Pumpen für Stahl- und Edelstahlbeizen Pumps for Mild Steel- and ...

Pumpen für Stahl-
und Edelstahlbeizen
Pumps for Mild Steel-
and Stainless Steel Pickling Plants
Pompes pour le décapage des
aciers et aciers inoxydables

Pumpen für Stahl- und Edelstahlbeizen
Pumps for mild steel- and stainless steel pickling plants
Pompes pour le décapage des aciers et des aciers
inoxydables
Das Beizen von Metallen zwecks Korrosionsschutz
wird zur Entfernung von
Oberflächenschichten etwa Oxiden
(z. B. Zunder, Rost), durch chemische
oder elektrochemische Behandlung
durchgeführt. Dabei werden die Beizen
mit metallischen Ionen und Feststoffen
beladen, die eine Erneuerung der Beize,
eine Abtrennung der Feststoffe oder ein
Recycling der Beizflüssigkeit erfordern.
Im folgenden wird auf den Einsatz von
Pumpen und geeigneten Pumpenwerkstoffen
in der Schwefelsäurebeize, der
Salzsäurebeize und der Neutralbeize
eingegangen.
H2SO4-Beize
Die Schwefelsäurebeize war lange Zeit
die wichtigste Beize zur Oberflächenbehandlung
von unlegierten Stählen. Die
Konzentration der eingesetzten Schwefelsäure
kann beispielsweise bei 20 %
liegen, sie ist aber in den einzelnen
Beizereien variabel. Die Temperatur der
Beize liegt im Bereich von 60 bis 70 °C.
In diesen Beizen hat sich Siguß als
Pumpenwerkstoff bewährt. Siguß zeigt
auch in der mit Eisensulfatkristallen
angereicherten verbrauchten Säure eine
gute Beständigkeit. Sigußpumpen
werden ebenfalls in Turmbeizen zur
Beschickung der Düsen eingesetzt. Da
die anfallende Eisensulfatmenge teilweise
deponiert werden mußte, wurde
die Möglichkeit des Einsatzes alternativer
Säuren untersucht. Dies führte
dann zur Entwicklung eines Beizverfahrens
mit Salzsäure.
HCI-Beize
Die Salzsäurebeize kann aufgrund ihrer
höheren Wirksamkeit bei niedrigeren
Temperaturen als die Schwefelsäurebeize
durchgeführt werden. Ein großer
Vorteil liegt in der unaufwendigen thermischen
Regenerierung der verbrauchten
Salzsäure. Dabei wird nicht nur die Salzsäure
zurückgewonnen, sondern auch
Eisenoxid gebildet.
Bei diesem Verfahren werden in Abhängigkeit
von der Prozeßführung Pumpen
aus ultrahochmolekularem Polyethylen
PE oder Polypropylen PP ggf. als Freistrompumpen
vorteilhaft eingesetzt.
Pickling of metals to obtain protection
against corrosion and to remove
undesired surface layers like oxides
(for instance scales, rust) is done by
chemical or electrochemical treatment.
In the course of the process metal iones
and solids are accumulating in the
pickling solution which requires either
renewal of the solution, separation of the
solids or recycling of the pickling fluid.
The following is dealing with the use of
pumps and suitable pump materials in
pickling plants run on sulphuric acid,
hydrochloric acid and on neutral basis.
H2SO4 Pickling
Sulphuric acid pickling has been for a
long time the principal method of surface
treatment for plain carbon steel. The
concentration of the sulphuric acid can
be some 20 % but may vary from plant to
plant. The temperature of the solution
ranges from 60 to 70 °C. Silicon iron has
proved to be fully suitable as pump
material for this kind of pickling solution.
It is perfectly resistant also to spent acid
laden with ferrous sulphate crystals.
Pumps in silicon iron are used also in
pickling towers to feed the spray nozzles.
Since the lot of precipitated iron sulphate
had to be storaged in some cases, the
possibility of employing alternative acids
had been investigated. This eventually
resulted in the development of a pickling
process using hydrochloric acid.
HCI Pickling
Due to the better effectiveness of hydrochloric
acid solution the process can be
run at temperatures lower than necessary
with the sulphuric acid process. The
great advantage may be seen in the less
costly thermal regeneration of spent
acid. So not only acid is recovered, but
iron oxide is formed also.
Depending on process details pumps
made of ultra-high molecular Polyethylene
PE or Polypropylene PP, if
necessary with recessed type impeller,
are advantageously used.
Le décapage des métaux dans un but
de protection s’effectue par l’élimination
de couches superficielles d’oxydes (par
exemple calamine, rouille) par un traitement
chimique ou électrochimique. Les
produits de décapage sont chargés de
particules solides et d’ions métalliques qui
requièrent un renouvellement du décapant,
une sépartion des particules solides ou un
recyclage du bain de décapage.
Les paragraphes ci-dessous abordent
l’utilisation des pompes et des matériaux
appropriés dans les décapants à base
d’acide sulfurique, d’acide chlorydrique
ou neutres.
Décapants à base d’acide sulfurique
H2SO4
Les décapants à base d’acide sulfurique
ont été pendant longtemps les décapants
les plus importants pour le traitement superficiel
d’aciers non alliés. La concentration
d’acide peut être par exemple d’environ
20 % mais est variable suivant les installations
décapage. La température du décapant
est de 60 à 70 °C.
La fonte au silicium a fait la preuve de ses
qualités en tant que matériau de pompe
pour les bains de décapage. La fonte au
silicium possède également une bonne résistance
aux acides enrichis de cristaux de
sulfate de fer. Les pompes en fonte au silicium
sont également employées dans les
tours de décapage pour l’alimentation des
injecteurs. Etant donné que la quantité de
sulfate de fer produite doit en partie être
déposée, on étudie alors la possibilité
d’utiliser d’autres acides. Cela a abouti au
développement d’un procédé de décapage
à base d’acide chlorhydrique.
Décapants à base d’acide
chlorhydrique (HCI)
Les décapants à base d’acide chlorhydrique,
par suite de leur grande efficacité
à basse température peuvent être utilisés
à la place des décapants à base d’acide
sulfurique. Un grand avantage réside
dans le fait qu’il n’est pas nécessaire de
régénérer thermiquement l’acide chlorhydrique
utilisé. Ainsi, non seulement on récupère
de d’acide chlorhydrique, mais il
se forme également de l’oxyde de fer.
Dans ce procédé, sont utilisées avantageusement
des pompes en polyéthylène
(PE) à haut poids moléculaire ou en
polypropylène (PP) ou les cas échéant,
des pompes à vortex.
2

Vereinfachtes Verfahrensfließbild einer
HCI-Beize
3
H2O
Vorratsbehälter
storage tank
Réservoir de stockage
Neutralbeize
Absorber
absorber
Absorbeur
Bei Neutral- oder auch Natriumsulfatbeize
handelt es sich um ein elektrochemisches
Beizverfahren. Dabei
werden keine Säuren eingesetzt, sondern
eine wäßrige Na2SO4-Lösung. Die
Entfernung der Oberflächenschichten
wird durch ständig wechselnde
anodische und kathodische Belastung
des Metalles erreicht. Hier sorgt die
Gasentwicklung für das Abplatzen der
Oxidschicht. Die Neutralbeize wird
hauptsächlich zum Beizen von chromlegierten
Stählen verwendet.
Simplified flow diagram of an HCl pickling
plant
HCI-Gas
HCI gas
Gaz HCI
Frischsäure
fresh acid
Acide frais
Neutral Pickling
Röstofen
roasting
furnace
Four de
calcination
Fe2O3
Neutral pickling, also called sodium
sulphate pickling, is an electrochemical
process. It uses an aqueous Na2SO4
solution instead of acids. Removal of
the surface layers is achieved by
permanently alternating anodic and
cathodic loadings acting on the metal.
Here the development and the action of
gas bubbles cause flaking off of the
oxide skin. Neutral pickling is mainly
used to treat chromium-alloyed steel.
Schéma simplifié d’un procédé de décapage
à base d’acide chlorhydrique
Décapant neutre
Blech
sheet
Tôle
Verbrauchte Säure
spent acid
Acide usé
Dans le décapage neutre ou à base de
sulfate de sodium, il s’agit d’un procédé
électrochimique de décapage. Aucun
acide n’est employé. Il s’agit d’une solution
aqueuse de Na2SO4. L’élimination
des couches superficielles est obtenue
par le changement permanent de la
charge anodique et cathodique du métal.
Le développement du gaz aboutit à
l’éclatement de la couche d’oxyde. Le
décapant neutre est principalement
utilisé pour le décapage d’aciers alliés
au chrome.

In Abhängigkeit vom vorliegenden Beanspruchungskollektiv
(pH-Wert, Feststoffgehalt
der Lösung u. a.) eignen sich als
Pumpenwerkstoffe 1.4408, Siguß, die
chromlegierte Siliziumgußlegierung
Sicro5 oder der Halbaustenit HA28.5.
Unter bestimmten Voraussetzungen
bietet sich auch der Einsatz von Pumpen
aus PP oder PE an. Bei Blechen ist nach
der Neutralbeize oft noch eine Nachbeize
in einer Salpetersäure-Flußsäurebeizlösung
erforderlich, um eine homogene
Oberlächenbeschaffenheit zu
erzielen.
Im Bereich der Förderung von Beizflüssigkeiten
besitzt die FRIATEC-Rheinhütte
umfangreiche praktische Erfahrungen,
die zusätzlich auf Ergebnisse eigener
Untersuchungen gestützt sind. Daher
haben wir die Kompetenz erworben den
optimalen Pumpenwerkstoff auch für
schwierige Medien herauszufinden.
FRIATEC-Rheinhütte-Pumpenbaureihen
für Beizanlagen
4
In dependence on prevailing operating
and fluid details (pH value, contents of
solids in the solution, etc.) the pumps
can be made of the following materials:
1.4408 (18/10/2) stainless steel, silicon
iron, Sicro5 silicon iron alloyed with
chromium or HA 28.5 semi-austenitic
stainless steel. Pumps in PP or PE can
be used under certain conditions also.
After neutral pickling of sheets often a
repickling in a nitric/hydrofluoric bath
turns out to be necessary to achieve a
homogenous, smooth surface.
FRIATEC-Rheinhütte has wide experience
in the field of handling pickling
fluids, gained by practical activities in
operative plants, additionally backed-up
by laboratory research. So we claim to
be able to find the most suitable material
of construction for pumps, even for tough
fluids.
FRIATEC-Rheinhütte Pumps used
in Pickling Plants
Pumpentyp Werkstoffe
Type of Pump Materials
Type de Pompe Matériaux
Chemie Normpumpe Typ Polypropylen PP
Standardized Chemical Pumps Type CPDR RCNKu Polypropylene PP
Pompes Chimie Normalisées Type
Vertikale Chemie-Kreiselpumpen Typ Polyethylen PE
Vertical Chemical Pumps Type RKuV RVKu Polyethylene PE
Pompes Chimie Verticales Type
En fonction des exigences existantes
(valeur pH, particules solides dans la
solution) les matériaux 1.4408 (Z 6 CND
18.11), fonte au silicium, fonte au silicium
alliée au chrome Sicro 5, ou l’alliage
semi-austénitique HA 28.5 conviennent.
Sous certaines conditions il est possible
d’utiliser des pompes en PP ou en PE.
Pour les toles, il est souvent nécessaire
après le décapage neutre, d’appliquer un
décapage complémentaire dans une
solution d’acide nitrique, acide fluorhydrique
afin d’obtenir un état de surface
homogène.
Dans le domaine du pompage de liquides
de décapage, FRIATEC-Rheinhütte
possède une grande expérience pratique
basée sur les résultats de ses propres
recherches.
Nous avons ainsi acquis une grande
compétence pour déterminer le meilleur
matériau de pompe y compris pour les
produits très agressifs.
Gamme de pompes
FRIATEC Rheinhütte pour les
installations de décapage
Chemie-Normpumpen Typ Eisensiliziumlegierungen / Silicon
Standardized Chemical Pumps Type RN RNSi iron alloys / Alliages ferro-silicium:
Pompes Chimie Normalisées Type Siguß, Sicro 5
Chemiepumpen Typ Halbaustenit / semi-austenitic/
Chemical Pumps Type RCE Semi-austénite: HA 28.5
Pompes Chimie Type Austenit 1.4408

RNSi..B
CPDR..CS
● Stationäre Gleitringdichtung; offenes Laufrad mit Rückenschaufeln,
mediumberührte Teile aus massivem Kunststoff;
robuste Vollpanzerung aus GGG 40. In Abhängigkeit des
Fördermediums kann die Pumpe auch mit Quench oder
Spülanschluß geliefert werden.
● Stationary mechanical shaft seal; semi-open impeller with
back vanes; parts in contact with fluid made of solid plastic
material; sturdy armour in ductile cast iron GGG 40. Depending
on fluid handled pump can be provided with quench or
flush connection.
● Garniture mécanique stationnaire; turbine semi-ouverte
avec ailettes dorsales; pièces en contact avec le liquide en
matière plastique massive; blindage robuste on fonte à graphite
sphéroïdale FGS 400. En fonction du liquide la pompe
peut être livrée avec quench ou raccord de rinçage.
RCNKu..CSA
RCNKu..CSA
● Stationäre Gleitringdichtung; konisch erweiterter Dichtungsraum
für feststoffhaltige Medien; geschlossenes Laufrad; mediumberührte
Teile aus massivem Kunststoff; robuste Vollpanzerung
aus GGG 40. Quench oder Spülanschluß möglich.
● Stationary mechanical shaft seal; conically shaped seal
insert for fluids containing solids; closed impeller; parts in
contact with fluid made of solid plastic material; sturdy armour
in ductile cast iron GGG 40. Quench or flush connection
available on request.
● Garniture mécanique stationnaire; flasque de garniture
avec dégagement conique pour le pompage de liquides
chargés; turbine fermée; pièces en contact avec le liquide en
matière plastique massive; blindage robuste on fonte à
graphite sphéroïdale FGS 400. Possibilité de quench ou de
raccord de rinçage.
5
RNSi..B
● Hydrodynamische Wellenabdichtung; entlastete Stopfbuchspackung;
keine Spül- und Sperrflüssigkeit erforderlich;
Betriebstemperaturen bis 300 °C; korrosions- und verschleißfester
Pumpenwerkstoff.
● Hydrodynamic shaft sealing, not sensitive to solid impurities
and therefore minimal wear; relieved stuffing box packing;
quench and seal liquids not necessary: operating temperature
up to 300 °C; corrosion- and wear resistant pump material.
● Etanchéite d’arbre hydrodynamique, convient pour liquides
chargés avec une usure minime; presse-étoupe déchargé; ne
nécessite pas de fluide de rinçage ni de blocage; température
de service jusqu’à 300 °C; matériaux de pompe résistant à la
corrosion et à l’abrasion.
RKuV
● Kein Gleitlager im
Fördergut; weit auseinandergezogene
Wälzlager; offenes
Laufrad oder Freistromrad;
druckentlasteter Wellendurchtritt;
Labyrinth- oder Lippenabdichtung;
Tauchtiefe maximal
1.5 m, kann durch
Anfügen eines Saugrohres
vergrößert werden.
● No submerged sleeve
bearing (cantilever design);
large span between antifriction
bearings; semiopen or
recessed type impeller;
pressure relieved shaft gland;
labyrinth or lip-seal, maximum
pump length 1.5 m, can be
extended by attaching a
suction pipe.
● Pas de palier dans le
liquide pompé; écartement
important des roulements;
turbine ouverte ou à vortex;
passage d’arbre déchargé;
étanchéité avec joint à labyrinthe
ou à lèvres; les hauteurs
de suspension jusqu’à
1,5 m peuvent être augmentées
par l’adjonction d’un tube
d’aspiration.
CPDR..CS
RKuV

3.00.0011 – 1002 d-e-f
FRIATEC-Rheinhütte GmbH & Co.
Postfach / P.O.B. 12 05 45 • D-65083 Wiesbaden
Rheingaustr. 96 -100 • D-65203 Wiesbaden
Tel. +49 (0)611/604-0 • Fax +49 (0)611/604-328
Internet: www.friatec.de • www.rheinhuette.de
e-mail: info@rheinhuette.de • service@rheinhuette.de
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