FI59739B

FI59739B - FOERFARANDE FOER KOMBINERAD AVKYLNING AV RENING AV KOPPARGJUTSTAENGER

Info

Publication number: FI59739B
Application number: FI216373A
Authority: FI
Inventors: Daniel Baxter Cofer; John Christian Duke; Enrique Calixto Chia; Larry Wayne Gibbs
Original assignee: Southwire Co
Priority date: 1972-10-30
Filing date: 1973-07-05
Publication date: 1981-06-30
Also published as: YU39912B; ZA738401B; FI59739C; IT996111B; YU197573A

Description

« jUUm>· rBl KUULUTUSJULKAISU c Q n-, Q«JUUm> · rBl ADVERTISEMENT c Q n-, Q

LBJ (ιυ utlägcnincsskiuft by/09 (51) Kv.ik?/h*c.a.3 B 21 B 45/04, C.23 G 5/02 SUOMI—FINLAND C») Pttenttlhtkemut — Puentuueknlng 2163/73 (12) HikemlipUvt — Ant&knlngsdkg 05.07.73 ' ' (23) AlkupMvi — GHtlghatadig 05.07.73LBJ (ιυ utlägcnincsskiuft by / 09 (51) Kv.ik? / H * ca3 B 21 B 45/04, C.23 G 5/02 FINLAND — FINLAND C ») Pttenttlhtkemut - Puentuueknlng 2163/73 (12) HikemlipUvt - Ant & knlngsdkg 05.07.73 '' (23) AlkupMvi - GHtlghatadig 05.07.73

(41) Tullut luikituksi — Bllvlc affentllg 01.05.7U(41) Became Stuck - Bllvlc affentllg 01.05.7U

Patentti- ja rekisterihallitut ....... .Patent and registration authorities ........

_ , . (44) NihUvtktipunon Ja kuuUulktlsun pvm. —_,. (44) Date of punch and moon. -

Patent- och registerttyrelaen ' ’ Antokin utUgd oeh utl.tkriftin pubiicnd 30.06.81 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus —Begird prloritst 30.10.72 USA(US) 301951 (71) Southwire Company, 126 Fertilla Street, Carrollton, Georgia 30117, USA(US) (72) Daniel Baxter Cofer, Carrollton, Georgia, John Christian Duke, Bremen, Georgia, Enrique Calixto Chia, Carrollton, Georgia, Larry Wayne Gibbs, Homestead, Florida, USA(US) (7*0 Leitzinger Oy (5*0 Menetelmä kuparivalutangon yhdistetyksi jäähdyttämiseksi ja puhdistamiseksi - Förfarande för kombinerad avkylning av rening av koppargjut-stänger Tämä keksintö kohdistuu menetelmään kuparitangon yhdistetyksi jäähdyttämiseksi ja puhdistamiseksi, jonka tangon poistuessa valulait-teesta valutankona, pinnalla on oksidikerros, jossa valulaitteesta tuleva hapetettu valutanko, jolla on korkea lämpötila, jatkuvasti viedään ainakin yhden käsittelyvyöhykkeen läpi, joka on varustettu pitkittäisellä molemmista päädyistään avoimella putkijohdolla suhteellisen matalalämpöistä, jatkuvasti läpivirtaavaa ja kiertävää kä-sittelynestettä varten, joka muodostuu vesiliuoksesta, joka sisältää alifaattisia yksi- tai moniarvoisia alkoholi- tai ketonityyppisiä pelkistysaineita.Patent- och registerttyrelaen '' Antokin utUgd oeh utl.tkriftin pubiicnd 30.06.81 (32) (33) (31) Privilege claimed —Begird prloritst 30.10.72 USA (US) 301951 (71) Southwire Company, 126 Fertilla Street, Carrollton, Georgia 30117, USA (72) Daniel Baxter Cofer, Carrollton, Georgia, John Christian Duke, Bremen, Georgia, Enrique Calixto Chia, Carrollton, Georgia, Larry Wayne Gibbs, Homestead, Florida, USA (7 * 0 The present invention relates to a method for the combined cooling and cleaning of a copper ingot, the surface of which is , which has a high temperature, is continuously passed through at least one treatment zone provided with a longitudinal pipe at both ends open at a relatively low temperature for a continuously flowing and circulating treatment liquid consisting of an aqueous solution containing aliphatic mono- or polyhydric alcohol or ketone-type reducing agents.

Valmistettaessa jatkuvasti valettua kuparitankoa yleensä tangon jätettyä valulaitteen se välittömästi kuumavalssataan. Tultuaan ympäröivään ilmaan tanko hapettuu ja sen pinnalle kerääntyy hilsettä käsittäen kupro-(punainen) ja kupri-(musta)oksidien sekoituksen. Käytännössä tämä hilse täytyy poistaa tai muuttaa se metalliseen tilaan ennen kuin tankoa voidaan vetää taloudellisesti hyväksyttävästi langaksi. Oksidien poisto on myös tarpeellista estämään ennenaikaista vetosuulakkeiden ja sellaisten kulumista.In the manufacture of a continuously cast copper rod, the rod is usually hot-rolled immediately after leaving the casting device. Upon entry into the ambient air, the rod oxidizes and dandruff accumulates on its surface, comprising a mixture of copper (red) and copper (black) oxides. In practice, this dandruff must be removed or converted to a metallic space before the rod can be economically drawn into wire. Oxide removal is also necessary to prevent premature wear of traction nozzles and the like.

2 59739 Tähän asti erilaisia ratkaisuja on ehdotettu oksidihilseen poistamiseksi kuparipohjäisten tuotteiden pinnalta. Mainittakoon, että sana "kupari" tässä käytettynä tarkoittaa käsittämään myös kupariseokset. Esimerkkejä ehdotetuista ratkaisuista hilseen poistamiseksi ovat: (1) mekaanisesti poistaa hilse hiekkapaperihionnalla, kaapimalla tai sillä tavoin, (2) happopuhdistuksella (tai syövyttämällä) ja (3) höyrystyksellä.2,59739 To date, various solutions have been proposed for removing oxide scale from the surface of copper-based products. It should be noted that the word "copper" as used herein is intended to include copper alloys. Examples of proposed solutions for removing dandruff include: (1) mechanical removal of dandruff by sandpaper grinding, scraping, or the like, (2) acid cleaning (or etching), and (3) evaporation.

Esimerkiksi U.S. patentti 3.623.532, joka on myönnetty 30. marraskuuta 1971, Chia ym., annettu tämän keksinnön allekirjoittajille, käsittää järjestelmän, jossa käytetään hapolla syövytystä kuparitangon hilseen poistamiseksi upottamalla tanko laimennettuun vesipitoiseen hap-poliuokseen, esim. rikkihappo, sitruunahappo, jonka jälkeen valutan-ko jättää valssilaitoksen, mutta ennen sen saapumista kelauslaittee-seen. Tällainen esitetty happokäsittely käyttää tangossa olevaa lämpöä nopeuttamaan kemiallista reaktiota. Näissä olosuhteissa kuparioksidit poistuvat pinnalta fysikaaliskemiallisen prosessin yhdistelmällä» ts. räiskymällä pois johtuen erilaisuuksista oksidin ja kupariai-neen lämpökutistuksesta ja osittain oksidin liuotuksella. Tavallisesti vähemmässä kuin yhdessä sekunnissa tanko on puhdistettu ja jäähdytetty noin lämpötilasta 538°C ympäristön lämpötilaan. Käytetty happo sitten palautetaan säiliöön ja pumpataan seuraavaan lämmönvaihtimeen ja takaisin suihkuttajiin. Ihanteellisten puhdistusolosuhteiden säilyttämiseksi syövytysliuos jatkuvasti regeneroidaan kuparisäiliön ja happosisällön suhteen pitämiseksi edeltä määrätyllä tasolla. Tämä suoritetaan kuljettamalla käytetty liuos sähköpäällystysyksikön kautta ja jaksottaisesti lisäämällä uutta happoa järjestelmään.For example, U.S. Pat. U.S. Patent No. 3,623,532, issued November 30, 1971 to Chia et al., issued to the signatories of this invention, discloses a system using acid etching to remove dandruff from a copper rod by immersing the rod in a dilute aqueous acid solution, e.g., sulfuric acid, citric acid, followed by ko leaves the rolling mill, but before it arrives at the winder. Such a proposed acid treatment uses the heat in the rod to accelerate the chemical reaction. Under these conditions, the copper oxides are removed from the surface by a combination of a physicochemical process, i.e. by splashing away due to differences in the heat shrinkage of the oxide and the copper material and partly by the dissolution of the oxide. Usually in less than one second, the rod is cleaned and cooled from about 538 ° C to ambient temperature. The spent acid is then returned to the tank and pumped to the next heat exchanger and back to the sprayers. In order to maintain ideal cleaning conditions, the etching solution is continuously regenerated to maintain the ratio between the copper tank and the acid content at a predetermined level. This is accomplished by passing the spent solution through the electroplating unit and periodically adding new acid to the system.

Edellä selostettua syövytysprosessia on käytetty suurella menestyksellä tämän keksinnön keksijöiden taholta. Kuitenkin pyrkimyksissä vähentää toimintakustannuksia, jotka ovat välttämättömiä haponkestävien aineiden käytöstä, ja välttää ekologisia probleemoja, joita liittyy jä-tehapon sijoittamiseen, sekä valmistaa aineellisesti paremman laadun tuotetta on kehitetty vaihtoehtoinen ratkaisu happosyövytykselle.The etching process described above has been used with great success by the inventors of the present invention. However, in an effort to reduce the operating costs necessary to use acid-resistant substances and to avoid the ecological problems associated with the placement of residual acid, as well as to produce a material of better quality, an alternative solution to acid etching has been developed.

Muut tekniikat, jotka käyttävät yhtä tai useampaa pelkistävää kaasua tai höyryä, hapetetun kuparitangon käsittelemiseksi, on esitetty U.S. atenteissa n:ot 3.546.029, 3.562.025, 3.620.853 ja 3.659.830, jotka 3 59739 kaikki on myönnetty ainakin nimellä C.J. Snyder. Edellä mainituissa patenteissa esitetään, että oksidihilse poistetaan ensin saattamalla tanko korkeassa lämmössä oleviin pelkistäviin kaasuihin tai höyryihin ja sitten välittömästi jäähdyttämällä tanko jäähdytyskylvyssä ennen saattamista ympäröivään ilmaan.Other techniques using one or more reducing gases or vapors to treat an oxidized copper rod are disclosed in U.S. Pat. in Attempts Nos. 3,546,029, 3,562,025, 3,620,853 and 3,659,830, all of which have been issued to at least C.J. Snyder. The aforementioned patents disclose that the oxide scale is first removed by exposing the rod to high temperature reducing gases or vapors and then immediately cooling the rod in a cooling bath before introducing it into the ambient air.

Vaikka kaasupelkistysratkaisu näyttää omaavan joitakin etuja happosyö-vytykseen nähden, niin määrättyjä epäkohtia luultavasti on piilevänä tällaisissa järjestelmissä. Esimerkiksi kaasut ja höyryt, jotka katsotaan olevan sopivia kuparitangon pelkistämiseen, ovat syttyviä, myrkyllisiä tai molempia ja sen vuoksi ne vaativat erityistä käsittelyä räjähdyksen tukehduttavan vaikutuksen tai sellaisen välttämiseksi. Lisäksi täytyy järjestää happivapaa ympäristö kohotetuissa lämpötiloissa, mikä vaatii erityisiä tiivistyksiä koko tangolle, ja pelkistävät kaasut estävät hapen tulon ympäristöstä sekä tangon, ympärille olevien kaasujen poisto täytyy järjestää ympäröivään ilmaan. Toinen epäkohta höyrypelkistysjärjestelmissä on siinä, että tuotantomäärät ovat alempia kuin nestejärjestelmissä.Although the gas reduction solution appears to have some advantages over acid etching, certain disadvantages are likely to be latent in such systems. For example, gases and vapors considered suitable for reducing the copper rod are flammable, toxic, or both, and therefore require special treatment to avoid or suppress the explosive effect of an explosion. In addition, an oxygen-free environment must be provided at elevated temperatures, which requires special seals for the entire rod, and reducing gases prevent oxygen from entering the environment, and the removal of gases around the rod must be arranged in the ambient air. Another disadvantage of steam reduction systems is that production volumes are lower than in liquid systems.

Siten tämän keksinnön päätarkoituksena on aikaansaada parannettu menetelmä valetun ja valssatun kuparitangon jatkuvaksi käsittelemiseksi ei-syövyttävillä liuoskäsittelykoostumuksilla, jotka välttävät syövyttävän happokäsittelyn varjopuolet sekä monimutkaisuuden ja vaarat, jotka liittyvät höyryvaihepelkistykseen.Thus, the main object of the present invention is to provide an improved method for the continuous treatment of cast and rolled copper rod with non-corrosive solution treatment compositions which avoid the disadvantages of corrosive acid treatment as well as the complexity and hazards associated with steam phase reduction.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että lisätään käsittelyliuosta, joka pelkistysaineena alkoholien ja/tai ketonien asemesta tai niiden lisäksi sisältää primäärisiä, sekundäärisiä tai tertiäärisiä alkyyli- tai alkanoliamineja tai niiden seoksia ja että käsittelyliuoksen pH-arvo on yli 7, edullisesti noin 9 - 11.The process according to the invention is characterized in that a treatment solution is added which, as reducing agent instead of or in addition to alcohols and / or ketones, contains primary, secondary or tertiary alkyl or alkanolamines or mixtures thereof and that the pH of the treatment solution is above 7, preferably about 9 to 11 .

Jatkuvasti valettu kuparitanko yleensä välittömästi kuljetetaan yhden tai useamman valssauslaitoksen kautta sen jätettyä valukoneen, samalla kun se on vielä kuumassa tilassa, esim. noin 816°C. Tanko jättää valssauslaitoksen lämpötilassa noin 538°C, ja se suunnataan ensimmäiseen vyöhykkeeseen, jossa se nopeasti jäähdytetään ei-happoisella kä-sittelyliuoksella tämän keksinnön mukaisesti. Mainittakoon, että edellä mainitussa happosyövytysjärjestelmässä oli välttämätöntä käyttää öljypyyhkäisylaitteita, esim. ilmapuhallusta, syöpymisliuoksen saastuttamisen välttämiseksi valssilaitoksessa käytetyn voiteluöljyn 59739 u kanssa. Tämän keksinnön mukaan kuten myöhemmin käy selville, ei ole mitään tarvetta pitää voiteluaine pois käsittelyliuoksen yhteydestä. Siten ilmapyyhkäisy voidaan poistaa, mikäli halutaan, milloin tanko-laitoksen voiteluaine on yhteen sopiva tämän keksinnön mukaisen käsittelyliuoksen kanssa.The continuously cast copper rod is generally conveyed immediately through one or more rolling mills after leaving the casting machine while still in a hot state, e.g., about 816 ° C. The bar leaves the rolling mill at a temperature of about 538 ° C and is directed to a first zone where it is rapidly cooled with a non-acidic treatment solution in accordance with the present invention. It should be noted that in the above-mentioned acid etching system, it was necessary to use oil sweeping devices, e.g., air blowing, to avoid contamination of the etching solution with the lubricating oil 59739 μ used in the rolling mill. According to the present invention, as will be seen later, there is no need to keep the lubricant out of contact with the treatment solution. Thus, air sweeping can be eliminated, if desired, when the rod plant lubricant is compatible with the treatment solution of this invention.

On myös mainittava, että kun happosyövytyksen vaikutus järjestää oleellisia määriä kuparia syövytysliuokseen, mikä täytyy poistaa, niin tämä käsittely on oleellisesti tehokkaampaa ja ei-syövyttävää, lisäten paljon vähemmän metallia käsittelyliuokseen. Siten vastoin happosyövytystä seuraavassa selitetty käsittelyliuos ei vaadi jatkuvaa uusimista käyttäen sähköpäällystyslaitetta ylimääräisen kuparin poistamiseksi liuoksesta.It should also be mentioned that when the effect of acid etching provides substantial amounts of copper in the etching solution, which must be removed, this treatment is substantially more efficient and non-corrosive, adding much less metal to the treatment solution. Thus, in contrast to acid etching, the treatment solution described below does not require continuous renewal using an electroplating apparatus to remove excess copper from the solution.

Hapetettu kuparitanko jättäen valssilaitoksen oleellisesti välittömästi saatetaan yhdistettyyn jäähdytys- ja puhdistuskäsittelyyn yhdessä tai useammassa vyöhykkeessä. Kuumennettu tanko ohjataan johdon kautta, jossa suihkutetaan siihen käsittelyliuosta. Tällä tavoin kä-sittelyliuos välittömästi tulee kosketuksiin kuumennetun kuparitangon kanssa ja jäähdyttää nopeasti sen. Eräässä edullisessa sovellutuksessa kylmempi ei-happoinen nestekäsittelykoostumus pumpataan jäähdytys-johdolla samaan suuntaan kuin tanko liikkuu ainakin ensimmäisessä vyöhykkeessä ja saatetaan tangon kuumin kohta kylmempään käsittelyliuok-seen, joka johtuen suuremmasta lämpötilaerosta tangon ja käsittelyne-teen välillä, lisää lämmönsiirtomäärää ja siten korostaa lämpöjännityksiä, joita syntyy oksidihilseeseen. Käsittelyliuoksen pumppauksen määrää säädetään ja sallitaan kohtuullinen kohoaminen nesteen lämpötilassa, joka jättää johdon, esim. noin lämpötilasta -12°C lämpötilaan 71°C. Käsittelyvyöhykkeet, jotka eeuraavat, voivat olla järjestetyt ohjaamaan pumpatun käsittelyliuoksen yhdensuuntaisesti tankoon tangon liikkeen kanssa, kuten selitetään ensimmäisen vyöhykkeen yhteydessä tai vastavirtaan tangon liikkeen kanssa järjestelmässä, kuten selitetään yksityiskohtaisemmin myöhemmin. Ensimmäisessä vyöhykkeessä käsit-telykoostumus mahdollisesti voidaan pumpata jäähdytysjohdon kautta vastavirtaan tangon liikkeeseen nähden järjestelmässä. Muissa sovellutuksissa täydentäen yksi tai useampi käsittelyvyöhyke voidaan järjestää niin, että käsiteltävä tanko on kosketuksissa pumpatun nesteen kanssa, joka menee vastavirtaan tangon liikkeeseen nähden. Vastavirtaan olevien virtausten ja myötävirtaan olevien virtausten yhdistelmiä eri käsittelyvyöhykkeissä voidaan myös käyttää. Mahdollisesti 5 59739 käsittelykoostumuksen pumppauksen määrä ensimmäiseen käsittelyvyöhykkeeseen voi olla säädetty vaikuttaen vähäisen vähennyksen tai ei lainkaan vähennystä ensimmäisessä vyöhykkeessä kuuman kuparitangon lämpötilassa, tai aikaansaamaan vähemmän lämpötilan pienennystä ensimmäisessä vyöhykkeessä kuin jossain myöhemmissä muissa vyöhykkeissä, joissa oleminen ja jäähtyminen tapahtuu. Tärkeää on aikaansaada riittävä kosketusaika tangon ja käsittelyliuoksen välillä, jotta vähennetään tangon lämpötila alle noin 93°C estäen uudelleenhapetuksen.The oxidized copper bar, leaving the rolling mill substantially immediately, is subjected to a combined cooling and cleaning treatment in one or more zones. The heated rod is guided through a line where the treatment solution is sprayed into it. In this way, the treatment solution immediately comes into contact with the heated copper rod and cools it rapidly. In a preferred embodiment, the colder non-acidic liquid treatment composition is pumped by a cooling line in the same direction as the rod moves at least in the first zone and the hottest point of the rod is placed in a colder treatment solution due to a larger temperature difference between the rod and the treatment liquid. oxide scale. The amount of pumping of the treatment solution is adjusted and a reasonable increase in the temperature of the liquid leaving the line is allowed, e.g. from about -12 ° C to 71 ° C. The treatment zones below may be arranged to direct the pumped treatment solution parallel to the rod with the movement of the rod, as explained in connection with the first zone, or countercurrent to the movement of the rod in the system, as will be explained in more detail later. In the first zone, the treatment composition may optionally be pumped through the cooling line countercurrent to the movement of the rod in the system. In other applications, complementing one or more treatment zones may be arranged so that the rod to be treated is in contact with the pumped liquid, which goes countercurrent to the movement of the rod. Combinations of upstream flows and downstream flows in different treatment zones can also be used. Optionally, the amount of pumping of the 5,59739 treatment composition to the first treatment zone may be adjusted to affect little or no reduction in the temperature of the hot copper rod in the first zone, or to provide less temperature reduction in the first zone than in any subsequent zones where ice is present. It is important to provide sufficient contact time between the rod and the treatment solution to reduce the temperature of the rod below about 93 ° C, preventing reoxidation.

Siten toimintaolosuhteet, joita voidaan vaihdella tyydyttäen minkä tahansa määrätyn tuotannon määrän, käsittävät seuraavaa: tulevan käsittelyliuoksen lämpötila, sen virtauksen määrä, järjestettyjen vyöhykkeiden lukumäärä ja sellaiset. Kun tanko jättää yhden tai useamman järjestetyn käsittelyvyöhykkeen, niin sitä voidaan mahdollisesti huuhdella vedellä ja vahata ennen kelausta. Joko vaihtoehtoisesti tai mahdollisesti vesihuuhtelun jälkeen voidaan käyttää öljymäistä veden kanssa yhteensopivaa vahaavaa ainetta vedessä tai sopivassa liuotinliuoksessa tai voidaan yhdistää käsittelykoostumuksen kanssa ja käyttää sen kanssa ilman vahingollisia vaikutuksia.Thus, operating conditions that can be varied to satisfy any given amount of production include: the temperature of the incoming treatment solution, the amount of its flow, the number of zones arranged, and the like. When the rod leaves one or more arranged treatment zones, it may possibly be rinsed with water and waxed before winding. Either alternatively or optionally after rinsing with water, an oily water-compatible waxing agent may be used in water or a suitable solvent solution, or may be combined with and used with the treatment composition without detrimental effects.

Tämän keksinnön mukainen ei-happoinen käsittelykoostumus muotoillaan ja saadaan siten, sekä puhdistavaa että jäähdyttävää vaikutusta, ja mikäli halutaan, myös saavutetaan voiteleva aine järjestetyksi, kuten edellä on mainittu. Erityisesti käsittelykoostumus edullisesti on vesipitoinen liuos sisältäen vähintään yhden orgaanisen yhdisteen ryhmästä alifaattiset monohydroksialkoholit, polyhydroksialkoholit, ketoni; ja alkyyli- ja alkanoliprimääriamiinit, sekundääriamiinit ja tertiääriamiinit sekä näiden sekoitukset. Liuoksen pH pidetään yli 7 ja edullisesti välillä noin 9-11. Mikäli vaaditaan pH voidaan säätää lisäämällä edeltä määrättyjä määriä alkalimetallihydroksideja ja alkalimetallihydroksidien mineraali- ja orgaanisia suoloja, kuten natriumhydroksidi ja natriumkarbonaatti.The non-acidic treatment composition of the present invention is formulated and thus has both a cleansing and a cooling effect, and if desired, a lubricating agent is also provided, as mentioned above. In particular, the treatment composition is preferably an aqueous solution containing at least one of the group of organic compounds aliphatic monohydric alcohols, polyhydric alcohols, ketone; and alkyl and alkanol primary amines, secondary amines and tertiary amines and mixtures thereof. The pH of the solution is maintained above 7 and preferably between about 9-11. If required, the pH can be adjusted by adding predetermined amounts of alkali metal hydroxides and mineral and organic salts of alkali metal hydroxides, such as sodium hydroxide and sodium carbonate.

Edellä mainittujen orgaanisten hilseenpoistoaineiden lisäksi käsittelykoostumus haluttaessa voi sisältää pinta-aktiivisia aineita, kela-toimisaineita ja sellaisia, erityisesti milloin tuotannon määrä on korkea. Mitä suurempi tuotannon määrä, sitä suurempi pumppausmäärä kunkin jäähdytysjohdon kautta. Vesiliuoksia tai emulsioivia vahoja ja sellaisia voidaan myös lisätä käsittelyliuokseen suojaamaan puhdistettua tangon pintaa ennen kelausta. Yleensä lisätyn vahan määrä on alhainen, esim. suuruusluokkaa 0,1 painoprosenttia koostumuksesta.In addition to the above-mentioned organic descaling agents, the treatment composition may, if desired, contain surfactants, coil agents and the like, especially when the production volume is high. The higher the production volume, the higher the pumping volume through each cooling line. Aqueous solutions or emulsifying waxes and the like may also be added to the treatment solution to protect the cleaned rod surface prior to winding. Generally, the amount of wax added is low, e.g., on the order of 0.1% by weight of the composition.

6 597396 59739

Vaihtoehtoisesti vahaus voidaan suorittaa erikseen puhdistuksen jälkeen .Alternatively, waxing can be performed separately after cleaning.

Tämän keksinnön mukaisen käsittelyliuoksen lämpötila pidetään liuos-vaiheessa noin lämpötilasta 4°C lämpötilaan 93°C. Kuten myöhemmin selitetään käsittelyliuos jatkuvasti uudelleenkierrätetään ja suodatetaan. Lämmönvaihdin on järjestetty uudelleenkierrätysjärjestelmään jäähdyttämään käsittelyliuos ennen sen saattamista käsittelyvyöhyk-keisiin.The temperature of the treatment solution of this invention is maintained in the solution step from about 4 ° C to 93 ° C. As will be explained later, the treatment solution is continuously recycled and filtered. A heat exchanger is arranged in the recirculation system to cool the treatment solution before it is introduced into the treatment zones.

Tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetty nestemäinen käsitte-lykoostumus edullisesti sisältää suuren osan vettä, esim. 90 tilavuusprosenttia tai enemmän. On huomattava, että veden suhde lisäaineisiin ei ole tärkeää ja sitä voidaan vaihdella. Käsittelyliuoksen yhteydessä on tärkeää sen soveltuvuus nopeaan lämmönpoistoon kuumasta valssatusta tangosta niin, että tavallaan isketään oksidlkerrosta ja samanaikaisesti käsittelyliuos reagoi pinnalla jäljellä olevan oksidin kanssa sen vähentämiseksi metallin suhteen ja siten saadaan puhdas tanko vapaana oksidihilseestä.The liquid treatment composition used in the process of this invention preferably contains a large proportion of water, e.g. 90% by volume or more. It should be noted that the ratio of water to additives is not important and can be varied. In connection with the treatment solution, its suitability for rapid heat removal from the hot rolled rod is important, so that the oxide layer is struck in a way and at the same time the treatment solution reacts with the oxide remaining on the surface to reduce it to the metal.

Käytetyt puhdistuksen lisäaineet edullisesti ovat vesiliukoisia. Alifaattiset monohydroksialkoholit, joita suositellaan, omaavat hiiliatomia kuuteen atomiin saakka. Näihin kuuluu metanoli, etanoli·? n-propanoli ja sellainen. N-propanoli on havaittu antavan erityisen hyviä tuloksia yksistään, mutta erityisesti yhdessä polyhydroksialko-holien kanssa, kuten glyseroli, glykoli ja sellainen. Alifaattisen alkoholin suhde polyhydroksialkoholiin käytettäessä ei ole tärkeää ja se voi vaihdella laajasti, esim. noin 7:1 - 1:1. Edullisia poly-hydroksialkoholeja ovat sellaiset, joissa on 2 tai 3 hydroksyyliryh-mää, kuten etyleeniglykoli, propyleeniglykoli, dietyleeniglykoli ja glyseroli. Ketonien joukosta, jotka ovat käyttökelpoisia tämän keksinnön mukaisessa käsittelykoostumuksessa, voidaan mainita asetoni, propanoni, butanoni ja pentanoni yksistään, yhdistelmässä muiden ketonien kanssa tai yhdistelmänä yhden tai useamman alifaattisen monohyd-rokdialkoholin tai polyhydroksialkoholin kanssa, kuten glyseroli, glykoli ja sellainen. Ketonin suhde alifaattiseen monohydroksialkoholiin ja polyhydroksialkoholiin ei ole tärkeää ja se voi vaihdella laajasti, kuten monohydroksialkoholin suhde polyhydroksialkoholiin. Alkyy-li ja alkanoli primääri, sekundääri ja tertiääriamiinit edullisesti omaavat hiiliatomia kuuteen asti kussakin alkyyli- tai alkanoliryh- 7 59739 mässä. Edullisesti alkyyli- tai alkanoliryhmät omaavat 1-3 hiili-atomia. Edullisimmin alkyyli- tai alkanoliryhmissä on 2 hiiliatomia. Amiinien suhde käytettyihin alkoholeihin ei ole tärkeää ja se voi vaihdella laajasti, esim. noin 1:1 - 1:7.The cleaning additives used are preferably water-soluble. The aliphatic monohydroxy alcohols recommended are having up to six carbon atoms. These include methanol, ethanol ·? n-propanol and the like. N-propanol has been found to give particularly good results alone, but especially in combination with polyhydroxy alcohols such as glycerol, glycol and the like. The ratio of aliphatic alcohol to polyhydroxy alcohol when used is not important and can vary widely, e.g. from about 7: 1 to 1: 1. Preferred polyhydric alcohols are those having 2 or 3 hydroxyl groups, such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol and glycerol. Among the ketones useful in the treatment composition of this invention, mention may be made of acetone, propanone, butanone and pentanone alone, in combination with other ketones or in combination with one or more aliphatic monohydrocarbons or polyhydroxy alcohols such as glycerol, glycol and the like. The ratio of ketone to aliphatic monohydroxy alcohol and polyhydroxy alcohol is not important and can vary widely, such as the ratio of monohydroxy alcohol to polyhydroxy alcohol. Alkyl and alkanol primary, secondary and tertiary amines preferably have up to six carbon atoms in each alkyl or alkanol group. Preferably alkyl or alkanol groups have 1-3 carbon atoms. Most preferably, alkyl or alkanol groups have 2 carbon atoms. The ratio of amines to alcohols used is not important and can vary widely, e.g. from about 1: 1 to 1: 7.

Selvästi tämän keksinnön mukainen menetelmä käsittäen ei-happoisen nesteen käsittelyn oksidoituun, jatkuvasti valettuun ja valssattuun kuparitankoon antaa oleellisia etuja verrattuna tavallisiin aikaisemmin mainittuihin ratkaisuihin. Tässä prosessissa voidaan käyttää suhteellisen halpaa hiiliterästä vastoin happokäsittelyä varten vaadittua kalliimpaa ruostumatonta terästä. Ei ole myöskään tarpeellista käyttää ilmapyyhkäisyä, huuhtelua tai vahausta ja sellaista laitetta kuten aikaisemmin on vaadittu. Myöskään ei ole mitään vaatimuksia korkean lämpötilan tiivistyksiä varten erityisesti, ja myöskään ei ole tarpeellinen kaasun kehittämis- ja jäähdytyslaite höyryvaihepel-kistyksellä.Clearly, the process of the present invention comprising treating a non-acidic liquid on an oxidized, continuously cast and rolled copper rod provides substantial advantages over the conventional solutions mentioned previously. Relatively inexpensive carbon steel can be used in this process, as opposed to more expensive stainless steel required for acid treatment. It is also not necessary to use air sweeping, rinsing or waxing and such a device as previously required. There are also no requirements for high temperature seals in particular, nor is there a need for a gas generating and cooling device with steam phase reduction.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti erään edullisen järjestelmän virtaus-kaaviota valetun kuparitangon jatkuvaksi käsittelemiseksi tämän keksinnön mukaisesti ja siinä kuvataan koImivaihejär-jeslELmää, jossa tanko puhdistetaan ja jäähdytetään kussakin vyöhykkeessä.Figure 1 schematically shows a flow diagram of a preferred system for the continuous processing of a cast copper rod in accordance with the present invention and illustrates a three-stage system in which the rod is cleaned and cooled in each zone.

Kuvio 2 esittää sivulta nähtynä leikkausta kuvaten yksityiskohtaisesti edullista ensimmäistä käsittelyvyöhykettä kuparitangon käsittelemiseksi, joka tanko jättää valssauslaitoksen, jossa käsittelyväliaine painetaan vastavirtaan tangon liikkeeseen nähden.Fig. 2 is a sectional side view detailing a preferred first treatment zone for treating a copper rod, which rod leaves a rolling mill in which the treatment medium is pressed countercurrent to the movement of the rod.

Kuvio 3 esittää sivulta nähtynä leikkausta laitteesta, jota käytetään yhdessä kahden ensimmäisen käsittelyvyöhykkeen kanssa kuvaten paineenalaisia suihkusuulakkeita käsittelyväliaineen suihkut-tamiseksi tangolle, joka jättää ensimmäisen vyöhykkeen.Figure 3 is a side sectional view of a device used in conjunction with the first two treatment zones, illustrating pressurized spray nozzles for spraying treatment medium onto a rod leaving the first zone.

Kuvio 4 esittää sivulta nähtynä leikkausta toisesta käsittelyvyöhyk-keestä, jonka kautta kuparitanko kulkee ennen kelausta, kuvaten käsittelyväliaineen johtamista tangon johtoon vastavirtaan tangon liikkeen suuntaan nähden.Fig. 4 is a side sectional view of a second treatment zone through which the copper rod passes prior to winding, illustrating the introduction of the treatment medium into the rod conduit upstream of the direction of rod movement.

Kuvio 5 esittää sivulta nähtynä leikkausta kolmannesta käsittelyvyö- 8 59739 hykkeestä, jonka kautta kuparitanko kulkee ennen kelausta ja tässä myös kuvataan vahausosaa ennen kelausta.Fig. 5 shows a side view of a section of the third treatment belt 8,59739 through which the copper rod passes before winding, and a waxing section before winding is also described here.

Piirustuksissa on kauttaaltaan samoilla numeroilla merkitty samoja osia eri kuvioissa, ja kuvio 1 kaaviollisesti esittää jatkuvaa valu-järjestelmää 10, jossa sula metalli muotoillaan valutangoksi 12 valu-koneessa 11. Tanko valssataan valssauslaitoksessa 13, joka pienentää tangon poikkileikkausalaa ja samalla lisää sen pituutta ja se muodostaa valutangon 14. Valutanko 14 sitten saatetaan ei-happoi-seen käsittelyyn tämän keksinnön mukaisesti ohjaamalla valssauslai-toksesta 13 ensimmäiseen käsittelyvyöhykkeeseen 15 - 17. Toinen kä-sittelyvyöhyke 17 - 19 edelleen käsittelee tankoa 14. Kolmas käsittely vyöhyke 19-21 vastaanottaa tangon 14 sen edelleenkäsittelemi-seksi. Sitten tanko 14 mahdollisesti huuhdellaan ja/tai vahataan laitteessa 21 ja ohjataan puristusteloihin 22, tangonohjainmekanis-miin 23 ja kelaajaan 24. Ensimmäisen ja toisen käsittelyvyöhykkeen välillä on järjestetty paineenalainen suihkukäsittely (kuvio 2).Throughout the drawings, the same parts are denoted by the same parts in different figures, and Figure 1 schematically shows a continuous casting system 10 in which molten metal is formed into a casting rod 12 in a casting machine 11. The rod is rolled in a rolling mill 13 which reduces the cross-sectional area of the rod the casting rod 14. The casting rod 14 is then subjected to a non-acidic treatment in accordance with the present invention by directing from the rolling mill 13 to the first processing zone 15-17. The second processing zone 17-19 further processes the rod 14. The third processing zone 19-21 receives the rod 14 for further processing. -sex. The rod 14 is then optionally rinsed and / or waxed in the device 21 and guided to the press rolls 22, the rod guide mechanism 23 and the winder 24. A pressure jet treatment is arranged between the first and second treatment zones (Fig. 2).

Kun tanko 14 liikkuu kelaajaa 24 kohti käsittelyliuosta säiliöstä 30 jatkuvasti uudelleenkierrätetään järjestelmän 10 kautta. Käsittely-liuos pumpataan säiliöstä 30 johdon 32 kautta pumpulla 31 vesijäähdy-tettyyn lämmönvaihtimeen 33 johdolla 34. Käsittelyliuos ohjataan johdon 35 kautta kuhunkin käsittelyvyöhykkeeseen 15 - 17, 17 - 19, 19 - 21 vastaavasti johdoilla 36 - 39. Paluujohdot 40,-41 tuovat käsittelyliuoksen takaisin säiliöön 30 uudelleenkierrätystä varten.As the rod 14 moves toward the rewinder 24, the treatment solution from the tank 30 is continuously recirculated through the system 10. The treatment solution is pumped from the tank 30 via line 32 to the water-cooled heat exchanger 33 by pump 31 via line 34. The treatment solution is directed via line 35 to each treatment zone 15-17, 17-19, 19-21 via lines 36-39. Return lines 40, -41 bring the treatment solution back to tank 30 for recycling.

On ymmärrettävää, että tässä esitetty järjestelmä mieluummin kuvaa erästä edullista sovellutusta, jossa käytetään kolmea vyöhykettä suorassa kosketuksessa kuuman tangon 14 kanssa tämän keksinnön mukaisen ei-happoisen nestekäsittelykoostumuksen kera. Tässä esimerkissä kä-sittelyväliaine kulkee myötävirtaan tangon liikkeen kanssa ensimmäisessä vyöhykkeessä 15 - 17 ja vastavirtaan tangon liikkeen kanssa toisessa vyöhykkeessä 17 - 19 ja kolmannessa vyöhykkeessä 19 - 21. Kuitenkin kaikki kolme vyöhykettä voidaan helposti järjestää painamaan nestekäsittelyainetta vastavirtaan tangon liikkeen kanssa. Samoin kukin vyöhyke voidaan muuttaa niin, että väliaine kulkee joko vastavirtaan tai myötävirtaan tangon liikkeen kanssa. Lisäksi tämä järjestelmä voidaan helposti muuttaa toimimaan kahden vyöhykkeen kera tai vieläpä yhden vyöhykkeen kera, jossa puhdistus, jäähdytys ja päällystys voidaan samanaikaisesti suorittaa. Esimerkiksi vyöhykettä 15 -17 voidaan käyttää puhdistukseen ja osittaiseen jäähdytykseen ja vyö- 9 59739 hykettä 17 - 19 jäähdytykseen ja vahaukseen. Näiden vaihtelujen järjestämiseksi on vain tarpeellista kääntää, lisätä tai jättää pois yksi tai useampi helposti erotettavissa oleva osa, kuten selitetään yksityiskohtaisemmin myöhemmin. Tämä keksintö ei ole rajoitettu kolmeen vyöhykkeeseen, sillä lisävyöhykkeitä voidaan lisätä vahingoittamatta järjestelmää ja joskus voi olla todella tarpeellista lisätä kaksi vyöhykettä oleellisesti samanlaisia ensimmäiseen vyöhykkeeseen nähden sarjaan. Vaikka kaikkiaan vastavirtajärjestelmää, kuten on selitetty esimerkissä aikaisemmin mainitussa happosyövytysjärjestelmässä U.S. 3.623.532 patentin mukaan, niin tämän lisäksi voidaan edullisesti käyttää tätä järjestelmää ensin myötävirtausperiaatteella ja sitten vastavirtausperiaatteella. Suurempi lämpötilaero on saavutettavissa, kun kuuma tanko tulee jäähdytysjohtoon, jossa kylmempi neste painetaan myötävirtaan. Tämä alkuperäinen isku aikaansaa oksidihilseen jakautumisen tangon pinnalla.It will be appreciated that the system disclosed herein preferably describes a preferred embodiment using three zones in direct contact with the hot rod 14 with the non-acidic liquid treatment composition of this invention. In this example, the treatment medium travels downstream of the rod movement in the first zone 15-17 and countercurrently with the rod movement in the second zone 17-19 and in the third zone 19-21. However, all three zones can be easily arranged to press the fluid treatment agent countercurrently with the rod movement. Likewise, each zone can be changed so that the medium flows either upstream or downstream with the movement of the rod. In addition, this system can be easily modified to operate with two zones or even with one zone where cleaning, cooling and coating can be performed simultaneously. For example, zones 15-17 can be used for cleaning and partial cooling and zones 17-19 for cooling and waxing. In order to arrange these variations, it is only necessary to translate, add or omit one or more easily distinguishable parts, as will be explained in more detail later. The present invention is not limited to three zones, as additional zones may be added without damaging the system, and sometimes it may be really necessary to add two zones substantially similar to the first zone in series. Although the overall countercurrent system, as described in the example in the aforementioned acid etching system, U.S. Pat. 3,623,532, so in addition to this, this system can be advantageously used first on the co-flow principle and then on the counter-flow principle. A larger temperature difference is achievable when the hot rod enters the cooling line where the colder liquid is pressed downstream. This initial impact causes the oxide scale to distribute on the surface of the rod.

Kuviossa 2 esitetään yksityiskohtaisesti osaa laitteesta, jota käytetään ensimmäisessä vyöhykkeessä 15 - 17, jonka kautta tanko 14 kulkee jäähdytystä ja puhdistusta varten, ja yksikkö 15 käsittää kotelon 50, jossa on tuloseinämä 51, joka on valssilaitokseen 13 päin, poistosei-nämä 52 ja väliseinälevy 53, jossa kussakin on samassa linjassa aukot tangon 14 vastaanottamiseksi valssauslaitoksesta 13. Ilmasuulake 59, jota voidaan käyttää ilmalla, höyryllä tai muulla kaasulla, on sijoitettu sisään ja ulottuu sisääntuloseinämään 51 aukon kautta. Ilmasuulake 59 ympäröi rataa P, jonka kautta tanko tulee valssilaitokses-ta 13. Ilmasuulakkeeseen 59 kuuluu sylinterimäinen kotelo, joka on sijoitettu liittymään sisääntuloseinämään 51, ja pieniläpimittainen kierteitetty osa 52 tunkeutuu sisääntuloseinämän 51 aukon kautta vals-silaitoksen 13 koteloon. Mutteri 64 on tartunnassa kierteitetyn osan 62 ulkopuolisten kierteiden kanssa pitäen ilmasuulaketta 59 kohdallaan. Sylinterimäinen kotelo 61 rajoittaa aukon 65, joka on samassa linjassa tangon liikkeen P radan kanssa, ja aukkoon 65 on suoritettu vastaporaus kohdassa 66. Vastaporaus 66 ja aukko 65 liittyvät toisiinsa kapenevalla osalla 68. Ilmansyöttöjohto 69 on yhdistetty aukkoon 66 tuloaukolla 70 ilmasuulakekotelossa 61. Suulakkeen pistoke 71 on kierteitetty vastaporaukseen 66 ja siinä on tangon aukko 72, joka on samassa linjassa radan P ja ilmasuulakkeen kotelon 61 tangon aukon 65 kanssa. Suulakkeen 71 sisäpää omaa kapenevan osan 74, joka kooltaan ja muodoltaan sopii ilmasuulakekotelon 61 kapene-vaan osaan 68. Suulakepistokkeen 71 läpimitta on oleellisesti yhtä 10 59739 kuin ilmasuulakkeen 61 vastaporauksen 66 läpimitta niiden vastaavilla kierteitetyillä osilla, ja suulakepistoke 71 on pienennetty ulkopuoliselta läpimitaltaan kohdassa 75 suipennetun osan 74 ja kiertei-tetyn osan 76 välillä. Siten muodostuu rengasmainen syöttökammio 78 suulakepistokkeen 71 ja ilmasuulakekotelon 61 välille, joka on yhteydessä ilmansyöttöjohtoon 69. Laippa 79 ulottuu säteittäisesti ulospäin pienennetyn läpimitan omaavasta suulakepistokkeen 71 osasta rengasmaiseen syöttökammioon 78, ja laippa 79 on lovettu määrätyin välein sen kehän pituudelta. Laippa 79 toimii säätölaippana ja normaalisti se on sijoitettu ilmasuulakekotelon 61 aukon 79 läheisyyteen.Figure 2 shows in detail a part of the apparatus used in the first zone 15-17 through which the rod 14 passes for cooling and cleaning, and the unit 15 comprises a housing 50 with an inlet wall 51 facing the rolling mill 13, outlet walls 52 and a partition plate 53 , each having in-line openings for receiving the rod 14 from the rolling mill 13. An air nozzle 59, which may be operated with air, steam or other gas, is positioned and extends into the inlet wall 51 through the opening. The air nozzle 59 surrounds the path P through which the rod comes from the rolling mill 13. The air nozzle 59 includes a cylindrical housing positioned to join the inlet wall 51, and a small diameter threaded portion 52 penetrates the housing of the inlet wall 13 through an opening in the inlet wall 51. The nut 64 engages the external threads of the threaded portion 62 while holding the air nozzle 59 in place. The cylindrical housing 61 defines an opening 65 which is aligned with the path of movement of the rod P, and the opening 65 is counter-drilled at 66. The counter-drilling 66 and the opening 65 are connected by a tapered portion 68. The air supply line 69 is connected to the opening 66 by an inlet 70 in the air nozzle housing 61. 71 is threaded into the counter-bore 66 and has a rod opening 72 aligned with the track P and the rod opening 65 of the air nozzle housing 61. The inner end of the nozzle 71 has a tapered portion 74 that conforms in size and shape to the tapered portion 68 of the air nozzle housing 61. The diameter of the nozzle plug 71 is substantially equal to 10,59739 between part 74 and threaded part 76. Thus, an annular feed chamber 78 is formed between the nozzle plug 71 and the air nozzle housing 61, which communicates with the air supply line 69. The flange 79 extends radially outwardly from a portion of the reduced diameter nozzle 71 to the annular feed chamber 78, and the flange 79 is notched at certain intervals. The flange 79 acts as a control flange and is normally located near the opening 79 of the air nozzle housing 61.

Kun suulakepistoketta 71 liikutetaan sen suurimman määrän ilmasuula-kekoteloon 61, niin laippa 79 liikkuu yli aukon 70 ja rajoittaa väliaineen virtausta ilmansyöttöjohdosta 69. Myös suulakepistokkeen 71 suipennettu osa 74 sijoittuu lähelle ilmasuulakekotelon 61 suipennet-tua osaa 68, joka myöskin toimii niin, että rajoitetaan väliaineen virtausta rengasmaisesta syöttökammiosta 78 ilmasuulakkeen 61 tanko aukkoon 65. Siten kun korkeapaineista ilmaa, höyryä tai muuta kaasua virtaa ilmansyöfttSohdon 69 kautta ilmansyötöstä, niin virtauksen tilavuus ja virtauksen nopeus tankoaukkoon 65 voidaan säädellä liikuttamalla suulakepistoketta 71 sisäänpäin tai ulospäin ilmasuulakekote-lossa 61. Kun kerran haluttu asetus on saavutettu, niin lukitusmut-teri 80 voidaan kiertää suulakepistokkeen 71 kierteisiin ja painaa ilmasuulakekoteloa 61 vastaan lukiten suulakepistokkeen 71 kohdalleen.When the nozzle plug 71 is moved to its largest amount in the air nozzle housing 61, the flange 79 moves over the opening 70 and restricts the flow of medium from the air supply line 69. The tapered portion 74 of the nozzle plug 71 is also located near the tapered portion 68 of the air nozzle housing 61. the flow from the annular supply chamber 78 to the rod 65 of the air nozzle 61. Thus, when high pressure air, steam, or other gas flows through the air supply through the air supply 69, the flow volume and flow rate to the rod opening 65 can be controlled by moving the nozzle 71 inward or outward. is achieved, the locking nut 80 can be screwed into the threads of the nozzle plug 71 and pressed against the air nozzle housing 61, locking the nozzle plug 71 in place.

Siten havaitaan, että ilmasuulake 59 toimii vähentäen voiteluaineen määrää tangolla 14 valssauslaitoksen 13 takana iskemällä ilman rengasmaisen virtauksen vastakkaisessa suunnassa tangon 14 liikkeeseen nähden. Kuten aikaisemmin on mainittu, tämä ilmapyyhkäisy voidaan jättää pois, mikäli halutaan, jolloin käsittelykoostumus on sopiva voitelevan öljyn yhteyteen, kuten tässä on kyseessä.Thus, it is found that the air nozzle 59 acts to reduce the amount of lubricant on the rod 14 behind the rolling mill 13 by striking the annular flow of air in the opposite direction to the movement of the rod 14. As previously mentioned, this air sweep can be omitted if desired, in which case the treatment composition is suitable for the lubricating oil, as is the case here.

Kun tanko 14 liikkuu pitkin rataa P ja kulkee ilmasuulakkeesta 59 kotelon 50 kautta, niin sitä ohjataan väliseinälevyllä 53, joka määrittää aukon, joka ympäröi rataa P. Väliseinälevyyn 53 kuuluu oh-jainauulake 86 sijoitettuna aukkoon rajoittaen rengasmaisesti suippenevan aukon 88 tangon 14 alkupään ohjaamiseksi sen tullessa jäähdytys-johtoon 16 ilmasuulakkeesta 59 pitkin rataa P.As the rod 14 moves along the path P and passes from the air nozzle 59 through the housing 50, it is guided by a septum plate 53 defining an aperture surrounding the path P. The septum plate 53 includes a guide tab 86 positioned in the aperture defining an annular tapered opening 88 to guide the rod end to the cooling line 16 from the air nozzle 59 along the path P.

Kotelon 50 pohjaseinä 89 käsittää poistoputken 90, joka toimii ja johtaa pois kaiken öljyn, käsittelyväliaineen, joka voi kokoontua siihen.The bottom wall 89 of the housing 50 comprises an outlet pipe 90 which operates and discharges any oil, treatment medium which may accumulate therein.

11 5973911 59739

Kotelon 50 poistoseinämässä 52 on sijoitettu suihkulaitteet jatkuvasti johtamaan tämän keksinnön mukaista käsittelyliuosta jäähdytysjohtoon 16.In the outlet wall 52 of the housing 50, spray devices are continuously arranged to lead the treatment solution according to the present invention to the cooling line 16.

Suihkutuslaitteeseen kuuluu suihkusuulake 100 yhdistettynä poistosei-nämään 52 ja siihen kuuluu suulakekotelo 101, suulakeliitin 102 ja suulakepistoke 104. Liitin 102 ja suulakepistoke 104 kukin rajoittavat tankoaukot 105 ja 106, jotka ovat samassa linjassa tankoradan P kanssa. Liittimen 102 tankoaukko 105 liittyy suipennettuun osaan 108, kun taas pistokkeen 104 ulkopinta lähestyy suipennettua osaa 109, joka kooltaan ja muodoltaan sopii suipennetun osan 108 yhteyteen. Kotelo 101 rajoittaa kierteitetyn porauksen 110, johon pistoke 104 on kierteitetty, ja vastineporauksen 111. Rengasmainen tila pistokkeen 104 ja vastineporauksen 111 välillä käsittää rengasmaisen syöttökammion 112, ja aukko 114 on yhdistetty syöttöjohtoon 36 ja aukeaa rengasmaiseen syöttökammioon 112. Syöttöjohto 36 on yhteydessä korkeapaineiseen käsittelyväliaineen lähteeseen rengasmaisen syöttö-kammion 112 kanssa, ja käsittelyliuos virtaa rengasmaiseen syöttökammioon 112 ja edelleen liittimen 102 ja pistokkeen 104 vastaavien sui-pennettujen osien 108 ja 109 välitse liittimen 102 tankoaukkoon 105 ja tangon 14 rataa P pitkin. Käsittelyliuoksen virtauksen suunta virraten suipennetun rengasmaisen aukon 116 kautta muotoutuu suipen-netuilla osilla 108 ja 109 ja on yleensä pitkin rataa P jäähdytysjohtoon 16, joka aikaansaa käsittelyliuoksen virtauksen tankojohdon 16 kautta pitkin tangon 14 pituutta samaan suuntaan tangon liikkeen kanssa. Johto 16 pidetään oleellisesti täytettynä, samalla kun tanko kulkee sen läpi.The spray device includes a spray nozzle 100 connected to the outlet wall 52 and includes a nozzle housing 101, a nozzle connector 102, and a nozzle plug 104. The connector 102 and the nozzle plug 104 each delimit rod rod openings 105 and 106 aligned with the rod path P. The rod opening 105 of the connector 102 joins the tapered portion 108, while the outer surface of the plug 104 approaches the tapered portion 109, which is sized and shaped to fit the tapered portion 108. The housing 101 defines a threaded bore 110 into which the plug 104 is threaded and a mating bore 111. The annular space between the plug 104 and the mating bore 111 comprises an annular feed chamber 112, and the opening 114 is connected to a supply line 36 and opens to an annular supply chamber 112. with the annular feed chamber 112, and the treatment solution flows into the annular feed chamber 112 and further between the connector 102 and the respective tapered portions 108 and 109 of the plug 104 into the rod opening 105 of the connector 102 and along the path P of the rod 14. The flow direction of the treatment solution flowing through the tapered annular opening 116 is formed by the tapered portions 108 and 109 and is generally along the path P to the cooling line 16 which provides the flow of treatment solution through the rod line 16 along the length of the rod 14 in the same direction. Line 16 is kept substantially inflated as the rod passes therethrough.

Kuviossa 3 on esitetty yksityiskohtaisesti leikkaus laitteesta 17, joka on sijoitettu ensimmäisen käsittelyvyöhykkeen 15 - 17 ja toisen käsittelyvyöhykkeen 17 - 19 välille, ja siinä on kotelo 120 järjestettynä samassa linjassa olevilla aukoilla tuloseinämässä 122 ja poistoseinämässä 124 ja väliseinämälevyssä 125, joka oleellisesti on samanlainen kuin kuvion 2 väliseinälevy 53, ja kaikki nämä aukot ovat tankoradan P ympärillä. On järjestetty suihkusuulakkeet 126, 128 sijoitettuna tangon radan P yläpuolelle väliseinälevyn 125 vastakkaisilla puolilla ohjaamaan korkeapaineisen käsittelyliuoksen virtausta tangolle 14 sen kulkiessa suihkujen ali. Suihkuosan toiminta on irtaantuneen oksidihilseen poisto tangon 14 pinnalta, kun sitä on lämmöllä käsitelty iskemällä ensimmäisessä käsittelyvyöhykkeessä 15 - 17.Fig. 3 is a detailed sectional view of a device 17 disposed between the first treatment zone 15-17 and the second treatment zone 17-19, and having a housing 120 arranged in line with the openings in the inlet wall 122 and outlet wall 124 and the septum plate 125, substantially similar to 2 a partition plate 53, and all these openings are around the rod path P. Arranged with spray nozzles 126, 128 positioned above the rod path P on opposite sides of the septum plate 125 to direct the flow of high pressure treatment solution to the rod 14 as it passes under the jets. The function of the spray part is to remove detached oxide scale from the surface of the rod 14 after it has been heat treated by striking in the first treatment zone 15-17.

12 5973912 59739

Suulakkeilla 126, 128 tuleva suihku myös ohjaa tulevaa käsittelyliuos-ta johdoista 16, 18 aukkoa 130 kohti, joka sijaitsee kotelon 120 poh-jaseinässä 132, palautusta varten säiliöön 30 (kuvio 1) johdolla 40. Osittaisella vastakkaisesti tulevan käsittelyliuoksen erotuksella vaahtoamispyrkimys siten pienennetään. Poistolaitteet 134, 136 yhdistettynä kotelon 120 sisäpuolen kanssa on järjestetty päällyssei-nään 138. Väliseinälevy 125 riippuu kotelon 120 päällysseinästä 138 ja siihen kuuluu ohjainholkki 139 sijoitettuna aukkoon, joka määrittää rengasmaisesti suippenevan aukon 140 tangon 12 alkupään ohjaamiseksi, kuten edellä on mainittu.The jet from the nozzles 126, 128 also directs the incoming treatment solution from the lines 16, 18 towards the opening 130 located in the bottom wall 132 of the housing 120 for return to the tank 30 (Fig. 1) via line 40. The partial separation of the incoming treatment solution thus reduces the foaming tendency. Extractors 134, 136 in combination with the 120 inside of the housing is arranged päällyssei-wholly 138. The partition plate 125 depends on the housing 120 the upper wall 138 and includes a guide bushing 139 disposed in an opening which defines an annular guiding the tapered opening 140 bar 12 upstream, as mentioned above.

Laitteeseen 17 tuleva käsittelyliuos johdon 18 kautta alkuaan tulee laitteeseen 19, kuten parhaiten havaitaan kuviosta 4. Siten selvityksen vuoksi kuten ensimmäisen käsittelyvyöhykkeen 15 - 17 yhteydessä toinen käsittelyvyöhyke on merkitty numeroin 17 - 19 ja siihen kuuluu osat 17, 18 ja 19. Laite 19 sisältää kotelon 150 varustettuna samassa linjassa aukoilla muodostettuna tuloseinämään 152 ja poistoseinä-mään 154. Suihkusuulake 160 on yhdistetty tuloseinämään 152 ja samanlainen kuin kuvion 2 suihkuttaja 100 lukuunottamatta sitä, että se on sijoitettu niin, että se suihkuttaa käsittelyliuosta jäähdytysjohtoon 18 vastavirtaan tangon 14 liikkeen suuntaan nähden. Syöttöjohto on yhdistetty johdon 38 kanssa järjestäen käsittelyliuoksen suihkutta-jaan 160. Virtauksen kiihdytin 170 on yhdistetty koteloon 150 poisto-seinämään 154 ja siihen kuuluu kotelo 171 ja suihkutushylsy 172. Suihkutushylsy 172 ulottuu poistoseinämässä 154 olevan aukon kautta ja rajoittaa aukon 173 pitkin pituutta, joka on samassa linjassa tangonradan P kanssa. Kehällinen ura 174 on leikattu suihkuhylsyn 172 ulkopintaan, ja lukuisia aukkoja 175 ulottuu rengasmaisesta urasta 174 tankoaukkoon 173 kulmassa ulottuen koteloon 150. Virtauksen kiihdytinkotelo 171 ympäröi kehällistä aukkoa 174, ja rengasmainen syöttökammio 176 on rajoitettu kotelon 171 ja suihkuhylsyn 172 väliin. Syöttöjohto 178 on yhdistetty aukon 179 kanssa, joka aukeaa rengasmaiseen syöttökammioon 176 ja syöttö virtaa syöttöaukkojen 175 kautta tankoaukkoon 173. Aukot 175 ovat sovitetut siten, että käsittely-liuoksen virtauksen nopeus tankoaukkoon 173 on järjestetty kotelon 150 sisään suunnattuna, joka aiheuttaa väliaineen virtauksen tanko-aukon 173 kautta koteloon 150. Siten neste johdossa 20 edelleen järjestetään virtaamaan koteloon 150 päin.The treatment solution entering the device 17 via line 18 initially enters the device 19, as best seen in Figure 4. Thus, for clarity, as with the first treatment zone 15-17, the second treatment zone is numbered 17-19 and includes portions 17, 18 and 19. The device 19 includes a housing 150 aligned with the openings formed in the inlet wall 152 and the outlet wall 154. The spray nozzle 160 is connected to the inlet wall 152 and similar to the sprayer 100 of Figure 2 except that it is positioned to spray the treatment solution into the cooling line 18 upstream of the rod 14. The supply line is connected to line 38 to provide a treatment solution spray 160. The flow accelerator 170 is connected to housing 150 in outlet wall 154 and includes housing 171 and spray sleeve 172. Spray sleeve 172 extends through an opening in outlet wall 154 and limits the length 173 in line with the rod path P. A circumferential groove 174 is cut in the outer surface of the shower sleeve 172, and a plurality of apertures 175 extend from the annular groove 174 to the rod opening 173 at an angle to the housing 150. The flow accelerator housing 171 surrounds the circumferential opening 174, and the annular feed chamber 176 is limited to the housing 171 The supply line 178 is connected to the opening 179 which opens into the annular supply chamber 176 and the supply flows through the supply openings 175 to the rod opening 173. The openings 175 are arranged so that the treatment solution flow rate to the rod opening 173 is arranged inside the housing 150. 173 to the housing 150. Thus, the liquid in line 20 is further arranged to flow toward the housing 150.

Poistojohto 180 on yhdistetty koteloon 150 pohjaseinän 182 kautta.The discharge line 180 is connected to the housing 150 through the bottom wall 182.

13 5973913 59739

Poistoaukko 184 on yhdistetty koteloon 150 päällysseinämän 186 kautta. Siten kaikki käsittelyväliaine, joka tulee koteloon 150 virtauksen kiihdyttimesta 170 tai jäähdytysjohdosta 20, poistetaan poistojohdol-la 180. Samoin kaikki kaasut, joita on kotelossa 150, voidaan poistaa poistojohdolla 184. On mainittava, että normaaleissa toimintaolosuhteissa tanko 14 jättää toisen käsittelyvyöhykkeen 17 - 19 oleellisesti puhtaassa tilassa lämpötilassa, jonka alapuolella kaikenlainen tangon oleellisesti uusi hapetus voisi tapahtua lopullisessa käsitte-lyvyöhykkeessä, esim. 66°C. Kolmas käsittelyvyöhyke on oleellisesti samanlainen kuin toinen käsittelyvyöhyke ja mahdollisesti varustettu lisätyillä tuotantomäärillä. Täydellisyyden vuoksi kolmas vyöhyke voi olla yhdistetty huuhtelukäsittelylaitteen kanssa, joka oleellisesti on samanlainen kuin on kuvattu aikaisemmin mainitussa U.S. patentissa 3.623.532 (kuvio 5), ja tämä on muunnettu vastaanottamaan ei-happoisen käsittelyliuoksen tämän keksinnön mukaisesti, tai kuten kuvataan kuviossa 5, laite 21 käsittää kotelon 200 jaettuna väliseinillä 201, 202. Tuloseinä 203, poistoseinä 204 ja välilevyt kukin rajoittavat samassa linjassa aukot tangon radan P ympäri, niin, että tanko 14 voi kulkea kotelon läpi. Ohjainholkit 205, 206 kannatettuna väliseinässä 202 ja poistoseinässä 204 ohjaavat tangon 14 alkupää-tä rataa P pitkin. Suihkuttaja 207 on sijoitettu tuloseinämään 203, ja se on samanlainen kuin kuvion 4 suihkuttaja 160, sekä käsittely-liuosta syötöstä 30 tulee suihkuttajaan 207 johdon 59 kautta paineen laisena ja tämä on yhdistetty johdon 20 kanssa, jonka kautta tanko 14 kulkee. Käsittelyväliaineen virtauksen suunta on vastavirtaan tangon liikkeeseen nähden. Kuitenkin on uudelleen mainittava, että tämä ominaisuus voi olla muunnettu siten, että ohjataan väliainetta myötävirtaan tangon liikkeeseen nähden.The outlet 184 is connected to the housing 150 through the cover wall 186. Thus, any treatment medium entering the housing 150 from the flow accelerator 170 or the cooling line 20 is removed by the discharge line 180. Likewise, all gases in the housing 150 can be removed by the discharge line 184. It should be noted that under normal operating conditions the rod 14 leaves the second treatment zone 17-19 substantially. in a clean state at a temperature below which any substantially new oxidation of the rod could take place in the final treatment zone, e.g. 66 ° C. The third treatment zone is substantially similar to the second treatment zone and possibly equipped with increased production volumes. For completeness, the third zone may be connected to a rinsing treatment device substantially similar to that described in the aforementioned U.S. Pat. in U.S. Pat. No. 3,623,532 (Fig. 5), and this is adapted to receive a non-acidic treatment solution in accordance with the present invention, or as illustrated in Fig. 5, the device 21 comprises a housing 200 divided by partitions 201, 202. Inlet wall 203, outlet wall 204 and baffles openings around the path P of the rod so that the rod 14 can pass through the housing. The guide sleeves 205, 206 supported in the partition wall 202 and the outlet wall 204 guide the initial end of the rod 14 along the path P. The sprayer 207 is located in the inlet wall 203 and is similar to the sprayer 160 of Figure 4, and the treatment solution from the feed 30 enters the sprayer 207 via line 59 under pressure and is connected to line 20 through which rod 14 passes. The direction of flow of the treatment medium is countercurrent to the movement of the rod. However, it should be mentioned again that this property can be modified by directing the medium downstream of the movement of the rod.

Vahaussuulake 208 on sijoitettu väliseinään 201 suihkuttajan 207 jälkeen. Vahaussuulake 208 on samanlainen kuin kuvion 2 ilmansuula-ke 59. Johto 209 yhdistää tämän vahan lähteeseen (ei esitetty) syöttämään vahaa paineen alaisena vahaussuulakkeeseen 208. Tangon 14 pinta siten päällystetään, kun tanko kulkee läpi. Poistojohto 210 kotelon 200 pohjaseinämässä 211 palauttaa käyttämättömän vahan syöttöön (ei esitetty). Jos halutaan, niin ilmasuulake samanlainen kuin ilmasuulake 59 kuviossa 2 voidaan sijoittaa välittömästi vahausvaiheen jälkeen pyyhkimään ylimääräisen vahan tangolta 14 ja kuivaamaan tankoa. Kuitenkin tämä lisäominaisuus voidaan jättää pois, sillä tanko pysyy riittävästi piilevän kuumana itsekuivausta varten jäähdy- 14 59739 tyksen jälkeen. Poistojohto 211 on yhdistetty kotelon 200 päällys-seinämään 212 poistamaan kaasuja kotelosta 200 ympäristöön. Laite yhdistetyn käsittely-vahauslaitteen jälkeen käsittää puristustelat 22, tangonohjainmekanismin 23 ja kelaajan 24, jotka kaaviollisesti on esitetty piirustuksen kuviossa 1. Nämä laitteet selitetään yksityiskohtaisesti U.S. patentissa 3.623.532 ja tässä yhteydessä viitataan siihen. On mainittava, että vahan lisäyslaite voidaan jättää pois, milloin tämän keksinnön mukainen käsittelykoostumus on muotoiltu yhteensopivalla voiteluaineella, joka pienentää lisähapetusta ja toimii voiteluaineena myöhempää langanvetoa varten. Lisäsuojan vuoksi erillinen vahausvaihe voi olla käytössä mikäli halutaan.A waxing nozzle 208 is located in the septum 201 after the sprayer 207. The wax nozzle 208 is similar to the air nozzle 59 of Figure 2. Line 209 connects this wax to a source (not shown) to supply wax under pressure to the wax nozzle 208. The surface of the rod 14 is thus coated as the rod passes through. The discharge line 210 in the bottom wall 211 of the housing 200 returns unused wax to the feed (not shown). If desired, an air nozzle similar to the air nozzle 59 in Figure 2 can be placed immediately after the waxing step to wipe off excess wax from the rod 14 and dry the rod. However, this additional feature can be omitted, as the rod remains sufficiently latent hot for self-drying after cooling. An exhaust line 211 is connected to the cover wall 212 of the housing 200 to remove gases from the housing 200 to the environment. The apparatus downstream of the combined processing and waxing apparatus comprises press rollers 22, a rod guide mechanism 23, and a winder 24, which are schematically shown in Figure 1 of the drawing. patent 3,623,532 and is incorporated herein by reference. It should be noted that the wax addition device may be omitted when the treatment composition of the present invention is formulated with a compatible lubricant that reduces additional oxidation and acts as a lubricant for subsequent wire drawing. For additional protection, a separate waxing step can be used if desired.

Kun keksintöä on nyt yleisesti selitetty, niin esitetään seuraavassa esimerkkejä viittaamalla piirustukseen keksinnön kuvaamiseksi lähemmin. Nämä esimerkit eivät ole tarkoitetut rajoittamaan keksintöä.Having now generally described the invention, examples are set forth below with reference to the drawing to illustrate the invention in more detail. These examples are not intended to limit the invention.

Esimerkki 1Example 1

Ei-happoisen käsittelyliuoksen valmistus suoritettiin seuraavasti: Tämän keksinnön mukaisen käsittelyliuoksen konsentraatti sisälsi seu-raavia aineita osoitetuissa määrissä:The preparation of the non-acidic treatment solution was carried out as follows: The concentrate of the treatment solution of the present invention contained the following substances in the indicated amounts:

Aine % (til.)Substance% (vol.)

Polyhydroksialkoholi 7,2 n-propanoli 41,8Polyhydroxy alcohol 7.2 n-propanol 41.8

Trietanoliamiini 12,0Triethanolamine 12.0

Vesi 39,0 2500 gal. laimennettua vesipitoista liuosta sisältäen noin 2 % edellä olevaa konsentraattia valmistettiin kattilassa ja järjestettiin kier-tämismäärä järjestelmän kautta noin 300 gpm. Laimennetun käsittely-liuoksen pH säädettiin 10 lisäämällä natriumhydroksidia. 4,5 g kal-siumasetaattia lisättiin poistovaahdotukseen.Water 39.0 2500 gal. a dilute aqueous solution containing about 2% of the above concentrate was prepared in a kettle and circulated through the system at about 300 gpm. The pH of the diluted treatment solution was adjusted to 10 by the addition of sodium hydroxide. 4.5 g of calcium acetate was added to the effluent.

Esimerkki 2Example 2

Esimerkin 1 mukaisesti valmistettiin käsittelyliuos ja järjestettiin piirustuksen kuvion 1 mukaiseen säiliöön 30, ja sitä uudelleenkierrä-tettiin jatkuvasti järjestelmän kautta määrällä noin 300 gpm. Toimintaolosuhteet jatkuvasti olivat seuraavat: 15 59739According to Example 1, a treatment solution was prepared and placed in the tank 30 of Figure 1 of the drawing, and was continuously recirculated through the system at about 300 gpm. The operating conditions were as follows: 15 59739

Tuotannon määrä: 20 tonnia/hProduction volume: 20 tons / h

Tangon koko valssauksen jälkeen: 5/16 " Käsittelyliuoksen lämpötilaBar size after rolling: 5/16 "Temperature of treatment solution

1. käsittelyvyöhykkeen tulokohdassa: 38°CAt the entrance to treatment zone 1: 38 ° C

Käsittelyliuoksen lämpötila loppukäsittelyvyöhykkeen poistokohdassa: 49°C Tangon lämpötilaTemperature of treatment solution at the outlet of the final treatment zone: 49 ° C Rod temperature

1. käsittelyvyöhykkeen tulokohdassa: 593°CAt the entrance to treatment zone 1: 593 ° C

Käsittelyliuoksen nopeus 1. käsittelyvyöhykkeessä: 25 gpm.Treatment solution speed in treatment zone 1: 25 gpm.

Jaksottaiset uudelleenkierrätetyn käsittelyliuoksen analyysit osoittivat kuparisisällön muodostuksen olevan suuruusluokkaa noin 40 miljoonasosaa, paljon vähemmän kuin on saatu kokeissa happosyövytyksellä. Oksidihilse jatkuvasti poistettiin suodatuslaitteella, joka oli varustettu pumpun poistoon. Jaksottaisesti valmistusliuosta lisättiin (5 gal./h.) järjestelmään.Periodic analyzes of the recycled treatment solution showed that the formation of copper content was on the order of about 40 ppm, much less than that obtained in experiments with acid etching. The oxide scale was continuously removed by a filtration device equipped with a pump outlet. Periodically, the preparation solution was added (5 gal./h.) To the system.

Edellä selitetyllä tavalla käsitelty kuparitanko todettiin olevan tasaisesti vapaa oksidihilseestä. Eräs tämän keksinnön tärkeä etu on siinä, että voidaan toimia paljon korkeammilla tuotantomäärillä kuin mitä höyryvaihetekniikalla hilsettä poistettaessa ja ilman mitään piileviä varjopuolia, joita liittyy sekä syövytys- ja/tai höyryvaihe-pelkistykseen.The copper rod treated as described above was found to be uniformly free of oxide scale. An important advantage of the present invention is that it is possible to operate at much higher production rates than with the steam stage technique for dandruff removal and without any latent drawbacks associated with both etching and / or steam stage reduction.

On huomattava, että tämä keksintö ei ole rajoitettu kuvattuihin sovellutuksiin. On mahdollista järjestää vielä muita sovellutuksia keksinnön piirissä. Tällaisia sovellutuksia kykenevät laatimaan alan asiantuntevat.It should be noted that this invention is not limited to the described applications. It is possible to provide still other applications within the scope of the invention. Such applications are capable of being developed by those skilled in the art.

Claims

A method for combined cooling and purification of copper cast strands which, upon exit from the mill as a roll string on its surface, has an oxide layer by continuously passing the high temperature oxidized roll string through at least one treatment zone exhibiting a longitudinal stretch open-ended tubing for a flowing and circulating treatment liquid having a relatively low temperature, consisting of an aqueous solution containing a reducing agent of aliphatic mono- or polyhydric alcohol or ketone types, characterized in that a treatment solution is added, which as a reducing agent instead of the alcohols and / or ketones or as their additives contain primary, secondary or tertiary alkyl or alkanolamines or their mixtures and the pH of the treatment solution is poured above 7, preferably ca. 9 - 11.

Process according to Claim 1, characterized in that alkyl or alkanolamines having a maximum of 6, preferably 1-3, carbon atoms in the alkyl and alkanol groups are used in the treatment solution.

Method according to claims 1 and 2, characterized in that the treatment solution is initially led downstream in relation to the direction of movement of the roll string.

4. A process according to claims 1-3, characterized in that the treatment solution is conducted at such a rate that the roll string leaves the last treatment zone cooled to a temperature lower than the temperature required for a substantial reoxidation.

5. A method according to claims 3 and 4, characterized in that in a second and possibly in a third treatment zone, a colder treatment solution is guided co-or countercurrently in the direction of movement of the roll string.