способ и устройство для непрерывной обработки поверхности, в частности травления и очистки, например, металлических, в частности стальных лент

Формула изобретения

1. Способ непрерывной обработки поверхности путем травления и очистки металлических, в частности, стальных лент в камере обработки, причем полотно перемещают приблизительно по горизонтальной траектории через камеру обработки, в которую подают травильный раствор, причем обрабатываемую поверхность подвергают воздействию потока травильного раствора с повышенной скоростью, отличающийся тем, что в зоне создания повышенной скорости потока подают свежий травильный раствор и в этой зоне завихряют травильный раствор.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что регулируют количество подаваемого травильного раствора.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что регулируют температуру подаваемого травильного раствора.

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что положение обрабатываемой поверхности устанавливают посредством подаваемого травильного раствора.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что обрабатываемую поверхность центрируют в устройствах, предусмотренных для повышения скорости потока.

6. Устройство для непрерывной обработки поверхности путем травления и очистки металлических, в частности, стальных лент, содержащее камеру обработки, при этом полотно проходит через камеру обработки приблизительно по горизонтальной траектории, отличающееся тем, что в камере обработки, в частности травильном чане, предусмотрено, в частности, несколько устройств, которые обеспечивают повышение скорости потока травильного раствора на обрабатываемой поверхности, причем в зоне устройств предусмотрены сопла для подачи свежего травильного раствора.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что устройства в направлении движения ленты имеют зону с непрерывно уменьшающимся поперечным сечением.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что сопла в направлении движения ленты расположены после устройства.

9. Устройство по одному из пп.6 - 8, отличающееся тем, что сопла в направлении движения ленты расположены перед устройством.

10. Устройство по любому из пп.6 - 9, отличающееся тем, что сопла предусмотрены в устройстве.

11. Устройство по любому из пп.6 - 10, отличающееся тем, что сопла расположены под полотном материала ленты.

12. Устройство по любому из пп.6 - 11, отличающееся тем, что сопла расположены над полотном материала ленты.

13. Устройство по любому из пп.6 - 12, отличающееся тем, что сопла имеют отверстия, направленные в направлении движения ленты.

14. Устройство по любому из пп.6 - 13, отличающееся тем, что сопла имеют отверстия, направленные против направления движения ленты.

15. Устройство по любому из пп.6 - 14, отличающееся тем, что предусмотрен, по меньшей мере, один отвод для травильного раствора, соединенный с соплами для подачи травильного раствора, по меньшей мере, в одном месте в камере обработки.

16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что между местами отвода и подачи травильного раствора включен, по меньшей мере, один насос.

17. Устройство по п.15 или 16, отличающееся тем, что между местами отвода и подачи травильного раствора включено, по меньшей мере, одно устройство подвода тепла, в частности, теплообменник.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу непрерывной обработки поверхности, в частности травления и очистки лент, например, металлических, в частности стальных, в камере обработки, причем полотно движется приблизительно по горизонтальной траектории через камеру обработки, в которую подают обрабатывающую жидкость, в частности травильный раствор. Кроме того, изобретение относится к устройству для осуществления способа.

Известны различные системы для обработки поверхности, в частности травления, непрерывно движущихся лент, причем ленты направляют через емкость и обрабатывающую среду в основном горизонтально. Обрабатывающую среду, в частности травильную кислоту, подают в основном на входе ленты в камеру обработки или на выходе из нее, из-за чего следует дополнительная герметизация камеры обработки от окружающего пространства, а также сбоку в камеру.

Все эти системы обладают, однако, недостаточной эффективностью травления, из-за чего для данного расхода при соответствующих требованиях к качеству в большинстве случаев требуются довольно длинные и соответственно дорогостоящие устройства.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является способ непрерывной обработки поверхности металлических лент и устройство для его осуществления, известные из патента Германии DE 1521753 (C 23 G 3/02, 11.12.69).

Известный способ непрерывной обработки поверхности металлических лент путем травления и очистки подаваемой под давлением жидкостью проводят в камере обработки, при этом полотно ленты перемещают приблизительно по горизонтальной траектории через камеру обработки, в которую подают травильный раствор. Обрабатываемую поверхность ленты подвергают воздействию потока травильного раствора с повышенной скоростью.

Известное устройство для реализации вышеописанного способа непрерывной обработки поверхности металлических лент путем травления и очистки подаваемой под давлением жидкостью содержит камеру обработки, в которой полотно ленты проходит приблизительно по горизонтальной траектории.

Однако известные способ и устройство обеспечивают лишь пониженную эффективность обработки поверхности ленты, поскольку улучшение поверхности последней обеспечивается только за счет повышенной скорости потока.

В основу изобретения положена задача создания способа непрерывной обработки поверхности металлических лент и устройства для его осуществления, которые обеспечили бы повышение эффективности обработки, особенно при травлении, с тем, чтобы существенно сократить длину аппаратуры и затраты не ее установку и снизить температуру обработки, и, тем самым, уменьшить эксплуатационные расходы.

Поставленная задача решается тем, что в способе непрерывной обработки поверхности путем травления и очистки металлических, в частности стальных, лент в камере обработки, причем полотно перемещают приблизительно по горизонтальной траектории через камеру обработки, в которую подают травильный раствор, причем обрабатываемую поверхность подвергают воздействию потока травильного раствора с повышенной скоростью, согласно изобретению в зоне создания повышенной скорости потока подают свежий травильный раствор, и в этой зоне завихряют травильный раствор.

В зоне создания повышенной скорости потока создается повышенное срезающее усилие обрабатывающей жидкости, в частности травильного раствора. Это повышенное срезающее усилие уменьшает пограничный слой жидкости на поверхности ленты, что повышает эффективность травления и сокращает продолжительность травления. Кроме того, в способе, согласно изобретению, путем уже повышенной скорости потока и, таким образом, активизации действия процесса травления дополнительно еще в этом месте подают свежий, т.е. неиспользованный, и потому еще очень реакционноспособный травильный раствор, благодаря нему в значительной степени улучшается очистка поверхности металлической ленты.

Рекомендуется регулировать количество подаваемого травильного раствора, а также регулировать температуру подаваемого травильного раствора.

За счет варьирования количества и/или температуры травильного раствора можно варьировать эффективность травления в соответствии с требованиями.

Целесообразно положение обрабатываемой поверхности устанавливать посредством подаваемого травильного раствора, а также обрабатываемую поверхность центрировать в устройствах, предусмотренных для повышения скорости потока. За счет фиксации, в частности центрирования ленты, можно избежать касания лентой дна и связанного с этим образования царапин на ней.

Поставленная задача решается также тем, что в устройстве для непрерывной обработки поверхности путем травления и очистки металлических, в частности стальных лент, содержащем камеру обработки, при этом полотно проходит через камеру обработки приблизительно по горизонтальной траектории, согласно изобретению в камере обработки, в частности травильном чане, предусмотрено, в частности, несколько устройств, которые обеспечивают повышение скорости потока травильного раствора на обрабатываемой поверхности, причем в зоне устройств предусмотрены сопла для подачи свежего травильного раствора.

Предпочтительно, когда устройства в направлении движения ленты имеют зону с непрерывно уменьшающимся поперечным сечением. За счет этого уменьшающегося сечения, имеющего, например, форму сопла Вентури, может быть достигнуто хорошее завихрение жидкости и, тем самым, повышение интенсивности травления.

Кроме того, благодаря подобному устройству лента центрируется по высоте, в частности центрируется посередине в модуле Вентури, из-за чего исключено касание лентой дна и связанное с этим образование царапин на ее поверхности.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения в зоне устройств предусмотрены сопла для подачи, в частности, свежего травильного раствора. При подаче травильного раствора через сопла в зоне устройств, с одной стороны, она еще сильнее завихряется, в результате чего, с другой стороны, происходит быстрый подвод к ленте, в частности, свежей кислоты, что вызывает повышение интенсивности травления.

Оптимально, когда сопла в направлении движения ленты расположены после устройства, причем они могут быть также расположены, при необходимости дополнительно, перед устройством или в нем. За счет расположения сопел после устройства подача травильного раствора происходит в зоне повышенного завихрения жидкости, причем ее подача через сопла перед устройством вызывает в этой зоне дополнительное завихрение и, тем самым, повышение интенсивности травления.

Расположение сопел в устройстве поддерживает гидродинамический эффект устройства и препятствует соприкосновению ленты с устройством даже при низких скоростях. Особенно комбинация всех расположений устройств вызывает оптимальную интенсивность травления.

Предпочтительное усовершенствование изобретения заключается в том, что сопла расположены под полотном материала ленты, причем они могут быть расположены также над полотном материала ленты. При этом сопла могут иметь отверстия, направленные в направлении движения ленты или против направления движения ленты. За счет подходящего расположения и выверки сопел можно дополнительно оказать благоприятное воздействие на травильный эффект.

Благоприятное усовершенствование изобретения заключается в том, что предусмотрен по меньшей мере один отвод для травильного раствора, соединенный с соплами для подачи травильного раствора по меньшей мере в одном месте в камере обработки. За счет этого выполнения изобретения можно получить дополнительный контур циркуляции кислоты, благодаря чему может быть достигнута оптимизация травления.

Предпочтительно, когда между местами отвода и подачи травильного раствора включен по меньшей мере один насос. За счет регулирования насоса можно соответственно установить циркулируемое количество жидкости, а также скорость ее выхода из сопел для оптимальной эффективности травления.

Не менее предпочтительно, когда между местами отвода и подачи травильного раствора включено по меньшей мере одно устройство подвода тепла, в частности теплообменник. За счет расположения теплообменника в дополнительном контуре циркуляции кислоты можно оказать особенно хорошее влияние на распределение температуры в травильном чане, причем, в частности, может быть достигнуто интенсивное выравнивание температуры.

Ниже изобретение описано в помощью примеров его выполнения и чертежей, при этом

фиг. 1 схематично изображает травильную секцию согласно изобретению,

фиг. 2 - фрагмент из фиг. 1,

фиг. 2a, 2b и 3 - аналогичный фрагмент из фиг. 1,

фиг. 4a - распределение давления в зоне устройства, предусмотренного согласно изобретению,

фиг. 4b - распределение скорости в зоне устройства, предусмотренного согласно изобретению,

фиг. 5 - поток в зоне устройства, предусмотренного согласно изобретению.

На фиг. 1 представлена схема травильной секции 1, которая изображена для лучшего понимания изобретения без расположенной обычно крышки установки. Подвергаемая травлению стальная лента 2 движется в направлении 3. От входной зоны 4 с плющильными валками 5,5" ленту направляют через травильную секцию 1 к выходной зоне 6 с плющильными валками 7,7".

В этой зоне расположено несколько устройств 8, называемых также модули Вентури. В зоне модулей 8 Вентури предусмотрены соответственно сопла 9 для подачи травильной кислоты. Травильную кислоту направляют в травильную секцию 1, в принципе, на входе 4 и/или на выходе 6 через сопловые балки 10, а отработавшую травильную кислоту возвращают сливные патрубки 11, 11" в циркуляционный резервуар 12.

От циркуляционного резервуара 12 травильную кислоту направляют через фильтр 13 к насосу 14, а от него - по теплообменнику 15, откуда ее подают по трубопроводам 16, 16" к сопловым балкам 10. Для улучшения регулирования процесса травления травильный раствор отводят в одном или нескольких местах (17, 17") травильной секции 1 и подают через фильтр 18, 18" и насос 19, 19", а также через теплообменник 20, 20" к соплам 9 для усиления.

На фиг. 2 показан фрагмент фиг. 1, на котором изображены два модуля Вентури, каждый состоящий из верхней 8" и нижней 8"" частей. Между этими обеими частями 8" и 8"" модулей 8 Вентури ленту 2 перемещают в направлении 3 и центрируют по высоте, что исключает касание лентой 2 дна и связанное с этим появление царапин на ней. В зоне за модулями 8 Вентури предусмотрены сопла 9, через которые травильную кислоту впрыскивают в направлении ленты. Уровень кислоты обозначен поз. 21.

На фиг. 2a, 2b изображены аналогичные фрагменты фиг. 1, причем здесь, в противоположность фиг. 2, сопла 9 расположены в направлении 3 движения металлической ленты 2 соответственно перед модулями 8 Вентури и в них. В принципе, эти варианты можно также комбинировать, как это изображено в качестве примера на фиг. 3, причем ориентирование сопел может вызвать истекание потока травильного раствора как в направлении 3 движения ленты, так и против него. За счет различного распределения количества вытекающего травильного раствора между нижней и верхней сторонами ленты 2 можно установить положение металлической ленты 2 в модуле 8 Вентури.

На фиг. 4a изображена характеристика 22 давления на отрезке А уменьшения сечения между верхней 8" и нижней 8"" частями модуля 8 Вентури. Давление возрастает от входа в модуль 8 Вентури, достигает приблизительно на конце этого отрезка А своего максимального значения и в зоне почти сразу за модулем 8 Вентури снова полностью уменьшается. За счет симметричной характеристики давления в модуле 8 Вентури лента 2 центрируется в его середине.

На фиг. 4b аналогично фиг. 4a изображена характеристика скорости в зоне модуля 8 Вентури. За счет уменьшения сечения на отрезке А модуля 8 Вентури происходит ускорение кислоты от эпюры 23 скорости через эпюру 23" до эпюры 23"".

На фиг. 5 изображен характер потока в зоне модуля 8 Вентури, причем на входе в модуль 8 Вентури направление потока обозначено поз. 24, а в зоне выхода из модуля 8 виден турбулентный вихревой поток 25. В эту область вихревого потока 25 через сопла 9 подают свежую обрабатывающую среду, за счет чего обеспечивается быстрый подвод свежей кислоты к ленте, что повышает интенсивность травления.

Изобретение не ограничено изображенными примерами его осуществления. В частности, сопла могут быть также направлены по ходу движения ленты или против него. Также над травильной секцией может быть предусмотрен кожух. Кроме того, внутри травильной секции может быть предусмотрено несколько отдельных контуров травильной кислоты или несколько травильных секций могут быть расположены последовательно друг за другом.