本發(fā)明涉及一種用于凈化熱浸鍍層設(shè)備的熔液的裝置和方法，以及一種熱浸鍍層設(shè)備。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中充分地已知用于金屬帶的熱浸鍍層的熱浸鍍層設(shè)備。在這類(lèi)熱浸鍍層設(shè)備中，金屬帶浸入由低熔點(diǎn)的液態(tài)的金屬或者合金組成的浸浴池中。在經(jīng)過(guò)浸浴池之后，液態(tài)的金屬或合金保持附著在金屬帶的表面上并且在冷卻過(guò)程中在金屬帶上形成牢固的金屬涂層。通常，金屬帶借助滾輪而連續(xù)地通過(guò)該浸浴池，從而在金屬帶的涂層過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了高效率。用于引導(dǎo)金屬帶通過(guò)熱浸鍍層設(shè)備的浸浴池的裝置例如公開(kāi)文本DE 10 201 1 001 216 B4中已知。

在這類(lèi)熱浸鍍層設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中隨著時(shí)間而在浸浴池內(nèi)產(chǎn)生熔渣，該熔渣特別是位于浸浴池的底部區(qū)域中。通過(guò)金屬帶在浸浴池中的浸入和抬出使熔渣卷起，從而由熔渣組成的小固體顆粒可能與待涂層的金屬帶的表面接觸。由此使涂層的金屬帶的表面質(zhì)量受到極大的負(fù)面影響。在該背景下以及由于逐漸提高的質(zhì)量要求，盡可能干凈的熔液使必要的。但是由于熔液的高溫并與之相關(guān)的部分的侵蝕性的表現(xiàn)使操作變得困難，因此通常借助撇渣工具(Abskimmwerkzeug)或挖掘裝置(Bagger)除去位于表面或底部區(qū)域中的熔渣。這些措施導(dǎo)致相應(yīng)的停工時(shí)間和工作安全技術(shù)性的危險(xiǎn)。在這些情況下必須以規(guī)律的間隔更換整個(gè)浸浴池。由此以不利的方式得到了熱浸鍍層設(shè)備的僅很短的使用壽命以及熔液的相對(duì)較高的報(bào)廢。

為了解決這些問(wèn)題，公開(kāi)文本DE 102 34 010 B4提出，在浸浴池中的底部熔渣通過(guò)適宜的抽吸裝置運(yùn)輸?shù)饺垡旱谋砻娌⒃诖颂幗柚瘜W(xué)反應(yīng)或者合金化轉(zhuǎn)化成表面熔渣。于是從浸浴池中除去該表面熔渣。該方法的缺點(diǎn)在于，表面熔渣必須通過(guò)撇去或吸走而從浸浴池的表面上除去。該過(guò)程相對(duì)較麻煩、干擾熱浸鍍層設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行并且另外還導(dǎo)致相對(duì)高的熔液的報(bào)廢。

另外，現(xiàn)有技術(shù)還已知，為了循環(huán)利用負(fù)載熔渣的熔液，可以成批地在離心機(jī)中使該熔液凝固并隨后機(jī)械地分離由于密度差而盡可能分開(kāi)的材料。該解決方案的缺點(diǎn)在于不適用于熔液的連續(xù)的清潔。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種裝置和方法，由此以簡(jiǎn)單、低成本且有效的方式實(shí)現(xiàn)了熱浸鍍層設(shè)備的熔液的連續(xù)的凈化，而不會(huì)由此對(duì)熱浸鍍層設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行造成影響。另外，為了實(shí)現(xiàn)高涂層質(zhì)量應(yīng)實(shí)現(xiàn)盡可能干凈的熔液并且同時(shí)使熔液的報(bào)廢最小化。

該目的通過(guò)一種用于凈化熱浸鍍層設(shè)備的熔液的裝置得以實(shí)現(xiàn)，其中，該裝置具有：用于將固體顆粒從熔液中分離的凈化單元；引導(dǎo)到凈化單元的輸入管，該輸入管能夠與熱浸鍍層設(shè)備的浸浴池處于有效連接；和由凈化單元引導(dǎo)到浸浴池的、用于借助凈化單元凈化的熔液的回流管，其中，該凈化單元包括一個(gè)水力旋流器。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，按照本發(fā)明的裝置具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，設(shè)置有連續(xù)的熔液的清潔，由此一方面延長(zhǎng)了熱浸鍍層設(shè)備的使用壽命而另一方面可以以顯著的方式提高熔液的干凈程度。同時(shí)可以降低熔液的報(bào)廢，因?yàn)橥ㄟ^(guò)使用水力旋流器僅將固體顆粒或熔渣從熔液中分離，而凈化后的熔液引導(dǎo)回浸浴池中。特別是將固體顆粒，比如熔渣、氧化膜及類(lèi)似物從熔液中過(guò)濾出，從而這些固體顆粒無(wú)法再沉積在待涂層的金屬帶的涂層中。按照本發(fā)明的裝置的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，熱浸鍍層設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行不會(huì)受到熔液的凈化的影響。另外，按照本發(fā)明的裝置可以以簡(jiǎn)單的方式后續(xù)配備到已有的熱浸鍍層設(shè)備。熔液優(yōu)選包括以熔化的涂層材料形式的金屬熔液，該涂層材料由熔融液態(tài)的金屬或合金組成。對(duì)此常見(jiàn)的特別是鋅、鋁或者基于它們的合金。熱浸鍍層設(shè)備特別是包括火鍍?cè)O(shè)備并且特別是用于金屬帶或者用于單個(gè)金屬部件的連續(xù)涂層。

本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)和擴(kuò)展方案可以由從屬權(quán)利要求以及參照附圖的描述中得出。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式設(shè)置為，該裝置具有一個(gè)用于將熔液通過(guò)輸入管運(yùn)送到凈化單元的泵單元。該泵單元用于將待凈化的熔液以連續(xù)的方式正切地運(yùn)送到水力旋流器中，由此在水力旋流器中實(shí)現(xiàn)固體顆粒從熔液中的分離。也就是說(shuō)，迫使熔液通過(guò)連續(xù)的輸送在作為水力旋流器形成的凈化單元的內(nèi)部進(jìn)入逐漸變細(xì)的、螺旋狀的旋流中，由此使固體顆粒在壁的區(qū)域中聚集并且向下移動(dòng)，而在旋渦的內(nèi)部形成壅水并因此從向上抬升的凈化的熔液中形成相反取向的液柱。該泵單元特別是集成到輸入管中。優(yōu)選該泵單元包括電磁泵并且特別是包括電磁輪泵。以有利的方式，泵的不運(yùn)動(dòng)的部分與熔液處于直接的接觸，從而一方面簡(jiǎn)化了泵的密封而另一方面提高了泵的使用壽命。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式設(shè)置為，輸入管遠(yuǎn)離凈化單元的端部設(shè)置在浸浴池的下方區(qū)域中，從而從通常熔渣所處的浸浴池的下方區(qū)域沿凈化單元的方向抽吸熔液。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式設(shè)置為，水力旋流器具有圓柱形的上方區(qū)域和設(shè)置在該上方區(qū)域下方的圓錐形的下方區(qū)域，輸入管以正切的方式通入該上方區(qū)域，而下方區(qū)域通入下游開(kāi)口，其中，與回流管連接的浸入管從上方垂直地伸入該上方區(qū)域的內(nèi)部。通過(guò)正切式地將熔液導(dǎo)入圓柱形的上方區(qū)域中，迫使金屬熔液到達(dá)向下的旋流，該旋流由于錐形的下方區(qū)域而向下逐漸變細(xì)。通過(guò)逐漸變細(xì)導(dǎo)致體積向內(nèi)擠并導(dǎo)致下方區(qū)域中的壅水，這促使形成內(nèi)部的、上升的旋渦，其通過(guò)浸入管溢入回流管。由此，特別重的顆粒在水力旋流器的壁上沉積并且由此通過(guò)下游開(kāi)口而排出，而特別輕的部分(此處為凈化的熔液)通過(guò)浸入管溢出。因此，凈化了重的固體顆粒的熔液引導(dǎo)回浸入管。水力旋流器的使用具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，實(shí)現(xiàn)了相對(duì)較長(zhǎng)的使用壽命，因?yàn)槌练e的殘?jiān)ㄟ^(guò)下游開(kāi)口而從該水力旋流器中排出。優(yōu)選通過(guò)使用電磁泵來(lái)實(shí)現(xiàn)液態(tài)的熔液在該水力旋流器中的分層的運(yùn)動(dòng)，由此隨即形成所需的旋流。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式設(shè)置為，該裝置具有一個(gè)用于運(yùn)走由凈化單元分離的固體顆粒的排空單元，其中，優(yōu)選該排空單元具有一個(gè)設(shè)置在下游開(kāi)口下方的模子單元，該模子單元具有至少一個(gè)用于由分離的固體顆粒形成生鐵塊的模子，其中，特別優(yōu)選該模子單元具有一個(gè)能夠以轉(zhuǎn)塔式旋轉(zhuǎn)的或線(xiàn)性移動(dòng)的模子倉(cāng)，其具有多個(gè)模子。分離的固體顆粒從下游開(kāi)口流入耐高溫的模子中，在該模子中其凝固剩余熔液。凝固的“濾餅”隨后可以丟棄或者循環(huán)利用。因此以有利的方式實(shí)現(xiàn)了以能夠簡(jiǎn)單操作的方式(近似)連續(xù)地運(yùn)走分離的固體顆粒。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式設(shè)置為，該裝置至少部分地具有絕熱性，其中，優(yōu)選凈化單元和/或泵單元具有絕熱性。借助絕熱性以有利的方式防止在凈化過(guò)程中熔液的溫度的過(guò)度下降，從而不會(huì)過(guò)度地使熔液的粘度提高或者使熔液不會(huì)凝固。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式設(shè)置為，該裝置具有用于凈化單元和/或泵單元的加熱和/或冷卻的調(diào)溫單元。借助該調(diào)溫單元可以以有利的方式防止過(guò)度的熔液溫度下降以及泵單元的過(guò)度加熱。

本發(fā)明的另一個(gè)主題為一種用于金屬帶的涂層的熱浸涂層設(shè)備，其具有能夠填充熔液的浸浴池和用于運(yùn)輸金屬帶通過(guò)該浸浴池的運(yùn)輸裝置，其中，該熱浸涂層設(shè)備具有按照本發(fā)明的用于凈化熔液的裝置。

本發(fā)明的另一個(gè)主題為一種用于凈化熱浸涂層設(shè)備的熔液的方法，其中，該熔液從熱浸涂層設(shè)備的浸浴池通過(guò)輸入管輸送到凈化單元中，其中，在該凈化單元內(nèi)部使固體顆粒從該熔液中分離，而且其中，借助該凈化單元凈化的熔液通過(guò)回流管引導(dǎo)回浸浴池中，其中，該熔液在作為水力旋流器形成的凈化單元中引入逐漸變細(xì)的、螺旋形的旋流中。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式設(shè)置為，該熔液借助于電磁輪泵由浸浴池通過(guò)輸入管泵入凈化單元，其中，該熔液以正切的形式導(dǎo)入水力旋流器的內(nèi)部。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式設(shè)置為，通過(guò)旋流從熔液中分離的固體顆粒通過(guò)水力旋流器的下游開(kāi)口排出而凈化的熔液通過(guò)與該下游開(kāi)口相對(duì)的豎直的浸入管輸送到回流管。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式設(shè)置為，分離的固體顆粒在排空單模子中形成為生鐵塊。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式設(shè)置為，借助調(diào)溫單元加熱或冷卻凈化單元和/或電磁輪泵。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的其他的細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)可由附圖以及以下借助附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式的描述中得出。這些附圖在此僅示出了本發(fā)明的舉例性的實(shí)施方式，其并不限制本發(fā)明的基本構(gòu)思。

圖1示出了熱浸鍍層設(shè)備的示意性視圖，其具有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的示例性的第一實(shí)施方式的裝置。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性的第一實(shí)施方式的裝置的凈化單元的示意性的立體視圖。

圖3示出了熱浸鍍層設(shè)備的示意性的立體視圖，其具有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的示例性的第二實(shí)施方式的裝置。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性的第二實(shí)施方式的裝置的示意性的立體視圖。

具體實(shí)施方式

在不同的附圖中，相同的部分始終標(biāo)有相同的附圖標(biāo)記并因此通常也分別僅提及和說(shuō)明一次。

圖1中示出了熱浸鍍層設(shè)備2的示意性視圖，其具有根據(jù)本發(fā)明的示例性的第一實(shí)施方式的裝置1。

熱浸鍍層設(shè)備2例如包括浸浴池4，該浸浴池填充有熔液3，例如以鋅、鋁或者基于它們的合金的形式的熔化的涂層材料。借助運(yùn)輸機(jī)構(gòu)10連續(xù)地使金屬帶11引導(dǎo)通過(guò)該浸浴池4，在該實(shí)施例中，該運(yùn)輸機(jī)構(gòu)包括連同多個(gè)引導(dǎo)輪的運(yùn)輸輪。在此，熔液3浸潤(rùn)金屬帶11的表面。在冷卻之后在金屬帶11上由此形成牢固的金屬涂層。

在熱浸鍍層設(shè)備2的運(yùn)行過(guò)程中，隨著時(shí)間的增加，以固體顆粒形式的雜質(zhì)在熔液3中富集，該固體顆粒作為熔渣特別是聚集在浸浴池4的底部區(qū)域中。除了底部熔渣之外，該熔渣也可以作為表面熔渣或懸浮熔渣出現(xiàn)。為了使該熔渣不會(huì)對(duì)金屬帶11的涂層產(chǎn)生負(fù)面的影響，該熱浸鍍層設(shè)備2具有按照本發(fā)明的用于凈化熔液3的裝置1，通過(guò)該裝置的輔助連續(xù)地將熔渣從浸浴池4中除去。

該裝置1為此具有一個(gè)輸入管7，其自由的端部設(shè)置在浸浴池4的下方的區(qū)域中，即，幾乎在底部的上方，而且其另一個(gè)端部通入凈化單元5中。該輸入管7在此穿過(guò)作為電磁輪泵形成的泵單元8。該電磁輪泵用作輸送泵并且將附著有熔渣的熔液3從浸浴池4的下方的區(qū)域通過(guò)輸入管7泵入到凈化單元5中。

凈化單元5包括一個(gè)水力旋流器9，其工作方式隨后將借助圖2詳細(xì)的示出和說(shuō)明。在水力旋流器9內(nèi)部，熔渣與其余的熔液3分開(kāi)。凈化掉熔渣的熔液3隨后通過(guò)回流管6導(dǎo)回到浸浴池4中，而分離的熔渣分開(kāi)地排出。

在圖2中現(xiàn)詳細(xì)地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性的第一實(shí)施方式的裝置1的凈化單元5的示意性的立體視圖。作為水力旋流器9形成的凈化單元5包括以圓柱形形成的上方區(qū)域12，輸入管7通入該上方區(qū)域中。在此這樣形成輸入管7在水力旋流器9中的通入，即，將附著有熔渣的熔液3以正切地方式泵入圓柱形的上方區(qū)域12的內(nèi)部。該水力旋流器9另外還具有以圓柱形形成的下方區(qū)域18，該下方區(qū)域連接到上方區(qū)域12并且向下直到下游開(kāi)口13逐漸變細(xì)。迫使熔液3進(jìn)入向下流動(dòng)的旋流19中。在此，電磁輪泵連續(xù)地將附著有熔渣的熔液3輸送到水力旋流器9中，其中，這樣規(guī)定熔液3進(jìn)入水力旋流器9的進(jìn)入速度，以便于調(diào)整促使熔渣從其余的熔液3中沉積的剪切流。在此，朝下的旋流19由于下方區(qū)域18的圓柱形的形狀而逐漸變細(xì)，由此導(dǎo)致體積向內(nèi)涌入并且導(dǎo)致在水力旋流器9的下方區(qū)域18中的壅水。由此在內(nèi)部形成了中央的上升旋渦20，其匯入從上方豎直地伸入到水力旋流器9的內(nèi)部中的浸入管14。熔渣的特別重的顆粒在水力旋流器9的壁上沉積并且由此通過(guò)在水力旋流器9的底部中設(shè)置的下游開(kāi)口13而排出水力旋流器9，而特別輕的部分(即，凈化掉熔渣的熔液3)通過(guò)浸入管14溢出。

浸入管14與回流管6連接，從而已凈化的熔液3引導(dǎo)回浸浴池4中，其中，回流管6的端部設(shè)置在浸入管14的上方區(qū)域中。于是可以丟棄或循環(huán)利用從下游開(kāi)口13中排出的熔渣。

圖3a和3b中示出了熱浸鍍層設(shè)備2的示意性的立體視圖，其具有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的示例性的第二實(shí)施方式的裝置1。第二實(shí)施方式基本上類(lèi)似于第一實(shí)施方式，其中，不同之處在于根據(jù)第二實(shí)施方式的裝置1額外地具有一個(gè)排空單元15。

該排空單元15設(shè)置在水力旋流器9的下游開(kāi)口13的下方并且用于將熔渣或者以易于處理形式的具有剩余熔液的固體顆粒運(yùn)走。為此，該排空單元15具有包括多個(gè)耐高溫的模子16的模子單元，該模子單元轉(zhuǎn)塔式地圍繞平行于水力旋流器9的縱軸的旋轉(zhuǎn)軸以能夠旋轉(zhuǎn)的方式安裝。模子16圍繞該旋轉(zhuǎn)軸以圓形設(shè)置，從而通過(guò)模子單元的旋轉(zhuǎn)設(shè)置位于下游開(kāi)口13下方的模子16中的一個(gè)。在水力旋流器9從熔液3中分離出的熔渣通過(guò)該下游開(kāi)口13進(jìn)入相應(yīng)的模子16。當(dāng)該模子16被完全填滿(mǎn)，旋轉(zhuǎn)該模子單元，從而將一個(gè)新的空模子16設(shè)置到下游開(kāi)口13的下方。設(shè)置在完全填滿(mǎn)的模子16中的熔渣同時(shí)完全冷卻并且在該模子16中凝固成以濾餅形式的生鐵塊17。優(yōu)選已凝固的生鐵塊17自動(dòng)地從相應(yīng)的模子16中移除并例如轉(zhuǎn)移到一個(gè)能夠運(yùn)輸?shù)膬?chǔ)存箱21中。在圖3b中示意性地示出了另一個(gè)視角的根據(jù)本發(fā)明的示例性的第二實(shí)施方式的裝置1。

附圖標(biāo)記列表

1 裝置

2 熱浸鍍層設(shè)備

3 熔液

4 浸浴池

5 凈化單元

6 回流管

7 輸入管

8 泵單元

9 水力旋流器

10 運(yùn)輸裝置

11 金屬帶

12 上方區(qū)域

13 下游開(kāi)口

14 浸入管

15 排空單元

16 模子

17 生鐵塊

18 下方區(qū)域

19 旋流

20 上升旋渦

21 儲(chǔ)存箱