RO127025B1

RO127025B1 - Tank for dip galvanizing metal works

Info

Publication number: RO127025B1
Application number: ROA201000139A
Authority: RO
Inventors: Cristian Achim Gligor; Antonia Teodora Corsatea
Original assignee: Cristian Achim Gligor; Antonia Teodora Corsatea
Priority date: 2010-02-15
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2015-12-30
Also published as: RO127025A2

Abstract

The invention relates to a galvanizing tank used for hot dip galvanizing of metal structures and works, which uses a lead-free composition for the galvanizing bath. According to the invention, the tank comprises a lower tank () consisting of a housing () of steel, plated with a material () for protecting the housing (), and an upper tank (), also made of steel, which is assembled with the lower tank () by inserting some screws () into the holes () cut in the flanges () and clamping them with nuts (), the sealing being performed with a packing () made of copper pipe which is pressed in some grooves () with rectangular, trapezoidal and ovoidal cross section cut in the flanges () or the sealing is performed with a welding seam.

Description

Invenția se referă la o cuvă de zincare în care are loc topirea zincului și menținerea băii metalice la temperatura de zincare, utilizată pentru zincarea termică a structurilor și confecțiilor metalice.The invention relates to a zinc plating tank in which the zinc melting takes place and the metal bath is maintained at the zinc plating temperature, used for the thermal galvanizing of the metal structures and confections.

Este cunoscut faptul că în procesul de zincare termică, zincul este topit și menținut în stare lichidă la temperaturi de aproximativ 500°C. în timpul procesului de zincare termică, are loc o reacție de combinare a atomilor de zinc cu atomii liberi de fier din baia de zincare, în urma căreia rezultă un compus chimic nestoichiometric, denumit în practică “drojdie” de zinc (ferozinc) - compus deosebit de agresiv, care atacă fața interioară a cuvei, în special, cordoanele de sudură. Din această cauză, materialele utilizate la confecționarea cuvei trebuie să ofere rezistență la coroziune. Din același motiv, se utilizează, în anumite cuve, un strat de plumb pentru a proteja fundul cuvei și pentru a putea distribui, în timp, zona de agresiune maximă (interfața dintre stratul de ferozinc și baia propriu-zisă) pe înălțimea pereților.It is known that in the process of thermal galvanizing, the zinc is melted and maintained in a liquid state at temperatures of about 500 ° C. During the thermal zincing process, a reaction of zinc atoms with the free iron atoms in the zinc bath takes place, which results in a non-stoichiometric chemical compound, called in practice "yeast" of zinc (ferozinc) - a special compound aggressive, which attacks the inner face of the vessel, in particular, the welding cords. For this reason, the materials used in the making of the vessel must offer corrosion resistance. For the same reason, in some tanks, a lead layer is used to protect the bottom of the tank and to be able to distribute, in time, the area of maximum aggression (the interface between the layer of ferozinc and the bath itself) on the height of the walls.

Din punct de vedere al materialului care vine în contact cu baia de zincare, la ora actuală, se folosesc două variante de cuve: una - în care baia de zinc este menținută într-o cuvă realizată integral din oțel și alta - în care cuva este realizată din oțel și este căptușită cu material ceramic la interior. Diferența esențială din punct de vedere al compoziției băii de zincare este că a doua soluție nu necesită plumb, în timp ce la prima plumbul este obligatoriu, din mai multe considerente, principalul fiind arătat mai sus. Trebuie menționat de asemenea că la cuvele căptușite ceramic la interior, este cvasi obligatoriu ca aportul de căldură pentru menținerea băii la temperatura necesară procesului să se realizeze din interiorul băii, fapt ce limitează volumul util al cuvei.From the point of view of the material that comes in contact with the zinc plating bath, at present, two variants of vats are used: one - in which the zinc bath is maintained in a tub made entirely of steel and the other - in which the vat is made of steel and lined with ceramic material on the inside. The essential difference from the point of view of the composition of the zinc plating bath is that the second solution does not require lead, whereas at first the lead is obligatory, for several reasons, the main one being shown above. It should also be mentioned that in ceramic linings inside, it is almost mandatory that the heat input to maintain the bath at the temperature required for the process to be made inside the bath, which limits the useful volume of the tank.

Brevetul US 4705260, „Furnace for heating and melting zinc, utilizează o cuvă de zincare, de mari dimensiuni și formă paralelipipedică. Partea exterioară a cuvei este realizată din oțel, asamblat prin sudură, iar partea interioară a pereților este placată cu material ceramic, rezistent la acțiunea agresivă a drojdiei de zinc. Această soluție este impracticabilă în cazul instalațiilor pentru zincarea structurilor și a confecțiilor metalice, deoarece obligă la încălzire prin tuburi radiante imersate sau alte soluții cu aport termic din interiorul băii. Utilizarea unor echipamente de încălzire imersate în baia de zincare limitează zona de zincare, iar aceste soluții nu pot fi aplicate pentru zincarea confecțiilor și structurilor metalice.US Patent 4705260, "Furnace for heating and melting zinc, uses a zinc plating, large size and parallelepiped shape. The outer part of the vessel is made of steel, assembled by welding, and the inner part of the walls is plated with ceramic material, resistant to the aggressive action of zinc yeast. This solution is impracticable in the case of installations for zincing metal structures and garments, because it forces heating through immersed radiant tubes or other solutions with thermal input inside the bath. The use of heating equipment immersed in the zinc plating bath limits the zinc plating area, and these solutions cannot be applied for the zinc plating of metallic structures and structures.

Brevetul US4603656, „Galvanizing apparatus, utilizează ocuvă paralelipipedică, având o parte inferioară, cu pereții din oțel refractar și o cuvă superioară cu pereții din oțel placat cu material ceramic. Partea inferioară a cuvei conține plumb topit, în care se depune drojdia de zinc, iar partea superioară conține topitura de zinc. Plumbul protejează pereții cuvei de acțiunea agresivă a ferozincului, iar transferul termic este foarte bun. Dezavantajul principal al acestei cuve constă în necesitatea utilizării unei mari cantități de plumb, parte din acesta regăsindu-se și în suprafețele zincate, fapt ce implică un risc sporit de poluare și costuri suplimentare.Patent US4603656, "Galvanizing device, uses a parallelepiped eyepiece, having a lower part, with refractory steel walls and an upper pan with ceramic-coated steel walls. The lower part of the vat contains molten lead, in which the zinc yeast is deposited, and the upper part contains the zinc melt. Lead protects the walls of the tank from the aggressive action of the ferocinc, and the heat transfer is very good. The main disadvantage of this tank is the need to use a large quantity of lead, part of it being found in the galvanized surfaces, which implies an increased risk of pollution and additional costs.

Brevetul RO 121704 prezintă o baie pentru acoperiri metalice alcătuită dintr-o cuvă din rășini poliesterice, armate cu fibră de sticlă, susținută la exterior de o carcasă din oțel prin care se va încălzi soluția de cromare. Dezavantajul acestei invenții este dat de faptul că nu rezistă la temperaturi ridicate specifice zincării.Patent RO 121704 presents a bath for metal coatings made of a tub made of polyester resins, reinforced with fiberglass, supported on the outside by a steel housing through which the chromium solution will be heated. The disadvantage of this invention is that it does not withstand the high temperatures specific to zinc.

De asemenea, documentul US 2004/0121083 A1 se referă la o cuvă de galvanizare a unor table prin acoperire cu aliaj ΑΙ-Zn, având o acoperire ceramică de protecție împotriva acțiunii corozive a metalului topit, iar documentul US 4705260 prezintă o cuvă de zincare cu o parte exterioară din oțel și o parte interioară ceramică în interiorul căreia poate culisa o parte orizontală cu elemente de preîncălzire a cuvei.Also, the document US 2004/0121083 A1 refers to a galvanizing tank of some sheets by coating with ΑΙ-Zn alloy, having a ceramic coating of protection against the corrosive action of the molten metal, and the document US 4705260 presents a zinc plating with an outer part of steel and a ceramic inner part inside which a horizontal part with preheating elements of the vat can slide.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția este realizarea unei cuve pentru zincarea termică a structurilor și confecțiilor metalice, care să utilizeze o compoziție a băii de zincare din care să lipsească plumbul, păstrând însă condițiile necesare încălzirii băii din exterior și care să permită zincarea și a unor confecții metalice și controlul temperaturii băii, în mod economic, cu protejarea părților componente față de acțiunea băii metalice.The technical problem that the invention solves is the creation of a tank for the thermal zincation of the metallic structures and constructions, which use a composition of the galvanizing bath from which the lead is missing, while maintaining the conditions necessary for the heating of the bath from the outside and allowing the zinc and the of some metallic preparations and the control of the temperature of the bath, economically, with the protection of the component parts against the action of the metallic bath.

RO 127025 Β1RO 127025 Β1

Cuva dezincare, conform invenției, rezolvă această problemă tehnică, prin faptul că este 1 alcătuită dintr-o cuvă inferioară, realizată din tablă de oțel, placată la interior cu material ceramic, și dintr-o cuvă superioară al cărei interior nu este placat cu material ceramic, cele două 3 cuve fiind asamblate cu șuruburi și printr-o garnitură din țeavă de cupru amplasată în niște canale ovoidale practicate în niște flanșe de îmbinare, această garnitură având în interior niște 5 senzori de detectare a perforării țevii sau de determinare a temperaturii în diferite puncte ale garniturii, conectați electric prin conductori trecuți printr-un canal practicat în cuva inferioară și 7 printr-un tub de protecție.The disassembly tank, according to the invention, solves this technical problem, by the fact that it is 1 composed of a lower bowl, made of steel plate, coated on the inside with ceramic material, and of an upper bowl whose interior is not coated with material. ceramic, the two 3 tanks being assembled with screws and through a copper pipe gasket placed in ovoid channels practiced in some flanges, this gasket having inside 5 sensors to detect the perforation of the pipe or to determine the temperature in different points of the gasket, electrically connected by conductors passed through a channel in the lower vessel and 7 through a protective tube.

Prin aplicarea invenției, rezultă următoarele avantaje:9By applying the invention, the following advantages result: 9

- construcție simplă, durabilă, având o parte inferioară rezistentă la agresiunea drojdiei de zinc;11- simple, durable construction, with a lower part resistant to zinc yeast aggression; 11

- menținerea unui transfer de căldură superior, în condițiile eliminării integrale a plumbului din baia de zincare;13- maintaining a higher heat transfer, given the complete elimination of lead from the zinc plating bath;

- eficiență mărită, datorată unui coeficient superior de transfer de căldură prin suprafața cuvei superioare;15- increased efficiency, due to a higher coefficient of heat transfer through the surface of the upper tank, 15

- eliminarea plumbului din suprafețele zincate termic în acest tip de cuvă implicit reducerea plumbului din mediul ambiant.17- elimination of lead from the thermally galvanized surfaces in this type of basin, implicitly reducing lead from the environment.17

Invenția este prezentată pe larg în continuare prin trei exemple de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1...6, care reprezintă:19The invention is further illustrated by three embodiments of the invention, in connection with FIG. 1 ... 6, which represents: 19

- fig. 1, secțiune longitudinală prin cuva de zincare, cu asamblare prin șuruburi;FIG. 1, longitudinal section through zinc plating, with screw assembly;

- fig. 2, secțiune longitudinală prin cuva de zincare, cu asamblare prin șuruburi și sudură;21FIG. 2, longitudinal section through zinc plating, with screw and weld assembly; 21

- fig. 3, vedere de detaliu din fig. 1 pentru garnitură de secțiune dreptunghiulară;FIG. 3, a detailed view of FIG. 1 for the rectangular section gasket;

- fig. 4, vedere de sus a părții de cuvă inferioară, cu partea superioară înlăturată;23FIG. 4, top view of the bottom part of the basin, with the upper part removed; 23

-fig. 5, vedere de detaliu din fig. 1, a secțiunii de etanșare cu garnitură din țeavă;FIG. 5, a detailed view of FIG. 1, of the sealing section with pipe seal;

-fig. 6, cuvă inferioară, vedere de sus cu partea superioară înlăturată pentru etanșarea25 cu garnitură din țeavă.FIG. 6, bottom bowl, top view with top removed for sealing25 with pipe gasket.

Cuva de zincare, conform invenției, este alcătuită dintr-o cuvă inferioară 1, în care se 27 decantează drojdia de zinc și dintr-o parte superioară 2 în care are loc procesul de zincare.The zinc tank according to the invention consists of a lower tank 1, in which 27 the zinc yeast is decanted and a top 2 in which the zincing process takes place.

Cuva inferioară 1 este alcătuită dintr-o carcasă 3, realizată din oțel, care are la partea supe- 29 rioară, pe tot perimetrul acesteia, o flanșă 4 care servește la asamblarea celor două cuve. Carcasa 3 se plachează pe partea interioară cu un material ceramic refractar 5, ale cărui specificații 31 corespund acestui domeniu de utilizare.The lower tank 1 is made of a housing 3, made of steel, which has at the upper part 29, along its entire perimeter, a flange 4 which serves to assemble the two tanks. The housing 3 is covered on the inside with a refractory ceramic material 5, whose specifications 31 correspond to this field of use.

Partea superioară 2 este realizată prin sudură din table de oțel, cu specificații tehnice 33 corespunzătoare condițiilor de utilizare. Partea superioară 2 este prevăzută, la partea inferioară, cu o flanșă 6 care servește la asamblarea cu cuva inferioară 1. 35The upper part 2 is made by welding of steel sheets, with technical specifications 33 corresponding to the conditions of use. The upper part 2 is provided, at the lower part, with a flange 6 which serves for the assembly with the lower tank 1. 35

Asamblarea cuvei inferioare 1 cu partea superioară 2 se face cu ajutorul unor piulițe 7 și al unor șuruburi 8 care trec prin niște găuri 9 practicate în flanșa 4 și prin niște găuri 10 37 practicate în flanșa 6.The assembly of the lower vessel 1 with the upper part 2 is made by means of nuts 7 and screws 8 which pass through holes 9 in the flange 4 and through holes 10 37 in the flange 6.

în primul exemplu de realizare a invenției, etanșarea dintre cele două părți ale cuvei se 39 face cu o garnitură 11, care se așază într-un canal 12, practicat în flanșa 4 și într-un canal 13, practicat în flanșa 6. Garnitura 11 are secțiunea transversală dreptunghiulară și se realizează 41 din cupru sau dintr-un alt material care corespunde condițiilor specifice de exploatare a cuvei de zincare. Garnitura 11 se realizează modular, din niște segmente de colț 14 și din niște 43 segmente liniare 15, ale căror fețe de îmbinare sunt paralele și înclinate la 45° față de fața longitudinală, fapt ce oferă interschimbabilitate și flexibilitate de montare. Segmentele de colț 45 14 au fețele b și c înclinate la 45° față de catetele d planurile fețelor b și c fiind perpendiculare.In the first embodiment of the invention, the seal between the two parts of the vessel 39 is made with a gasket 11, which is placed in a channel 12, practiced in the flange 4 and in a channel 13, practiced in the flange 6. The gasket 11 it has a rectangular cross-section and is made of 41 copper or other material that corresponds to the specific operating conditions of the zinc plating vessel. The gasket 11 is made modularly, from some corner segments 14 and from 43 linear segments 15, whose joint faces are parallel and inclined at 45 ° to the longitudinal face, which offers interchangeability and mounting flexibility. Corner segments 45 14 have faces b and c inclined 45 ° to the sides d and planes of faces b and c are perpendicular.

Forma trapezoidală a secțiunii transversale a canalului 13 favorizează îmbinarea segmentelor 47 14 și 15 ale garniturii 11.The trapezoidal shape of the cross section of the channel 13 favors the joining of the segments 47 14 and 15 of the gasket 11.

RO 127025 Β1 în al doilea exemplu de realizare a invenției, etanșarea dintre cele două părți ale cuvei se face cu o garnitură 16 realizată din țeava de cupru. Garnitura 16 se așază într-un canal 17, practicat în flanșa 4 și într-un canal 18 practicat în flanșa 6. Canalele 17 și 18 au, în secțiunea transversală, o formă ovoidală, iar în planul flanșelor 4 și 6, acestea au formă dreptunghiulară cu colțurile rotunjite. îmbinarea celor două capete ale țevii care formează garnitura 16 se face prin lipire cu aliaje greu fuzibile (brazare), rezultând un cordon circular 19.In the second embodiment of the invention, the seal between the two parts of the vessel is made with a gasket 16 made of copper pipe. The gasket 16 is placed in a channel 17, practiced in the flange 4 and in a channel 18 practiced in the flange 6. The channels 17 and 18 have, in the cross-section, an ovoid shape, and in the plane of the flanges 4 and 6, they have a shape rectangular with rounded corners. The joints of the two ends of the pipe forming the gasket 16 are made by bonding with hard fusible alloys (brazing), resulting in a circular cord 19.

Mărimea canalului, diametrul și grosimea țevii sunt astfel alese, încât garnitura 16 să se deformeze sub acțiunea greutății cuvei superioare 2 sau sub acțiunea greutății cuvei superioare 2 și a unei părți din forța de strângere exercitată de șuruburile 8.The size of the groove, the diameter and the thickness of the pipe are chosen so that the gasket 16 deforms under the action of the weight of the upper bowl 2 or under the action of the weight of the upper bowl 2 and of a part of the clamping force exerted by the screws 8.

Interiorul garniturii 16, în formă de țeava, se poate folosi ca zonă destinată măsurătorilor. Se pot instala permanent sau se introduc periodic niște senzori 20, utilizați pentru detectarea perforării țevii și scurgerea zincului topit sau pentru determinarea temperaturii în diferite zone ale garniturii. Senzorii 20 sunt conectați prin conductorii 21 care ies din garnitura 16 prin zona cordonului 19. Conductorii 21 ies din cuva de zincare printr-un canal 22 practicat în cuva inferioară 1 și printr-un tub de protecție 23.The inside of the gasket 16, in the form of a pipe, can be used as an area for measurements. Sensors 20 can be permanently installed or inserted periodically, used to detect pipe perforation and leakage of molten zinc or to determine the temperature in different areas of the gasket. The sensors 20 are connected by the conductors 21 which exit the gasket 16 through the area of the cord 19. The conductors 21 exit the zinc-plated tank through a channel 22 in the lower vessel 1 and through a protective tube 23.

Mărimea și forma canalului de secțiune elipsoidală, rezultat din îmbinarea semicanalelor 17 și 18, pe de-o parte, și diametrul și grosimea garniturii 16, pe de altă parte, sunt alese astfel încât garnitura să se deformeze în așa fel încât secțiunea inițial circulară a garniturii 16 să se ovalizeze și să copieze după montaj profilul interior al canalului rezultat în urma suprapunerii celor două semicanale 17 și 18.The size and shape of the ellipsoidal section channel, resulting from the joining of semichannels 17 and 18, on the one hand, and the diameter and thickness of the gasket 16, on the other hand, are chosen so that the gasket deforms in such a way that the initially circular section of the gasket 16 to be ovalized and to copy after installation the inner profile of the channel resulting from the overlap of the two semichannels 17 and 18.

în al treilea exemplu de aplicare a invenției, asamblarea celor două părți ale cuvei: cuva inferioară 1 și partea superioară 2, se face cu ajutorul piulițelor 7 și al șuruburilor 8, ca și în primul exemplu de aplicare a invenției, însă etanșarea se realizează cu un cordon de sudură 24.In the third embodiment of the invention, the assembly of the two parts of the vessel: the lower vessel 1 and the upper part 2, is made by means of nuts 7 and screws 8, as in the first example of application of the invention, but the sealing is done with a welding cord 24.

Drojdia de zinc se decantează în partea de jos a cuvei inferioare 1, parte care este placată cu materialul ceramic refractar 5 care protejează carcasa 2 și cordoanele de sudură ale acesteia de acțiunea agresivă a drojdiei de zinc.The zinc yeast is decanted at the bottom of the lower vessel 1, part that is coated with the refractory ceramic material 5 which protects the casing 2 and its welding cords from the aggressive action of the zinc yeast.

Claims

1. Thermal zinc plating of some metallic confections, composed of a lower bowl 3 (1), formed of a steel casing (3), placed inside with a refractory ceramic material (5), characterized by that that, it also has an upper part (2), made of steel, 5 assembled with the lower part (1) with some screws (8) and a gasket (16) made of copper pipe, placed in some oval channels ( 17, 18), practiced in flanges (4), 7 respectively, (6) of joint and having inside sensors (20) to detect the perforation of the pipe or to determine the temperature at different points of the gasket, electrically connected by 9 conductors (21) passed through a channel (22) in the lower vessel (1) and through a protective tube (23). 11

Thermal zinc plating according to claim 1, characterized in that the shape of the ellipsoidal section channel, resulting from the joining of the semichannels (17 and 18) and the diameter 13 and the thickness of the gasket (16) are chosen so that the gasket deforms under the action of the part. upper (2) or and a part of the screw clamping force (8) to the shape of the inner profile 15 of the channel resulting from the joining of the semichannels (17 and 18).