SU563927A3

SU563927A3 - Устройство дл нагрева инертным газом расплава

Info

Publication number: SU563927A3
Application number: SU7402015860A
Authority: SU
Inventors: Аккерманн Вернер; Фольхардт Фромут
Original assignee: Саг Зигенер Аг (Фирма)
Priority date: 1973-03-21
Filing date: 1974-03-19
Publication date: 1977-06-30
Also published as: FR2222626A1; IT1016506B; CS175372B2; GB1438915A; US3897202A; JPS5026141A; JPS5614949B2; NL7403872A; FR2222626B1; DD111407A5; DE2313974A1; CH603806A5; DE2313974B1; DE2313974C2; BE812601A; ES424495A1

Description

1

Изобретени касаетс устройств, в которых к открытой ванне с материалом подводитс тепло снаружи дл обеспечени нагрева ванны и поддержани его.

Под открытой жидкой ванной понимаетс така ванна, в которую открыто внос тс , по крайней мере временами, материал дл ванны , а также допускаетс открытое погружение тел или предметов в ванну.

Нагрев подобных ванн обычно производ т с наружной стороны или сбоку и снизу при помощи газовой горелки, мазутовой форсунки или пылеугольной горелкой. Дл этой цели примен лс также электрический нагрев 1.

В зависимости от толщины и материала этой стенки получаетс значительный температурный перепад между ванной и горелками или нагревательными средствами, благодар чему по вл ютс значительные темлературные напр жени в стенках ванн. Кроме того, даже при оптимальном расположении горелок или выходе дымовых газов или при смешении с охлаждающим воздухом равномерный нагрев невозможен. По вл ютс дефекты вследствие прогара, трещины или деформаци .

Возможно также осуществл ть нагревание сверху ванны или чана 2. Такой метод применим дл нагрева стекольного расплава. Но в ваннах, предназначенных дл покрыти цинком , лужени и дл покрыти эмалью, а также в металлических жидких ваннах, глубина

проникновени энергии от верхней поверхности незначительна. Кроме того, расположение нагревательного устройства сверху ванны или чана неудобно. Пр мой контакт расплава с наружным воздухом приводит к образованию на поверхности пленки окислов.

Недостатком известных способов и устройств дл нагрева материала в ваннах и в чанах вл етс также и то, что отход щие газы , покида устройство, имеют температуру,

котора на 100°С выше самой низкой температуры стенки, так что температура отход щих газов большей частью еще достаточно высока (600°С). Эти потери, обусловленные отход щими газами, оказывают вли ние на

экономичность известных методов и устройств .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл нагрева инертным газом расплава, содержащее ванну дл размещени расплава, систему циркул ции газа и трубы дл подачи газа 3. В, этом устройстве жидкий металл служит исключительно в качестве средства, передающего тепло, в теплообменнике с замкнутой ванной или чаном.

Цель изобретени - повышение экономичности нагрева открытых жидких расплавов дл нанесени покрытий и повышение удобства устройства в эксплуатации.

В предлагаемом изобретении жидка ванна или расплав используютс не в качестве средства, передаюш,его тепло на воспринимаюшую тепло среду. Скорее инертный газ используетс дл непосредственного нагрева открытой ванны, например, дл покрыти цинком , эмалью, лужени и т. д. Прохождение инертного газа через расплав в ванне или в чане вызывает так называемое действие маммут-насоса , благодар которому происходит циркул ци расплава, так что может происходить отвод газа из открытой ванны в часть ванны, котора расположена, например при покрытии цинком, эмалировании и лужении, вне участка ванны, воспринимающего дл обработки тела или предмета. Без вспомогательных механических или других средств дл циркул ции все области ванны вл ютс циркулируемыми.

Цель изобретени достигаетс тем, что устройство снабжено стенкой, расположенной над трубами но кра м ванны и образующей отводную шахту, имеющую участок, перпендикул рный к внутреннему пространству ванны ..

Устройство содержит также, например в магистрали системы циркул ции газа позади ванны или чана, сепаратор, компрессор и нагреватель . При этом в газовом трубопроводе между чаном или ванной, воспринимающей расплав, и компрессором может быть распололсен предварительный подогреватель воздуха . В другом варианте исполнени устройства предварительный подогреватель воздуха может быть расположен в линии между компрессором и нагревателем или в нагревателе. Первый вариант имеет то преимущество, что поступающий из ванны в предварительный нагреватель воздух еще раз охлаждаетс и поступает к компрессору с более низкой температурой .

В другом варианте ванна или чан имеет на каждой продольной и/или поперечной стороне несколько труб, подающих газ в ванну, причем выше трубы на краю ванны или чана расположена отводна шахта, а выще горловины трубы расположена проход ща вертикально к внутреннему пространству ванны или чана стенка. При этом трубы могут быть расположены параллельно в р д и близко от боковых стен ванны или чана. Разделительна стенка может быть размещена между нижним участком стенки шахты и трубами дл подачи газа. Благодар такой стенке, введенный в ванну газ поднимаетс вблизи стенки ванны или чана в виде пузырьков. Из-за малой плотности в этой части ванны ее содержимое поднимаетс вместе с газовыми пузырьками , чем и обуславливаетс циркул ци

расплава. Если газ подводитс к обеим продольным или поперечным сторонам ванны или чана, то у стенок ванны или чана происходит посто нна циркул ци расплава. Таким образом по вл ющеес действие маммут-насоса обеспечивает циркул цию содержимого ванны или чана без механических средств через погруженные тела или трубы.

Отклон юща стенка располагаетс преимущественно на определенном рассто нии от днища ванны или чана и переходит там в сетку. Рассто ние от днища чана и высота сетки завис т от глубины погружени газовой трубы и количества и вида жидкой ванны.

Дл выделени из газового потока, выход щего из ванны, частиц и конденсированных капель расплава соедин ют шахту на каждой стенке ванны или чана с сепаратором, св занным через подвод щую трубу с погружаемой трубой. Кроме того, за шахтойПредусмотрен сепаратор дл паров расплава. Благодар этому на компрессор и трубы нагревател не воздействуют пары расплава и частицы расплава .

Б другом исполнении устройства согласно изобретению между шахтой каждой стороны ванны или чана и компрессором или подключенны .м к нему подогревателем воздуха расположена герметична камера дл обработки обрабатываемых или обработанных тел или предметов в ванне. При этом под телами понимают поступающие в ванну и выход щие из нее материалы, например листы, подлежащие покрытию цинком, или тела, которые обрабатываютс периодическим погрух ением.

Па фиг. 1 представлен вариант исполнени устройства, в котором инертный газ отводитс из шахты в компрессор, а из компрессора - снова в погружаемую трубу жидкой ванны; на фиг. 2 - вариант устройства, в котором между шахтой и компрессором расположена камера дл обрабатываемого в ванне или уже обработанного материала; на фиг. 3 - ванна или чан с погруженными трубами в увеличенном масштабе; на фиг. 4 и 5 - примеры расположени погружаемых труб и устройства дл отвода газа.

Устройство дл нагрева инертным газом расплава содержит чан или ванну 1, компрессор 2, нагреватель 3, а также промежуточные линии между этими част ми. Внутри нагревател 3 помещены теплообменник 4 и подогреватель 5 воздуха дл горелки 6 нагревател .

Ванна или чан (см. фиг. 3) служит дл покрыти цинком металлических ленточных полос . Здесь ванна 1 имеет нижнюю часть 7, включающую стенки 8, 9 и дно 10. Стенки и дно могут быть образованы из двух слоев с различным материалом, причем наружный слой материала 11 состоит из металла и снабжен сбоку фланцами 12. Внутренний слой как обычно выполнен из керамики.

С фланцами 12 наружного сло нижней части 7 соединены фланцы 13 металлической части 14 насадки 15, котора покрыта также

керамикой 16. Нижн часть 7 и насадка 15 образуют верхнюю открытую ванну или чан.

Сбоку и сверху насадки на продольных сторонах ванны или чана образованы соответствующие шахты 17, 18. Эти шахты ограничиваютс внутри ванны или чана стенками 19 и 20 и переход т в шахтную часть, образованную стенкой 21, торцовыми стенками 22 и частью 14 насадки, а также стенками 23, 24. К этой шахтной части .подходит один или несколько трубопроводов 25, которые через один обш;ий трубопровод соединены с компрессором i2.

К стенке 24 примыкает обращенный в обратную от ванны или чана сторону сепаратор

26,который соедин етс с шахтой на участке

27.Примыкаюшие в этом месте трубопроводы 28 соедин ютс общим трубопроводом с нагревателем 3. Погружаемые трубы 29 установлены в шахтном участке 27. Эти трубы проход т своими горизонтальными участками через насадку 15, а вертикальный отрезок каждой погружаемой трубы направлен вниз вблизи стенок 8 и 9 и параллельно или примерно до середины высоты ванны. При этом погружаемые трубы расположены ниже зеркала расплава.

Параллельно погружаемым трубам 29 в ванне размещена разделительна и отклон юща стенка 30. Верхний край этой стенки лежит ниже поверхности зеркала расплава ванны примерно на высоте горизонтального участка погружаемой трубы 29. Нижний край разделительной или отклон ющей стенки 30 заканчиваетс ниже конца погружаемой трубы 29.

Разделительна или отклон юща стенка 30 имеет против днища 7 ванны 1 в качестве продолжени сетку 31, так что часть жидкого расплава проходит в направлении стрелок 32 через сетку 31 в поостранство между сеткой или разделительной и отклон ющей стенкой 30 и стенкой 8 или 9 ванны 1. Инертный газ, поступающий из нижнего конща погружаемой трубы 29, проходит через ванну в указанное пространство наружу и попадает в направлении стрелок через шахты 17, 18 и трубопровод 25 к компрессору 2.

Рассто ние от разделительной или отклон ющей стенки 30, а также сетки 31 до стенок ванны, расположение погружаемой трубы 29, глубина погружени трубы, рассто ние верхнего кра разделительных или отклон ющих стенок 30, а также расположение стенок 19 шахт 17, 18, .которые своим нижним краем выступают ниже поверхности зеркала жидкой ванны, обуславливают циркул цию, причем средний участок ванны дл погружени обрабатываемых тел или дл транспортировки остаетс свободным.

В варианте устройства, изображенном на фиг. 1 охлажденный сжатый инертный газ через трубопровод 33 подводитс к теплообменнику 4, а из него по трубопроводу 28 к погружаемым трубам 29. Через трубопровод 34

из сепаратора 26 очищенна часть расплава снова поступает в ванну.

Выше теплообменника 4 расположен подогреватель 5 воздуха дл горелки 6. Подогреватель воздуха можно также включить в трубопровод , соедин ющий трубопровод 25 с компрессором 2, благодар чему инертный газ, выход щий из шахт 17, 18, еще больше охлаждаетс и в этом состо нии подводитс

к компрессору 2.

В другом варианте исполнени устройства (фиг. -2) в замкнутом цикле сжатого инертного газа между трубопроводом 25 и компрессором 2 предусмотрена камера 35 дл обработКИ материала 36, причем трубопроводы 37, 38 подвод т инертный газ с обеих сторон перемещаемого обрабатываемого или обработанного в расплаве ванны 1 материала 36. В последнем случае материал предварительно

нагреваетс или высушиваетс . Газ отводитс через трубопроводы 39, 40 и подводитс к компрессору 2, который нагружаетс более холодным газом по сравнению с устройством, показанным на фиг. 1.

В устройстве, изображенном на фиг. 4, отдельна погружаема труба 29 входит в цилиндрическую разделительную «ли отклон ющую стенку 41. котора удлинена внизу и переходит в сетку 42. Над стенкой 41 расположен колпак 43, вертикальные или косые стенки которого точно также, как верхний Край разделительной или отклон ющей стенки 41, лежат ниже зеркала поверхности расплава . В колпак вмонтирована одна или несколько отводных труб 44, через которые отводитс газ. Такой вариант пригоден дл дополнительного монтажа к уже имеющимс ваннам или чанам и имеет то преимущество что можно установить в зависимости от по

требности произвольное число таких устройств в любом месте на краю ванны.

Число погружаемых труб 29 в каждом колпаке может измен тьс , а также может мен тьс расположение и число отводных труб

44.

Дл устранени тепловых потерь ванна 1 может быть накрыта крышкой 45 настолько чтобы металлическа лента лии другой погружаемый предмет могли быть введены в

ванну или выведены из нее, при этом возможно применение поворотных или съемных крышек.

На фиг. 5 изображена ванна, котора имеет две параллельные стенки 46, между которыми опущена одна или несколько труб 29. Над стенками 46 размещена продольна шахта 47, через верхнюю стенку которой пропущена погружаема труба 29. Инертный газ подаетс через погружаемые

Claims

трубы в направлении стрелок 48 в ванну При о-бразовании маммут-насоса газ поднимаетс между стенка.ми 46 и попадает в продольную шахту 47. Отсюда газ выводитс через отводную трубу, нагреваетс и в процессе кругового цикла подводитс к погружаемым трубам 29. Лента 49 может прот гиватьс в показанном положении через ванну. В таком устройстве между шахтой и стенками ванны или чана может быть предусмотрена крышка, котора не мешает движению 5 ленты. Формула изобретени I. Устройство дл нагрева расплава инертным газом, содержащее ванну дл размеще- 10 ни расплава, систему циркул ции газа и трубы дл подачи газа, отличающеес те.м, что, с целью повышени экономичности нагрева открытых жидких расплавов дл нанесени покрытий и пов1ышени удобства уст- 15 ройства в эксплуатации, оно снабжено стенкой , расположенной над трубами по кра м ванны и образующей отводную шахту, имеющую участок, перпендикул рный к внутреннему пространству ванны.20

/7

Фиг. 1 2.Устройство по п. 1, отл ичающе.ес тем, что между перпендикул рным участком стенки шахты в его нижней части и трубами дл подачи газа размещена разделительна стеика. 3.Устройство по п. 2, отличающеес тем, что разделительна стенка оканчиваетс выше нижней части вертикальной стенки. 4.Устройство по пп. 2-3, отличающеес тем, что разделительна стенка оканчиваетс на рассто нии от днища ванны. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Смирнов А. В. Гор чее цинкование. М,, Металлургиздат, 1953, с. 140-142.
2.Патент ФРГ № 13029997, кл. 48В 1/14, 1071.
3.Патент ФРГ № 1928646, кл. 13g 3/02, 1971.

JJ

f

СРиг.

/

2

Фцг.