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EP0058216B1 - Vorrichtung zur chemischen oder elektro-chemischen Oberflächenbehandlung von Behandlungsgut in einem erwärmten flüssigen Behandlungsmedium, insbesondere Bandbeizanlage - Google Patents

Vorrichtung zur chemischen oder elektro-chemischen Oberflächenbehandlung von Behandlungsgut in einem erwärmten flüssigen Behandlungsmedium, insbesondere Bandbeizanlage Download PDF

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EP0058216B1
EP0058216B1 EP81101143A EP81101143A EP0058216B1 EP 0058216 B1 EP0058216 B1 EP 0058216B1 EP 81101143 A EP81101143 A EP 81101143A EP 81101143 A EP81101143 A EP 81101143A EP 0058216 B1 EP0058216 B1 EP 0058216B1
Authority
EP
European Patent Office
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immersing
members
liquid
tank
bath
Prior art date
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Expired
Application number
EP81101143A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0058216A1 (de
Inventor
Walter Mindt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=8187578&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0058216(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Mannesmann AG filed Critical Mannesmann AG
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Priority to EP81101143A priority patent/EP0058216B1/de
Publication of EP0058216A1 publication Critical patent/EP0058216A1/de
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Expired legal-status Critical Current

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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614—Strips or foils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G3/00—Apparatus for cleaning or pickling metallic material
    • C23G3/02—Apparatus for cleaning or pickling metallic material for cleaning wires, strips, filaments continuously
    • C23G3/021—Apparatus for cleaning or pickling metallic material for cleaning wires, strips, filaments continuously by dipping
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/02—Tanks; Installations therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic removal of material from objects; Servicing or operating

Definitions

  • the invention relates to a device for chemical or electro-chemical surface treatment of material to be treated in a heated liquid treatment medium, consisting of a liquid container provided with a lid, in particular a strip pickling system, in which the bath surface can be partially covered to reduce the evaporation surface.
  • a heated liquid treatment medium consisting of a liquid container provided with a lid, in particular a strip pickling system, in which the bath surface can be partially covered to reduce the evaporation surface.
  • the invention thus relates to all types of so-called process lines, in which materials such as. B. steel strip, wire or pipes are treated on the surface.
  • the surface treatment can e.g. B. pickling, cleaning, coating, etc. include.
  • the material to be treated can pass through the treatment medium or be placed in the liquid bath over a specific treatment time.
  • the problem underlying the invention is explained below with reference to a strip pickling line for continuous strip steel.
  • the bath surface is between 1000 and 200 mm above the surface. of the continuous steel strip.
  • these containers have free evaporation surfaces from 2 to 400 m 2 .
  • the total heat requirement is approx. 21 million kJ / h (5 million kcal / h).
  • the evaporation loss of these plants i. H. the resulting gas can be removed from the system by a suitable extraction system, whereby in most cases these extracted gases are aggressive and must be cleaned by a cleaning system in accordance with legal regulations before they are released into the atmosphere via an exhaust air chimney.
  • the object of the invention is to ensure, in addition to the covering of the evaporation surface by displacement bodies, which serve to reduce evaporation losses in the same way as the known floating plates, that the gas volume to be extracted is also minimized.
  • the solution to this problem consists according to the invention in the characterizing features of claim 1. This ensures that the displacement bodies reach up to the container lids and only the space above the reduced bath surface for receiving the gases produced. Vapors are available, with the result that not only is the suction volume reduced, but the downstream cleaning system can also be made smaller. In addition, no openings in the container lid are required to remove the displacers.
  • the saving in thermal energy in a strip pickling line according to the invention is approximately 90% of the share of the evaporation energy and 45% on the share of total thermal energy.
  • the saving on the suction volume is approx. 90%.
  • the effect of the treatment medium on the material to be treated can be increased to 10%.
  • the displacement bodies are expediently fastened to the container lids so that when the lids are closed they enter their immersed operative position.
  • the displacement bodies can also be placed on supports arranged inside the container, for example on electrodes.
  • the strip pickling system shown in FIG. 1 serves for pickling a steel strip 1 which is pulled through the pickling tank 7.
  • the pickling tank is filled with an inorganic acid as the treatment medium, the evaporation surface 3 of which is greatly reduced by immersing displacement bodies 4.
  • the U-shaped displacement bodies designed as hollow bodies are each attached to a container cover 5 and adapted to the course of the belt, i.e. they have a flat bottom. In addition, all displacement bodies are protected on the underside with wear ribs 6 against mechanical damage from the belt 1.
  • Fig. 2 clearly shows that the displacement body with its outline compared to the horizontal cross section of the liquid bath 2 leave only a minimal evaporation surface 3, which surrounds the displacement body. Since the displacement bodies in their operative position shown in FIG. 2 form a unit with the container lids 5, the free space above the evaporation surface 3 is also kept small. If the displacers 4 are placed on supports arranged inside the container (not shown), the evaporation surface can be reduced even further, since fastening the displacers to pivotably mounted container lids 5 due to the pivoting arrangement of the displacers a certain amount between the side walls of the displacers and a side wall of the container requires.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur chemischen oder elektro-chemischen Oberflächenbehandlung von Behandlungsgut in einem erwärmten flüssigen Behandlungsmedium, bestehend aus einem mit einem Deckel versehenen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere Bandbeizanlage, bei der die Badoberfläche zur Verringerung der Verdampfungsoberfläche teilweise abdeckbar ist. Die Erfindung bezieht sich somit auf alle Arten von sogenannten Prozeßlinien, in denen durch Behandlungsmedien, die über Raumtemperatur erwärmt sind, Materialien wie z. B. Bandstahl, Draht oder Rohre an der Oberfläche behandelt werden. Die Oberflächenbehandlung kann z. B. Beizen, Reinigen, Beschichten usw. umfassen. Das Behandlungsgut kann durch das Behandlungsmedium durchlaufen oder über eine bestimmte Behandlungszeit in das Flüssigkeitsbad eingelegt werden.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende Problem ist im folgenden anhand einer Bandbeizanlage für durchlaufenden Bandstahl näher erläutert. Bei derartigen Bandbeizanlagen mit mehreren hintereinander angeordneten Beizbehältern liegt die Badoberfläche je nach Konzeption der Anlage zwischen 1000 und 200 mm über der Oberfläche. des durchlaufenden Bandstahls. Je nach Durchsatzmenge und Materialabmessung haben diese Behälter freie Verdampfungsoberflächen von 2 bis 400 m2. Bei einer Bandbeizanlage für die Bandabmessung 1350 x 2,7 mm und einer Stundenleistung von 180 t beträgt der Gesamtwärmebedarf ca. 21 Mio kJ/h (5 Mio kcal/h).
  • Aufgeschlüsselt teilt sich dieser Wärmebedarf in etwa wie folgt auf
    • - für die Materialerwärmung ca. 9,24 Mio kJ/h (2,2 Mio kcai/h)
    • - für Oberflächenabstrahlung ca. 1,26 Mio kJ/h (300 000 kcal/h)
    • -Verdampfungseriergie durch die freie Oberfläche des Behandlungsmediums ca. 10,5 Mio kJ/ h (2,5 Mio kcal/h).
  • Des weiteren muß der Verdampfungsverlust dieser Anlagen, d. h. das hieraus entstehende Gas, durch eine geeignete Absaugung aus der Anlage abgeführt werden, wobei in den meisten Fällen diese abgesaugten Gase aggressiv sind und durch eine Reinigungsanlage entsprechend den gesetzlichen Vorschriften gereinigt werden müssen, bevor sie über einen Abluftkamin in die Atmosphäre abgegeben werden.
  • Zur Einsparung von Verdampfungsverlusten ist es bekannt, die Oberfläche des Flüssigkeitsbades durch eine Vielzahl von schwimmfähigen Kugeln abzudecken (FR-PS 1 192 877). Diese Art der Abdeckung erlaubt es zwar, das Behandlungsgut ungehindert durch die schwimmfähigen Kugeln hierdurch in das Bad einzulegen und wieder herauszunehmen, jedoch ist dabei die prozentuale Verringerung der Badoberfläche deshalb nicht optimal, weil die Kugeln, selbst wenn sie alle dicht aneinanderstoßen würden, aufgrund ihrer Geometrie stets einen gewissen Freiraum zwischen sich belassen würden. Auch könnten die Kugeln durch Turbulenzen im Flüssigkeitsbad in Bewegung geraten und hierdurch zusätzliche freie Verdampfungsoberflächen schaffen.
  • Durch die JP-A-7 111 561 ist eine Lösung des Problems der Verdampfungs-Wärmeverluste bekanntgeworden, die darin besteht, die Badoberfläche durch schwimmfähige Platten abzudecken, die durch Hochziehen seitlicher Gelenkwellen in der Nähe der inneren Seitenwand des Beizbehälters senkrech gestellt werden können, um das Beizgut in das Flüssigkeitsbad einbringen zu können. Die Badflüssigkeit soll durch die schwimmfähigen Platten zu mindestens 70% zugedeckt werden. Die damit verbundene Verringerung des abzusaugenden Gasvolumens soll sich nach dieser Literaturstelle dahingehend auswirken, daß das Sauggebläse nur für eine etwas über dem entstehenden Gasvolumen liegende Leistung ausgelegt zu werden braucht, um zu verhindern, daß aggresive Dämpfe an irgendwelchen Undichtigkeiten des Deckels austreten. Der Zusammenhang zwischen einer durch die Abdeckung der Badoberfläche verringerten Entstehung von Verdampfungsverlusten einerseits und der. Saugleistung des Gebläses andererseits ist also bekannt. Die Lösung gemäß der vorgenannten Literaturstelle erfordert jedoch einen beträchlichen apparativen Aufwand zum Handhaben der schwimmfähigen Platten über Seilzüge, die durch Öffnungen in dem Behälterdeckel hindurchgeführt sein müssen und somit unvermeidbare Undichtigkeiten mit sich bringen, die zu einer Erhöhung der Leistung des Sauggebläses führen. Im Übringen ist der Freiraum über den Abdeckplatten dem Raum zuzuordnen, der für die Entwicklung der Gase bezw. Dämpfe zur Verfügung steht, die von der wenn auch verringerten Badoberfläche aufsteigen. Der große Freiraum über dem Gesamtquerschnitt des Flüssigkeitsbades erhöht wiederum das abzusaugende Gasvolumen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausser der Abdeckung der Verdampfungsoberfläche durch Verdrängungskörper, die in gleicher Weise wie die bekannten schwimmfähigen Platten einer Verringerung der Verdampfungsverluste dienen, dafür zu sorgen, daß auch das abzusaugende Gasvolumen minimiert wird. Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung in den kennzeichnenden Merkmalen des Abspruches 1. Hierdurch wird erreicht, daß die Verdrängungskörper bis zu den Behälterdeckeln reichen und nur der Freiraum über der reduzierten Badoberfläche zur Aufnahme der entstehenden Gase bezw. Dämpfe zur Verfügung steht mit der Folge, daß nicht nur das Absaugevolumen verringert wird, sondern auch die nachgeschaltete Reinigungsanlage kleiner ausgelegt werden kann. Hinzukommt, daß zum Entfernnen der Verdrängungskörper keine Öffnungen im Behälterdeckel erforderlich sind.
  • Die Einsparung an Wärmeenergie liegt bei einer Bandbeizanlage gemäß der Erfindung bei ca. 90% vom Anteil der Verdampfungsenergie und 45% vom Anteil der Gesamtwärmeenergie. Die Einsparung am Absaugevolumen liegt bei ca. 90%. Die Wirkung des Behandlungsmediums auf das zu behandelnde Material kann bis auf 10% erhöht werden.
  • Die Verdrängungskörper werden zweckmässig an den Behälterdeckeln befestigt, so daß sie mit dem Schließen der Deckel in ihre eintauchende Wirklage gelangen. Die Verdrängungskörper können jedoch auch auf innerhalb des Behälters angeordnete Stützen aufgelegt werden, beispielsweise auf Elektroden.
  • Um die Verdrängungskörper gegen mechanische Beschädigungen durch ein durch das Flüssigkeitsbad gezogenes Band oder dergleich zu schützen empfiehlt es sich, an ihrer Unterseite Schleißrippen anzubringen. Insbesondere in Verbindung mit derartigen Schleißrippen ist es vorteilhaft, daß die Verdrängungskörper mit ihrer Unterseite bis nahe an das Behandlungsgut reichen, so daß das Behandlungsmedium durch die in diesem Falle beim Durchlauf entstehende Turbulenz in seiner Wirkung auf das zu behandelnde Material verstärkt wird.
  • In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Bandbeizanlage dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Beizbehälter mit mehreren Deckeln und Verdrängungskörpern, und
    • Fig. 2 einen Querschnitt.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Bandbeizanlage dient zum Beizen eines Stahlbandes 1, das durch den Beizbehälter 7 hindurchgezogen wird. Der Beizbehälter ist mit einer anorganischen Säure als Behandlungsmedium gefüllt, deren Verdampfungsoberfläche 3 durch eintauchende Verdrängungskörper 4 stark reduziert ist. Die U-förmig als Hohlkörper ausgebildeten Verdrängungskörper sind jeweils an einem Behälterdeckel 5 befestigt und dem Bandverlauf angepasst, d.h. sie haben eine ebene Unterseite. Ausserdem sind alle Verdrängungskörper an der Unterseite mit Schleißrippen 6 gegen mechanische Beschädigungen durch das Band 1 geschützt.
  • Fig. 2 zeigt deutlich, daß die Verdrängungskörper mit ihrem Umriß gegenüber dem waagerechten Querschnitt des Flüssigkeitsbades 2 nur eine minimale Verdampfungsoberfläche 3 freilassen, die die Verdrängungskörper umgibt. Da die Verdrängungskörper in ihrer in Fig. 2 dargestellten Wirklage mit den Behälterdeckeln 5 eine Einheit bilden, ist auch der Freiraum oberhalb der Verdampfungsoberfläche 3 kleingehalten. Wenn die Verdrängungskörper 4 auf innerhalb des Behälters angeordnete Stützen (nicht dargestellt) aufgelegt werden, kann die Verdampfungsoberfläche noch weiter verringert werden, da eine Befestigung der Verdrängungskörper an schwenkbar gelagerten Behälterdeckeln 5 wegen der mitschwenkenden Anordnung der Verdrängungskörper ein gewisses Maß zwischen den Seitenwänden der Verdrängungskörper und einer Seitenwand des Behälters erfordert.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur chemischen oder elektro-chemischen Oberflächenbehandlung von Behandlungsgut in einem erwärmten flüssigen Behandlungsmedium, bestehend aus einem mit einem Deckel (5) versehen Flüssigkeitsbehälter (7), insbesondere Bandbeizanlage, bei der die Badoberfläche zur Verringerung der Verdampfungsoberfläche durch Verdrängungskörper (4) verringert ist, die zum Ein- und Ausbringen des Behandlungsgutes aus ihrer Wirklage entfernbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängungskörper (4) U-förmige Querschnitte aufweisen und in ihrer abdeckenden Wirklage mit den Behälterdeckeln (5) eine Einheit bilden und der Umriß der Verdrängungskörper gegenüber dem Waagerechten Querschnitt des Flüssigkeitsbades (2) eine den Verdrängungskörpern umgebende minimale Verdampfungsoberfläche (2) freilassen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängungskörper (4) an den Behälter-Deckeln (5) befestigt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängungskörper (4) auf innerhalb des Behälters (7) angeordnete Stützen auflegbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängungskörper (4) an ihrer Unterseite mit Schleißrippen (6) versehen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängungskörper (4) mit ihrer Unterseite bis nahe an das durchlaufende Behandlungsgut (1) reichen.
EP81101143A 1981-02-18 1981-02-18 Vorrichtung zur chemischen oder elektro-chemischen Oberflächenbehandlung von Behandlungsgut in einem erwärmten flüssigen Behandlungsmedium, insbesondere Bandbeizanlage Expired EP0058216B1 (de)

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