NO130483B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til varmforsinking av en gjenstand

av jern eller stål.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til varmforsinking av en gjenstand av jern eller stål, hvor gjenstandens overflate før nedsenkningen i sinkbadet får påført en forbehandlingsvæske bestående av en beisevæske og/eller et flussmiddel, fortrinnsvis en flussmiddeloppløs-ning, som igjen fjernes fra overflaten av gjenstanden før denne dyppes ned i sinkbadet.

Ved rasjonell varmforsinking er det av betydning å kunne utnytte sinkbadet så effektivt som mulig. Det er derfor viktig at der selv ved behandling av blandet gods til stadighet kan arbeides ved sinkbadet uten fare for at der ved nedsenkningen av gjenstandene i badet oppstår sprut, som dels medfører tap av sink og dels gjør det farlig å oppholde seg i nærheten av badet. Videre bør det nødvendige avskum-ningsarbeide være så lite som mulig.

Dette søkes vanligvis oppnådd ved at gjenstanden etter å være beiset og ha fått påført et flussmiddel ved neddypping i eller på-sprøyting av et i vann oppløst flussmiddel blir tørret i en ovn, så gjenstanden er helt tørr på overflaten når den senkes ned i badet av flytende sink.

Denne oppvarmning krever imidlertid ikke bare tørkeovner som

tar plass og faller dyre både i anskaffelse og i drift, men også en tørketid som i praksis er lenger enn neddypningstiden i sinkbadet,

noe som gjør det vanskelig å gjennomføre en fortløpende produksjon,

så meget mer som også beisingen krever mange ganger så lang behandlings-tid som neddyppingen i sinkbadet, så man for å oppnå kontinuerlig produksjon blir nødt til å tilpasse to langtidsoperasjoner av for-skjellig varighet ikke bare etter hverandre, men også etter behandlings-tiden i sinkbadet.

Hensikten med oppfinnelsen er å gi anvisning på en fremgangsmåte av den nevnte art som gjør det mulig å unngå den tidligere nødvendige varmetørkeprosess og dermed de tilhørende plasskrevende og kostbare tørkeanlegg ved å erstatte de nevnte tørketrinn med et annet vann-fjernende behandlingstrinn som forhindrer sinksprut, og som alltid kan gjennomføres i løpet av et tidsrom av samme størrelsesorden som neddypningstiden i sinkbadet og ikke behøver særlig plasskrevende anlegg.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved at gjenstanden etter på-føringen av forbehandlingsvæsken og mens dens overflate ennå er helt dekket av denne, føres gjennom et bad av på jern- og stålflater hinnedannende vannfortrengende væskeformet middel, hvoretter gjenstanden overføres til sinkbadet.

At middelet skal være hinnedannende på jern- og stålflater, betyr at det skal ha slik adhesjon til jern og stål og slik kohesjon at det, påført en jern- eller stålflate, danner et sammenhengende lag som helt dekker flaten.

At middelet skal være vannfortrengende, innebærer at det skal omfatte slike stoffer - vanligvis organiske oppløsningsmidler eller slike oppløsningsmidler med tilsatte fuktemidler - som i berøring med vann nedsetter dettes overflatespenning i en slik grad at middelet som følge av sin adhesjon til stål- eller jernoverflaten selv er istand til å skyve vannet bort og selv hefte direkte til jern- eller stålflaten under hinnedannelse. Dette medfører samtidig at middelet skal omfatte minst ett stoff som er kraftig vannavvisende. Hensiktsmessig benyttes et vannfortrengende middel hvis ikke fordampbare komponenter har en de-kom<p>osisjonstemperatur som er lavere enn det anvendte sinkbads tempera-

Et vannfortrengende middel av denne art kan f.eks. utgjøres av et olje- eller voksaktig produkt som dekomponeres ved en temperatur som i alle tilfelle er lavere enn den høyeste anvendte sinkbadtemperatur, vanligvis høyst ca. 700°C, og fortrinnsvis ved en temperatur som er lavere enn den oftest anvendte sinkbadtemperatur mellom 430 og 460'^C, samtidig som produktet i seg selv er sterkt vannavvisende og er oppløst i et organisk oppløsningsmiddel som selv eller som følge av en ytterligere tilsetning av et fuktemiddel har kraftig reduserende virkning på vannets overflatespenning.

Vannfortrengende midler av denne art som forekommer i handelen, er i regelen basert på flytende silikoner eller på forskjellige paraffiner og/eller mineraloljer oppløst i organiske oppløsningsmidler med eller uten tilsetninger. Slike midler som har vist seg velskikket til å brukes i forbindelse med fremgangsmåten, er f.eks. et produkt som er kjent for bruk som rustbeskyttelsesmiddel og markedsføres under navnet Shell Ensis Fluid^<y>25<i>l, samt tilsvarende produkter av annet fabrikat. Disse produkter har en viskositet mellom 3 og 4 centistoke ved 20°C.

I det hele tatt har vannfortrengende midler med en viskositet mellom 2 og 5 centistoke ved påføringstemperaturen, som alt etter den anvendte temperatur av forbehandlingsvæsken kan variere mellom værelse-temperaturer opp til f.eks. 60°C, vist seg best egnet i praksis, da de under normale arbeidsforhold ved lavt forbruk av vannfortrengende midler sikrer full dekning av gjenstandens overflate med den fornødne hinne av vannf ortrengende midd.* 7.. I forbindelse med gjenstander som er vanskelig håndterlige så der kan gå forholdsvis lang tid mellom på-føringen av vannfortrengende middel på gjenstanden og neddyppingen av gjenstanden i sinkbadet, kan det dog undertiden være gunstig å anvende et vannfortrengningsmiddel med noe større viskositet, f.eks. en viskositet, på 10 eller opp til 15 centistoke ved behandlingstemperaturen, hvorved det med sikkerhet forhindres at den dannede hinne blir brutt som følge av bortglidning. Mere høyviskose vannfortrengningsmidler kan i og for seg også anvendes, men vil i regelen være uhensiktsmessige,

'da den høye viskositet ikke tjener noen viktig hensikt, men bare med-fører et unødig stort forbruk av vannfortrengningsmiddel og en uheldig stor sotmengde ved dekomponeringen i sinkbadet. Vannfortrengningsmidler med viskositet over 30 centistoke ved anvendelsestemperaturen må anses som ubrukelige i praksis.

Basert på en forbehandlingsvæske i form av en flussmiddel-oppløsning beror oppfinnelsen på den erkjennelse at flussmiddelet, som vanligvis består av en vandig oppløsning av sinkammoniumklorid og visse tilsetninger, allerede under neddypningen av gjenstanden i fluss-middeloppløsningen bevirker den for varmforsinkningen nødvendige' påvirkning av og avleiring på gjenstandens overflater, så denne avleiring blir tilstrekkelig til å sikre den vanlige flussvirkning ved de etter-følgende behandlingstrinn, forutsatt at det sørges for at den behandlede overflate er beskyttet mot ytre kjemisk innvirkning etter fjernelse av flus smidde loppløsningen.

Når gjenstanden etter å være opptatt av flussmiddeloppløsningen og mens den ennå er dekket av denne, blir dyppet i badet av vannfortrengningsmiddel, vil dette derfor fortrenge og erstatte fuktighets-laget på gjenstanden uten mulighet fer at luft eller andre påvirkende stoffer kommer i berøring med metalloverflaten under denne skiftning av overtrekk.

Fremgangsmåten medfører ennvidere i det nevnte tilfelle en besparelse av flussmiddel, idet den mengde flussmiddeloppløsning som fjernes fra gjenstandens overflate av vannfortrengningsmiddelet, vil

'samle seg på bunnen av badet av dette middel og lett kan føres tilbake derfra til flussmiddelbadet.

Da den avleiring av flussmiddel som fremkommer på overflaten av gjenstanden, blir vesentlig tynnere enn den flussmiddelmengde som levnes etter en varmetørk, vil der dessuten.bli utviklet mindre røk når gjenstanden dyppes i sinkbadet, så luftforurensningen blir redusert.

Ennvidere beror oppfinnelsen på den erkjennelse at gjenstanden etter å være forsynt med et tynt vannfortrengende lag uten videre kan neddyppes i sinkbadet uten at der utvikles vesentlig røk fra middelet, f.eks. oljen eller silikonen, eller oppstår sprut, så neddypningen kan foretas enda mere farefritt enn ved den kjente fremgangsmåte hvor gjenstanden tørkes i varme etter å være tatt opp fra flus smiddelbadet. Ved neddypningen av gjenstanden i den smeltede sink, hvis temperatur vanligvis er omtrent 450°C, men undertiden kan ligge vesentlig høyere, må det antas at sinken, som har enda større adhesjon til gjenstandens overflate enn vannfortrengningsmiddelet, vil fortrenge dette under avdampning av dets fordampbare komponenter, mens resten avleires på overflaten av sinkbadet og lett lar seg skumme bort sammen med sinkasken.

I praksis har det imidlertid hittil vist seg mest hensiktsmessig

å benytte et vannfortrengende middel hvis ikke fordampbare komponenter har en dekomposisjonstemperatur som er lavere enn det anvendte sinkbads temperatur, så disse komponenter som følge av forkoksning eller annen form for dekomposisjon med sikkerhet blir fjernet fra gjenstandens overflate i sin helhet og på overflaten av sinkbadet i høyden etter-later en liten mengde sot som særlig lett lar seg skumme av. Forøvrig har det vist seg at sinkoverflaten ved neddypningen etter denne behandling forholder seg roligere enn ved de kjente fremgangsmåter, så også sinkaskedannelsen blir redusert.

Det har videre vist seg at belegget på de ferdig forsinkede gjenstander blir plettfritt selv på steder hvor risikoen for flekkdannelse erfaringsmessig er størst,.f.eks. i fordypninger i gjenstanden hvor der ved de kjente metoder, selv etter tørk, kan forekomme en del fukt, mens behandlingen med vannfortrengningsmiddel med sikkerhet fjerner enhver fukt.

Da den hinne som dannes på gjenstandens overflate ved hjelp av vannfortrengningsmiddelet, bare behøver å være effektiv for beskyttelse av overflaten i forholdsvis kort tid, kan der som før nevnt benyttes et forholdsvis tyntflytende vannfortrengende middel med en viskositet under 5 centistoke ved 20°C, så ikke" bare forbruket av dette, men også sotdannelsen på sinkbadets overflate blir minst mulig. Anvendelsen av et lavviskost vannfortrengende middel har ennvidere vist seg å medføre at fortrengningen av det påførte lag av behandlings væske på gjenstandens overflate foregår innen et tidsrom som er kortere enn oppholdstiden i sinkbadet, likesom også avdrypningstiden blir ganske kort, noe som er gunstig for en kontinuerlig produksjon.

Det har også vært erkjent at når man hittil har ansett det nød-vendig at gjenstander som skal forsinkes, før neddypningen i sinkbadet først ble beiset og deretter overflatebehandlet med et flussmiddel enten ved at dette påføres sinkbadets overflate eller ved at gjenstanden selv får påført et lag av flussmiddel, vanligvis ved neddypning i et flussmiddelbad med etterfølgende tørk, så skyldes det at det ved de hittil anvendte metoder ikke var til å unngå at gjenstandens jern- eller ståloverflate,' som ved beisingen ble renset for oksyder og andre forurensninger, allerede ved avskyllingen av beisen og spesielt under avdrypningen av skyllevannet påny blir utsatt for en, riktignok svak overflatekorrosjon som, såfremt den ikke oppheves ved behandlingen med flussmiddel, vil forhindre den nødvendige sikre legering mellom sinken og stålet eller jernet.

Hvis man derimot i henhold til en videre utvikling av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen lar forbehandlingsvæsken alene være en beisevæske som gjenstanden dyppes i umiddelbart etter å være tatt opp, for så, mens gjenstandens overflate ennå er dekket av beis, d.v.s. har et lag av beisemiddel overalt, omenn muligens stedvis tynt, å føres gjennom et bad av et vannfortrengningsmiddel og. derfra til sinkbadet, vil vannfortrengningsmiddelet også i dette tilfelle fortrenge beise-middellaget under fullstendig beskyttelse av gjenstandens overflate, så faren for selv en aldri så svak korrosjon av denne blir utelukket. Denne overflatebeskyttelse av gjenstanden blir bibeholdt inntil den påførte hinne fortrenges av den smeltede sink ved neddypningen i sinkbadet, og det uansett om fortrengningen helt eller delvis skyldes for-askning av fortrengningsmiddellaget eller andre fenomener.

Oppfinnelsen gjør det således mulig i mange tilfeller å sløyfe behandlingen med flussmiddel, særlig når der er tale om gjenstander som erfaringsmessig er forholdsvis lite utsatt for beisefeil og/eller forholdsvis lett kan neddyppes i sinkbadet uten avbrytelser. Derimot vil det ofte i forbindelse med andre gjenstander stadig være hensiktsmessig at gjenstanden foruten med beiser også behandles med flussmiddel. Gjennomføres fremgangsmåten med et beisebad som eneste for-behandlingsbad, blir det uten forringelse av forsinkningens kvalitet oppnådd at varmforsinkningsprosessen blir enklere og billigere fordi flussmiddeloperasjonen kan sløyfes,.noe som ikke alene medfører en besparelse ved at man unngår å bruke flussmiddel, men også medfører _=n vesentlig plassbesparelse, idet alle innretninger til behandling av gjenstanden med flussmiddel bortfaller, og det kar som behøves for vannfortrengningen, bare erstatter det kar som ellers ville bli anvendt for avsky Iling av beisevæsken. Videre oppnås vesentlige besparelser i tid og arbeidsinnsats.

Det forhold at en særskilt skylleoperasjon til fjernelse av beisen fra gjenstandens overflate bortfaller ved den sistnevnte fremgangsmåte, medfører foruten en vesentlig vannbesparelse den betydnings-fulle ytterligere fordel at der ikke lenger vil forekomme forurensning av avløpene med det beisevæskeholdige skyllevann.

Ennvidere oppnås en vesentlig besparelse i forbruket av beisevæske, idet det ved anvendelse av et bad av vannfortrengende middel har vist. seg at beisevæsken som dette fortrenger fra gjenstanden, skiller seg ut på bunnen av badet og lett kan tappes av og brukes om igjen til beising.

Uansett om der som forbehandlingsvæske anvendes beis eller flussmiddel eller begge deler etter tur, er det som regel mest hensiktsmessig og brukelig at forbehandlingsvæsken påføres gjenstanden ved at denne dyppes i et bad av forbehandlingsvæske. Isåfall kan det være fordelaktig å gjennomføre fremgangsmåten på den måte at der anvendes et vannfortrengende bad i form av et lag av vannfortrengningsmiddel påført overflaten av forbehandlingsbadet.

Dermed oppnår man ikke bare full sikkerhet mot at noen del av gjenstandens overflate blir utsatt for ytre kjemisk påvirkning på

veien fra forbehandlingsbadet til det vannfortrengende bad, men også

en vesentlig økonomisk besparelse ved gjennomførelsen av fremgangsmåten. Således behøves der ikke lenger noe særskilt kar for det vannfortrengende bad, og likeledes bortfaller en særskilt neddypnings-operasjon, idet vannfortrengningen finner sted under opptrekningen av gjenstanden fra forbehandlingsvæsken, samtidig som denne opptrekning kan foregå raskere enn en behandling i et særskilt vannfortrengningsbad. Dette siste skyldes at forbehandlingsvæsken på gjenstandens overflate under opptrekningen gjennom et lag av vannfortrengningsmiddel til stadighet vil bli drevet nedover, mens væsken under neddypning i et særskilt vannfortrengningsbad vil bli drevet oppover og gjenstanden deretter må forbli nedsenket i badet en viss tid for å sikre avrinning av forbehandlingsvæsken. Ennvidere medfører denne fremgangsmåte et mindre behov for vannfortrengningsmiddel, idet tykkelsen av laget av dette kan gjøres vesentlig mindre enn dybden av et særskilt bad, og likeledes et mindre forbruk av forbehandlings væske, idet man unngår det tap av denne som ved anvendelse av et særskilt vannfortrengningsbad forårsakes av avdrypning og ved de tidligere fremgangsmåter tillike ved bortskylling. Dessuten vil forbehandlingsvæsken forbli i karet,

så det ikke lenger blir nødvendig å føre den tilbake til dette for fornyet bruk.

Ennvidere oppnås ved denne metode de samme fordeler når det gjelder å spare vann og avløp samt å unngå avløpsforurensning, som ved anvendelse av et særskilt vannfortrengningsbad, men da der ikke lenger vil forekomme avdrypning av forbehandlingsvæske, blir disse fordeler øket ved at det heller ikke blir nødvendig å skylle bort den ellers avdryppende forbehandlingsvæske.

Enda en fordel ved den sistnevnte metode ligger i at laget av vannfortrengende middel i meget vesentlig grad reduserer mengden av de damper som kan trenge ut fra forbehandlingsvæsken, og derved den luftforurensning som disse ellers kunne forårsake. Dette har særlig betydning i tilfeller hvor forbehandlingen påskyndes, f.eks. ved oppvarmning av forbehandlingsvæsken.

Gjennomførelsen av fremgangsmåten på den sistnevnte måte vil i mange tilfelle medføre at gjenstanden under neddypningen i forbehandlingsbadet må beveges ned gjennom laget av vannfortrengende middel, og da dette har større adhesjon til metalloverflaten enn vandige opp-løsninger, ville det i og for seg være å vente at gjenstanden ved bevegelsen gjennom det vannfortrengende lag ville få påført en hinne av dette, som ville forhindre at gjenstandens overflate ble påvirket av forbehandlingsvæsken. Imidlertid har det vist seg at den hinne som blir påført gjenstanden ved bevegelsen gjennom vannfortrengningslaget, allikevel, muligens på grunn av oppdrift, straks løsner fra gjenstanden når denne er ført helt ned i forbehandlingsvæsken og igjen søker opp til vannfortrengningslaget.

Når gjenstanden senere tas opp av forbehandlingsbadet og herunder beveger seg gjennom vannfortrengningslaget, vil vannfortrengningsmiddelet fortrenge forbehandlingsvæsken og gi gjenstanden et overtrekk som medfører de ovennevnte fordeler.

Det skal dog bemerkes at neddypningen i forbehandlingsvæsken ikke behøver å foregå gjennom det vannfortrengende lag, idet for-behandlingskaret vil kunne forsynes med en skillevegg som strekker seg i avstand ovenfor bunnen og slutter seg tett til karets endevegger,

så væskebadet oventil blir delt i to avsnitt, hvorav bare det ene forsynes med et lag av vannfortrengningsmiddel. Isåfall kan gjenstandene føres ned i badet gjennom væskens frie overflate, beveges ned under skilleveggen og trekkes opp av badet gjennom vannfortrengningslaget.

Por å sikre seg mot at der på grunn av væskeskvulp under opp-tagningen av gjenstanden fra forbehandlingsvæsken stedvis fremkommer områder som ikke er dekket av det vannfortrengende middel, bør man ikke gjøre laget av vannfortrengende middel på overflaten av forbehandlingsvæsken for tynt, fortrinnsvis ikke under 8 cm. Dog bør laget heller ikke være for tykt, fortrinnsvis høyst ca. 30 cm, idet der ellers vil være fare for at vannfortrengningsmiddelets viskositet på grunn av inndampningen av dets lettere fordampbare bestanddeler blir for stor-før etterfylling av vannfortrengende middel finner sted.

I slike tilfeller hvor forsinkningsprosessen krever at gjenstanden før neddypningen i sinkbadet blir forbehandlet først med beisevæske og deretter med flussmiddeloppløsning, kan det ennvidere være gunstig om også den fra beisingen stammende væske på gjenstandens overflate blir fjernet fra denne ved at gjenstanden etter påføringen av beisevæsken og mens dens overflate ennå er dekket av denne, føres gjennom et bad av vannfortrengende middel.

På samme måte som forklart ovenfor i forbindelse med overføring av gjenstanden direkte fra beisen gjennom vannfortrengningsbadet til sinkbadet blir der altså i dette tilfelle oppnådd en besparelse av beisevæske og skyllevann, samtidig som forurensning av avløpsvann blir unngått. Blir fremgangsmåten i dette tilfelle gjennomført på den måte at såvel vannfortrengningsbadet til fjernelse av beisemiddel som vannfortrengningsbadet til fjernelse av flussmiddeloppløsning utgjøres av et lag av vannfortrengningsmiddel på overflaten av de respektive behandlingsbad, kan fremgangsmåten i dette tilfelle ennvidere gjennom-føres uten åt forbruket av vannfortrengningsmiddel blir vesentlig øket, idet den mengde vannfortrengningsmiddel som legger seg omkring gjenstanden under fjernelsen av beisevæsken, ved den senere neddypping i flussmiddelbadet opptas av laget av vannfortrengningsmiddel på overflaten av dette bad.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til varmforsinking av en gjenstand av jern eller stål, hvor gjenstandens overflate før nedsenkningen i sinkbadet får påført en forbehandlingsvæske bestående av en beisevæske og/eller et flussmiddel, fortrinnsvis en flussmiddeloppløsning, som igjen fjernes fra overflaten av gjenstanden før denne dyppes ned i sinkbadet, karakterisert ved at gjenstanden etter påføringen av forbehandlingsvæsken og mens dens overflate ennå er helt dekket av denne, føres gjennom et bad av på jern- og stålflater hinnedannende, vannfortrengende væskeformet middel, hvoretter gjenstanden overføres til sinkbadet.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der anvendes et vannfortrengende middel hvis ikke fordampbare komponenter har en dekomposisjonstemperatur som er lavere enn det anvendte sinkbads temperatur.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at der anvendes et vannfortrengende middel med en viskositet under 30 centistoke, fortrinnsvis mellom 2 og 15 centistoke, ved anvendelsestemperaturen.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, 2 eller 3» hvor gjenstanden forbehandles med beisevæske forut for påføringen av flussmiddelet, karakterisert ved at også den fra beisingen stammende væske på gjenstandens overflate fjernes fra denne ved at gjenstanden etter påføringen av beisevæske og mens dens overflate ennå er dekket av denne, føres gjennom et bad av vannfortrengende middel.

5. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-4, hvor forbehandlingsvæsken påføres gjenstandens overflate ved at gjenstanden dyppes i et bad av denne væske, karakterisert ved at der anvendes et vannfortrengende bad i form av et lag av vannfortrengende middel påført forbehandlingsbadets overflate.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5>karakterisert ved at der anvendes et lag av vannfortrengende middel med en tykkelse mellom 8 og 30 cm.