsatzerhöhung und der Ausdehnung der Behandlung auf kritische Stahlsorten.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Behandlungskanal an der Oberseite mittels aneinandergereihten Schwimmkörpern gebildet ist, die dem Stranggut zugewandt, jeweils mit einzelnen oder mehreren, flächenverteilten Wärmetauschern versehen sind, deren Wärmeenergie auf die Behandlungsflüssigkeit und / oder das Stranggut übertragbar ist. Ein zusätzlicher thermischer Eintrag erhöht die chemischen Wirkungen, indem die Behandlungsflüssigkeit schneller auf die gewünschte Reaktionstemperatur gebracht wird und damit früher und intensiver reagiert. Die Erfindung ist deshalb vorteilhaft u.a. auch auf Stranggut 1 aus IF-Stählen anwendbar (IF = Interstitial Free Steel).
Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades solcher Vorrichtungen wird in Kombination mit chemischen Reaktionen dadurch erzielt, dass den flächenverteilten Wärmetauschern Strömungsleitbleche zugeordnet sind, die nach unten vorstehend zur Vermischung der Behandlungsflüssigkeits-Strömung dienen.
Vorteilhafterweise sind die Strömungsleitbleche zwischen zwei Wärmetauschern, seitlich von einem Wärmetauscher und / oder vor einem oder vor einem Paar von Wärmetauschern angeordnet. Dadurch wird eine besonders intensive Durchwirbelung der Behandlungsflüssigkeit erzielt.
Die Übertragung der Wärmeenergie auf das Stranggut und / oder die Behandlungsflüssigkeit erfolgt besonders intensiv, indem die Wärmetauscher jeweils aus an der Unterseite der Schwimmkörper verlegten Heizrohren oder Heizplatten bestehen.
Weitere Merkmale ergeben sich dadurch, dass die Heizrohre schlangenförmig zu Heizwaben verlegt sind. Damit ist eine hohe Flächenausnutzung und eine hohe Wärmebelegung der zur Verfügung stehenden Grundfläche verbunden.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Heizrohre aus PVDF oder aus PTFE hergestellt und mit Wasserdampf von ca. 130 - 135 °C betrieben sind. Diese Ausbildung sichert eine gute Wärmebelastbarkeit bei relativ hohen Temperaturen.
Für die Gestaltung und Handhabung der Wärmetauscher ist es weiter vorteilhaft, dass die Schwimmkörper mit den Wärmetauschern jeweils mit Abstand zu einem umgebenden, dem Schwimmkörper zugewandt offenen Deckelgehäuse befestigt sind.
Dazu ist vorgesehen, dass das Deckelgehäuse mittels mehreren Abstandshaltern mit dem Schwimmkörper verbunden ist.
Die Handhabung des Schwimmkörpers, des Wärmetauschers und des Deckelgehäuses wird ferner dadurch erleichtert, dass das Deckelgehäuse zusammen mit dem Schwimmkörper mittels eines Hebegeschirrs oder einer Hydraulikeinrichtung heraushebbar oder auf die Behandlungskammer aufsetzbar ist. Dadurch kann der Wärmetauscher außerhalb der Vorrichtung leicht und schnell ausgetauscht oder repariert werden.
Schließlich ist vorgesehen, dass der Schwimmkörper aus Kunststoff hergestellt ist, wodurch eine erheblich leichte Bauweise geschaffen werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nachfolgend näher erläutert wird.
Es zeigen:
Fig. 1
einen senkrechten Längsschnitt durch mehrere aneinandergereihte Behandlungskammern und
Fig. 2
eine perspektivische Ansicht von unten gegen den Schwimmkörper mit Wärmetauscher und Deckelgehäuse.
Die Vorrichtung zur Behandlung von metallischem Stranggut 1, insbesondere von Walzband 1a, das durch einen Behandlungskanal 2 transportiert wird, weist hintereinander liegend eine erste Behandlungskammer 3 und eine zweite Behandlungskammer 4 auf. Das Stranggut 1 wird mit Behandlungsflüssigkeit 5 aus Düsen 6 mit Flüssigkeitsstrahlen 7 derart bestrahlt, dass eine turbulente Behandlungsflüssigkeits-Strömung 5a besteht. Die Flüssigkeitsstrahlen 7 sind am Kanaleingang 8 in Strangtransportrichtung 9 eingestellt und am Kanalausgang 10 zur Strangtransportrichtung 9 entgegengesetzt, so dass ein schnelles Abfließen der Behandlungsflüssigkeit 5 aus der jeweiligen Behandlungskammer 3 und 4 zumindest gehemmt wird. Das Stranggut 1 liegt innerhalb der Behandlungskammern 3, 4 auf Gleitsteinen 3a und 4a auf.
Der Behandlungskanal 2 ist an seiner Oberseite 2a mittels aneinandergereihten Schwimmkörpern 11 gebildet, die dem Stranggut 1 zugewandt, jeweils mit einzelnen oder mehreren, flächenverteilten Wärmetauschern 12 bestückt sind, deren Wärmeenergie auf die Behandlungsflüssigkeit 5 und / oder das Stranggut 1 übertragen wird. Die mit der angestrebten Eintrittstemperatur eintretende Behandlungsflüssigkeit 5 intensiviert die chemische Reaktion zwischen der Oberfläche des Strangguts 1, insbesondere von Walzband 1a, und führt zu intensiveren Reinigungsvorgängen und damit zu einer Optimierung des Prozesses und zu einer größeren Durchsatzleistung.
Die Turbulenz trägt zu diesen Vorgängen ebenfalls bei, so dass in Kombination mit der erwärmt eingebrachten Behandlungsflüssigkeit 5 eine deutliche Verbesserung des Prozesses stattfindet. Für diesen Effekt sorgen flächenverteilte Strömungsleitbleche 13, die den flächenverteilten Wärmetauschern 12 zugeordnet sind, nach unten vorstehen und die Vermischung der Behandlungsflüssigkeits-Strömung 5a erheblich verstärken.
Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, sind die Strömungsleitbleche 13 zwischen zwei Wärmetauschern 12, seitlich von einem Wärmetauscher 12 und / oder vor einem oder vor einem Paar von Wärmetauschern 12 in Strangtransportrichtung 9 angeordnet.
In einer speziellen Ausführungsform bestehen die Wärmetauscher 12 jeweils aus an der Unterseite 11a der Schwimmkörper 11 verlegten Heizrohren 14 oder Heizplatten. Die Heizrohre 14 sind schlangenförmig zu Heizwaben 15 verlegt und befinden sich in geschlossenen Ausschnitten 11b der Schwimmkörper 11. Die Heizrohre sind aus PVDF (Polyvinyli-denfluorid ) oder PTFE (Polytetrafluorethylen) hergestellt und führen Dampf von ca. 130 - 135 °C.
Die Schwimmkörper 11 sind mit den Wärmetauschern 12 jeweils mit einem Abstand 16 zu einem umgebenden, dem Schwimmkörper 11 zugewandt offenen Deckelgehäuse 17 verbunden. Der Abstand 16 wird mittels mehreren Abstandshaltern 18 zwischen dem Schwimmkörper 11 und dem Deckelgehäuse 17 bestimmt. Das Deckelgehäuse 17 ist als Einheit zusammen mit dem Schwimmkörper 11 und den Wärmetauschern 12 mittels eines Hebegeschirrs 19 oder mittels einer Hydraulikeinrichtung heraushebbar oder auf die Behandlungskammer 3 bzw. 4 wieder aufsetzbar. Der Schwimmkörper 11 kann aus Kunststoff hergestellt sein, um ein nur geringes Gewicht einzunehmen und etwaigen störenden Dämpfen aus der Behandlungsflüssigkeit 5 zu widerstehen und diese aufzufangen.
Der heiße Dampf wird in Richtung 20 durch einen Schlauchanschluss 21 und durch den Schwimmkörper 11 in die Heizrohre 14 und zurück im Kreislauf geführt.
Bezugszeichenliste:
1
Stranggut
1a
Walzband
2
Behandlungskanal
2a
Oberseite
3
erste Behandlungskammer
3a
Gleitstein
4
zweite Behandlungskammer
4a
Gleitstein
5
Behandlungsflüssigkeit
5a
Behandlungsflüssigkeits-Strömung
6
Düsen
7
Flüssigkeitsstrahl
8
Kanaleingang
9
Strangtransportrichtung
10
Kanalausgang
11
Schwimmkörper
11a
Unterseite
11b
Ausschnitt
12
Wärmetauscher
13
Strömungsleitbleche
14
Heizrohre
15
Heizwabe
16
Abstand
17
Deckelgehäuse
18
Abstandshalter
19
Hebegeschirr
20
Richtung
21
Schlauchanschluss

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Behandlung von metallischem Stranggut, insbesondere zum Beizen von Walzband, das durch einen Behandlungskanal transportierbar und mit Behandlungsflüssigkeit aus Düsen turbulent bestrahlbar ist, wobei die Flüssigkeitsstrahlen am Kanaleingang in Strangtransportrichtung eingestellt sind und am Kanalausgang entgegengesetzt zur Strangtransportrichtung gerichtet sind, um ein schnelles Abfließen der Behandlungsflüssigkeit zu hemmen,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungskanal (2) an der Oberseite (2a) mittels aneinandergereihten Schwimmkörpern (11) gebildet ist, die dem Stranggut (1) zugewandt, jeweils mit einzelnen oder mehreren, flächenverteilten Wärmetauschern (12) versehen sind, deren Wärmeenergie auf die Behandlungsflüssigkeit (5) und / oder das Stranggut (1) übertragbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass den flächenverteilten Wärmetauschern (12) Strömungsleitbleche (13) zugeordnet sind, die nach unten vorstehend zur Vermischung der Behandlungsflüssigkeits-Strömung (5a) dienen.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitbleche (13) zwischen zwei Wärmetauschern (12), seitlich von einem Wärmetauscher (12) und / oder vor einem oder vor einem Paar von Wärmetauschern (12) angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscher (12) jeweils aus an der Unterseite (11a) der Schwimmkörper (11) verlegten Heizrohren (14) oder Heizplatten bestehen.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Heizrohre (14) schlangenförmig zu Heizwaben (15) verlegt sind
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Heizrohre (14) aus PVDF () oder PTFE ( Polytetrafluorethylen) hergestellt und mit Wasserdampf von ca. 130 - 135 °C betrieben sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schwimmkörper (11) mit den Wärmetauschern (12) jeweils mit Abstand (16) zu einem umgebenden, dem Schwimmkörper (11) zugewandt offenen Deckelgehäuse (17) befestigt sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelgehäuse (17) mittels mehreren Abstandshaltern (18) mit dem Schwimmkörper (11) verbunden ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelgehäuse (17) zusammen mit dem Schwimmkörper (11) mittels eines Hebegeschirrs (19) oder mittels einer Hydraulikeinrichtung heraushebbar oder auf die Behandlungskammer (3; 4) aufsetzbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper (11) aus Kunststoff hergestellt ist.
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