FI68426B - Foerfarande och anordning foer separering av gas ur luft i vaermebehandlingsanlaeggningar - Google Patents

Description

1 68426

Menetelmä ja laite kaasun erottamiseksi ilmasta lämpökä-sittelylaitoksissa

Nyt esiteltävä keksintö koskee menetelmää ja laitet-5 ta kaasun erottamiseksi ilmasta lämpökäsittelylaitoksissa, nimenomaan metallin käyttöön perustuvaa uppopäällystysmene-telmää soveltavissa laitoksissa. On tunnettu asia, että metalli, jota käytetään päällystämiseen, lämmitetään useissa ao. lämpökäsittelylaitoksisa ennen uppometalloinnin 10 suorittamista lämpötilaan, joka ylittää huomattavasti sen sulamislämpötilan.

Tämän lämpökäsittelyn jälkeen tapahtuu metallin tuntuvaa haihtumista metalliin liittyvien höyryjen hajaantuessa ao. käsittelylaitoksen eri osiin ja laskeutuessa 15 lauhteena kylmimpiin osiin. Tällaiset metallilaskeutumat voivat aiheuttaa häiriöitä, kun niitä esiintyy sellaisissa piireissä tai johdoissa, joissa kiertää tietty ilmasta tuleva kaasu, joka saa metallihiukkaset tällä tavalla leijok-seksi. Metallihiukkaset voivat nimittäin tämän jälkeen 20 päästä kosketukseen metalloitavan materiaalin kanssa, mikä voi olla esim. nauha ja estää tehokkaan metallointiproses-sin suorittamisen. Nämä vaikeudet esiintyvät etenkin nau-hanhehkutuslinjoissa ennen sinkillä tai sinkkialumiini-seoksella tai muulla vastaavalla aineella suoritettavaa 25 päällystämistä.

Keksintö koskee menetelmää, joka estää täydellisesti päällystysmetallia sisältävien höyryjen siirtymisen laitoksen niihin osiin, joissa lämpökäsittely tapahtuu.

Tätä varten keksinnön mukaan on kehitetty menetelmä 30 kaasun erottamiseksi ilmasta lämpökäsittelylaitoksissa, nimenomaan metallin käyttöön liittyvään uppopäällystysmene-telmään perustuvissa laitoksissa. Menetelmälle on tunnusomaista, että kaasun erottaminen tapahtuu metallipäällys-tyshauteen pinnan välittömässä läheisyydessä ja lämpökä-35 sittelyuunissa ruiskuttamalla tietty määrä kaasua lämpö-käsittelyuuniin ja metallointihauteen yhdistävään tilaan. Ruiskuttaminen tapahtuu tällöin niin, että osa kaasusta 2 68426 suuntautuu lämpökäsittelyuuniin ja osa menee taas hauteen lähellä olevan vyöhykkeen yli sekä "imee" itseensä päällys tysmetallihöyryt, johdetaan pois ja käsitellään sen jälkeen.

5 Tämän menetelmän erään toisen ominaispiirteen mukaan johdetaan pois se osaa kaasua, joka on imenyt itseensä me-tallihöyryt ja käsitellään, niin että metallihöyryt saadaan tiivistymään. Tämän jälkeen tapahtuu hauteesta haihtuneen metallin talteenotto, jolloin tässä kaasuvirtauksessa ole-10 va kaasu poltetaan sen tullessa ulos käsittelytilasta.

Keksintö koskee lisäksi em. menetelmän soveltamiseen käytettävää laitetta. Siinä on tila, jonka läpi käsiteltävä materiaali menee ennen sen varustamista metalli-päällysteellä. Ko. tila on lämpökäsittelytilan ja metalli-15 hauteen välissä. Lisäksi laitteeseen kuuluu laitteet kaasun ruiskuttamiseksi em. tilan sisäpuolelle, lisäksi laitteet kaasuvirtauksen jakamiseksi kahteen osaan po. tilassa siten, että virtauksen jakautuminen kahteen osaan käsittely-uunin ja metallointihauteen suuntaan vastaa ao. käsittely-20 ja metallointimenetelmään liittyviä vaatimuksia. Edelleen keksinnön mukaiseen laitteeseen kuuluu laitteet päällys-tysmetallihöyryjä sisältävien kaasujen poistoa ja sen jälkeen tapahtuvaa käsittelyä varten.

Keksinnön mukaan kaasuvirtauksen jakamiseen liitty-25 vät laitteet käsittävät järjestelmän, jossa on em. tilaan sijoitetut kaksoisseulat, niin että kaasun ruiskuttaminen tapahtuu näiden välissä. Seulojen läpimenoleikkaukset säädetään niin, että kaasuvirtaus saadaan jakautumaan kahteen osaan.

30 Keksinnön erään toisen rakennepiirteen mukaan pääl lys tysmetallihöyryjä sisältävien kaasujen poisto- ja käsittelylaitteet käsittävät huonosti lämpöä johtavan pois-toputken ja kaksi tai useampia lämmönvaihtimia nesteen jäähdyttämiseksi metallihöyryjen tiivistämistä varten, jol-35 loin lämmönvaihtimet on kytketty rinnan. Lisäksi em. laitteisiin kuuluu kaasunpoistoputki, joka on varustettu pai- 3 68426 neensäätöventtiilillä sekä järjestelmä kaasun polttamiseksi. Polttojärjestelmänä voidaan tällöin käyttää esim. soihtua .

Keksinnön erään muun rakenteen mukaan kaasun määrä 5 säädetään poistoputkessa olevalla palaneen kaasun paineen-säätöventtiilillä. Säätö tapahtuu tällöin niin, että hauteen koko pinnassa on ylipaine.

Muita keksintöön liittyviä piirteitä ja etuja käy selville seuraavasta selostuksesta, jonka yhteydessä vii-10 tataan oheiseen piirustukseen. Piirustuksen kuvio esittää kaaviona keksinnön mukaista laitetta, joka on sijoitettu metallihauteeseen perustuvan uppopäällystyslaitteen edessä olevaan polttolaitteeseen. Metallihaude on nestemäistä sinkkiä tai sinkkialumiiniseosta tai jotain muuta seosta.

15 Kuten jo mainittiin, kaasujen jakaminen tapahtuu sulan metallihauteen 14 pinnan välittömässä läheisyydessä ja lämpökäsittelyuunissa 14. Jakaminen tapahtuu ruiskuttamalla (kohta 18) tietty kaasumäärä tilaan 10, joka sijaitsee metalloitavassa materiaaliradassa (tässä rakenne-esi-20 merkissä nauha 16) uunin 12 ja metallihauteen 14 välissä.

Keksinnön mukaan kohtaan 18 ruiskutettu kaasu on esilämmitetty, jolloin se ei jäähdytä nauhaa. Kaasun esi-lämmittäminen tapahtuu ao. käsittely- ja metallointimene-telmän vaatimusten mukaisesti.

25 Tämän rakenne-esimerkin mukaan kaasuvirtauksen jako- laite käsittää kaksoisseulan 20-22, joiden yksiköiden väliin kaasu ruiskutetaan kohtaan 18. Seulojen 20-22 läpi-menokohdat säädetään niin, että kaasu jakautuu kahteen erilliseen virtaukseen, jolloin toinen niistä (nuoli f^) 30 suuntautuu haudetta kohti ja toinen (nuoli f2> lämpökä-sittelyuuniin 12. Kaasu jakautuu laitteen kummallekin puolelle siten, että jakautuminen vastaa ao. käsittelyjä metallointimenetelmän yleisiä vaatimuksia.

Kumpikin sulku voi olla varustettu läpillä tai te-35 loilla tai läpillä ja teloilla, kuten kuviossa esitetään. Suluissa voi lisäksi olla laitteet, joilla ne voidaan avata nopeasti virheellisen nauhan tai materiaalin syöttä- 4 68426 misen ollessa kyseessä. Sitä paitsi voidaan järjestää sulkulaitteet kaasun määrän pienentämiseksi seisokkien aikana .

Keksinnön mukainen laite käsittää lisäksi yksikön 5 päällystysmetallihöyryä sisältävän ilman poistamiseksi ja käsittelemiseksi. Yksikkö sijaitsee syöttöputkessa 42 me-tallihauteen päällä.

Po. laite 24 käsittää lämpöä huonosti johtavan poistoputken 26, joka on yhdistetty syöttöputkeen 42, kak-10 si läimnönvaihdinta 28-30, jotka ovat esim. vesijäähdytteisiä ja tarkoitettu tiivistämään metallihöyryt. Lämmönvaih-timet on kytketty rinnan ja poistoputki 32 on varustettu paineensäätöventtiilillä 34. Laitteeseen kuuluu lisäksi kaasunpolttojärjestelmä, joka käsittää esim. soihdin 15 (polttimen) 36.

Jotta päällystysmetallihöyryjen tiivistämiseen käytettävät lämmönvaihtimen putket pystytään irrottamaan ja puhdistamaan, molemmat lämmönvaihtimet 28-30 on varustettu vastaavasti sulkuventtiilillä 40 tai 40' myötävirtaan ja 20 sulkuventtiilillä 38 tai 38* vastavirtaan. Puhdistusta suoritettaessa toinen lämmönvaihdin on normaalikäytössä.

Säätöventtiili 34, joka on sijoitettu kaasunpoisto-putkeen 32, mahdollistaa tietyn ylipaineen metallihauteen pinnan päällä, jolloin ympäröivää ilmaa ei pääse laittee-25 seen aiheuttamaan räjähdysvaaraa.

Seuraavassa esitetään vain esimerkkinä (ei rajoita keksintöä) tavanomaiset parametrit keksinnön mukaisen laitteen käyttöä varten:

Kaasuvirtaus 30 Tyyppi: N2, seos N2 + H2 kaikissa sekoitussuhteissa, sisältää 0-75 % vetyä.

Lämpötila: 20-450°C.

Paine: jakolaitteessa: 60 mPa - 4,4 KPa.

3 Määrä: 30-200 Nm /h kummassakin sulussa 20-22.

35 Metallointihaude

Tyyppi: sinkki, seos Zn + Ai kaikissa halutuissa suhteissa .

Lämpötila: 450-650°C.

5 68426

On luonnollista, ettei po. keksintö ole rajoitettu vain edellä selostettuun ja kuviossa havainnollistettuun rakenne-esimerkkiin, vaan se käsittää kaikki muunnelmat. Samalla tavalla em. esimerkiksi valittu yksinkertainen 5 käyttösovellutus on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksintöä.

Claims (14)

68426

1. Menetelmä kaasujen erottamiseksi ilmasta lämpö-käsittelylaitoksissa, erityisesti metallin käyttöön perus-5 tuvaan uppopäällystämiseen tarkoitetuissa laitteissa, tunnettu siitä, että kaasujen erottaminen tapahtuu päällystysmetallihauteen (14) pinnan ja lämpökäsittelyuunin (12) välittömässä läheisyydessä ruiskuttamalla tietty määrä kaasua tilaan (10), joka yhdistää lämpökäsittelyuunin (12) 10 ja metallointihauteen (14), jolloin ruiskuttaminen suoritetaan niin, että osa kaasuvirrasta suuntautuu uuniin ja toinen osa huuhtelee hauteen lähellä olevan vyöhykkeen, kokoo päällystysmetallihöyryjä sekä poistetaan ja käsitellään tämän jälkeen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se osa kaasuvirrasta, johon on tullut metallihöyryjä, johdetaan pois ja käsitellään, niin että metallihöyryt tiivistyvät, minkä jälkeen suoritetaan hauteesta (14) tiivistyneen metallin talteenotto, 20 jolloin kaasuvirtauksen kaasu poltetaan sen ulostulokoh-dassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasuvirtaa kuumennetaan ennen k sen ruiskuttamista tilaan (10) siten, että se ei jäähdytä 25 nauhaa (16).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasuvirtauksen lämpötila on 20-450°C.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen mene-30 telmä, tunnettu siitä, että kaasuvirtaus on typpeä tai typen ja vedyn seos.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukaisen menetelmän soveltamiseen käytettävä laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu tietty tila (10), jonka läpi ma- 35 teriaali menee ennen sen varustamista metallipäällysteellä, lämpökäsittelyuunin (12) ja metallihauteen (14) välissä, laitteet (18) kaasuvirtauksen ruiskuttamiseksi tilan (10) 7 68426 sisäosaan, tilaan (10) sovitettu väline tämän kaasuvirtauk-sen jakamiseksi kahteen osaan (f^, f2) lämpökäsittelyuunin (12) ja metallointihauteen (14) suuntaan, sekä laitteet (24) päällystysmetallihöyryjä sisältävien kaasujen poista-5 miseksi ja käsittelemiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaasuvirtauksen jakamisväline sisältää tilaan (10) sijoitetut kaksoissulut (20-22), jolloin kaasun ruiskuttaminen tapahtuu näiden kahden sulun välissä, 10 joiden läpimenoleikkaukset säädetään niin, että kaasuvir-taus saadaan jakautumaan.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että sulut ovat rakennetyypiltään läppiä ja/tai teloja, joiden väliin käsiteltävä materiaali 15 vedetään.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 6-8 mukainen laite, tunnettu siitä, että päällystysmetallihöyryjä sisältävien kaasujen poisto- ja käsittelylaitteet käsittävät huonosti lämpöä johtavan poistoputken (26), kaksi tai 20 useampia vesijäähdytteisiä lämmönvaihtimia (28 - 30) metal-lihöyryjen tiivistämiseksi, jolloin lämmönvaihtimet on kytketty rinnan, edelleen paineensäätöventtiilillä (34) varustetun johdon (32) ilmassa olevien kaasujen poistamiseksi ja kaasujenpolttojärjestelmän.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tun nettu siitä, että kumpikin lämmönvaihdin (28 - 30) on varustettu sulkuventtiilillä (40 - 40') myötävirran puolella ja sulkuventtiilillä (38 - 38') vastavirran puolella, niin että pystytään irrottamaan ja puhdistamaan putket, 30 joissa tiivistyminen on tapahtunut.

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että säätöventtiili (34) on siten säädetty ja ohjattu, että tietty ylipaine säilyy hauteen pinnan päällä.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 9-11 mukainen lai te, tunnettu siitä, että poistettujen suojakaasujen polttoon käytetään soihtua (36) ulostulokohdassa. 8 68426

13. Jonkin patenttivaatimuksen 6-12 mukainen laite, tunnettu siitä, että kumpikin sulku (20 - 22) on varustettu nopean avaamisen varmistavilla laitteilla.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 6-13 mukainen lai-5 te, tunnettu siitä, että sulkuja varten on tehty lukitusjärjestelmä kaasun määrän pienentämiseksi laitteen ollessa pysähdyksissä. 6 84 2 6