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Verfahren zum Beizen von Bunden
Draht und Band, die zu Bunden gehaspelt, auf ein Joch geschoben und geschlossen als Bund in die Beize eingesetzt werden, erfordern eine verhältnismässig lange Beizzeit. Diesen Nachteil des geschlossenen Bundes kann man vermeiden, wenn man den Bund enthaspelt und den Draht oder das Band als einzelnen Strang durch die Beize führt. Um eine solche Anlage wirtschaftlich zu machen, ist es üblich, mehrere Stränge parallel zu führen. Diese Anlagen sind jedoch aufwendig und haben sich darum nicht allgemein eingeführt.
Es sind bereits Einrichtungen bekannt, mit deren Hilfe das Beizgut in das Bad getaucht und im Bad auf-und abgefahren wird. Auch sind Vorrichtungen bekannt, mit denen das Beizgut eingetaucht und dabei zusätzlich gerüttelt oder auch getrommelt und dabei zusätzlich geschwenkt oder aber gehoben und gesenkt und am Ende eines jeden Hubes geschleudert wird. Diese Vorrichtungen zeichnen sich dadurch aus, dass einer Hauptbewegung des Beizgutes eine zweite Bewegung zeitweise oder ganz überlagert wird. In keinem dieser Fälle ist die Art der Bewegung geeignet, das Beizgut zu Eigenschwingungen anzuregen.
Bekannt sind auch Beizwippen, die das Beizgut im Bad auf-und abbewegen. Auch bei diesem Verfahren ist mit einer längeren Beizzeit zu rechnen, weil das Beizgut nicht in sich bewegt wird, sondern nur eine Relativbewegung zwischen Beizgut und Säure gegeben ist.
Auch Ultraschall mit den üblichen Frequenzen von > 20 bis 100 kHz wird bei metallischem Halbzeug, z. B. beim Einfetten eingesetzt. Ultraschall wirkt auf Fremdteilchen ein, die auf der Oberfläche des Halbzeuges haften. Bei fester Bindung zwischen Oxyd und metallischer Oberfläche des Halbzeuges ist jedoch Ultraschall wirkungslos.
Die schwere Beizbarkeit des geschlossenen Bundes ist auf zwei Umstände zurückzuführen. Die Windungen liegen innerhalb eines Bundes verhältnismässig fest beieinander. Die Beize kann wohl in die Zwischenräume der einzelnen Windungen eintreten ; sie wird aber, wenn sie sich verbraucht hat, kaum erneuert. Der Austausch zwischen verbrauchter und neuer Säure innerhalb des Bundes erfolgt lediglich durch Diffusion. Der zweite Umstand, der das Beizen erschwert, sind die zum Teil verhältnismässig langen linienförmigen Berührungen der einzelnen Windungen miteinander. Das gleiche gilt für Bündel von Stäben und Rohren.
Da die erforderliche Beizzeit von den Stellen des Bundes oder Bündels bestimmt wird, die die längste Beizzeit erfordern bestimmten diese Kontaktstellen den Durchsatz einer Beizanla-
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zung der Beizzeit ist dabei umso deutlicher, je genauer die Frequenz des mechanischen Schwingers der Eigenfrequenz des schwingungsfähigen Elements, den Windungen oder Teillängen der Stäbe oder Rohre angepasst ist. Das einzelne schwingungsfähige Element führt, in der beschriebenen Weise angeregt, Schwingungen aus, die hinsichtlich ihrer Amplitude stets von der des benachbarten Elements, z. B. der
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Nachbarwindung etwas abweichen, weil diese bei gleicher Frequenz mehr oder weniger angeregt wird.
Damit wird die vorher feste linienförmige Berührung des Beizgutes aufgehoben,
Die schwingenden Elemente des Beizgutes fördern zudem ständig neue Badflüssigkeit an die Ober- fläche des Gutes, die vorher zwischen den Windungen ruhenden Flüssigkeitsfilme und-säulen werden zerstört. Der Beizvorgang und andere Nassbehandlungen werden beschleunigt, wenn es auf eine ständige
Erneuerung der Badflüssigkeit an der Oberfläche des zu behandelnden Gutes ankommt. Der Reaktions- ablauf an der Oberfläche ist also nicht mehr gehemmt. Darum ist das erfindungsgemässe Verfahren, z. B. auch beim Spülen, Waschen, Entfetten, Neutralisieren, Phosphatieren und Verkupfern von Vorteil.
Die Behandlung des Gutes ist wesentlich gleichmässiger und die erforderliche Behandlungszeit kür- ) zer.
DerVorteil des erfindungsgemässenverfahrens kommt auch bei der Behandlung der Bunde oder Bün- del in gasförmigen Medien zum Tragen, wenn es gilt, die chemischen Reaktionen an der ganzen Ober- fläche mit gleicher Intensität ablaufen zu lassen und die linienförmigen Berührungen darum aufgehoben werden müssen.
Ein Vorteil der beschriebenen Methode ist z. B. der, dass beim Beizen annähernd gleichzeitig die ganze Oberfläche von Zunder befreit wird ; damit ist die Gefahr der Überbeizung solcher Flächen, die einen leicht löslichen Zunder haben und darum sehr früh metallisch sauber werden, nicht mehr gege- ben.
Die Schwinger können z. B. Unwuchtschwinger oder auch Magnetvibratoren sein, deren Amplitude und gegebenenfalls deren Frequenz der Art und Menge des Beizgutes angepasst werden können. Beispiels- weise haben Drahtringe kleineren Drahtdurchmessers und grösseren Windungsdurchmessers eine kleinere
Eigenfrequenz. Haben die einzelnen schwingungsfähigen Elemente des Beizgutes sehr unterschiedliche
Eigenfrequenzen, so ist es vorteilhaft, einen ganzen Frequenzbereich stetig und gegebenenfalls mehr- fach zu durchfahren, um nacheinander die verschiedenen Elemente des Beizgutes zum Schwingen anzu- regen.
Die Schwinger können auf beiden Seiten des Joches unmittelbar in diesem fest verbunden werden.
In diesem Fall wird das Joch mit dem Beizgut und den Schwingern von Bad zu Bad geführt. Eine andere
Lösung ist die, dass die Schwinger an den Stirnseiten der Bäder fest installiert werden und die Beizjoche mit den Schwingern beispielsweise durch einen Exzenter für die Zeit des Beizens fest verbunden wer- den. Das neue Beizverfahren ist nicht gebunden an die beschriebene Art der Aufhängung der Bunde über ein Joch. Ebenso erfolgreich können die Schwinger bei anderer Lagerung des Beizgutes eingesetzt wer- den, wenn nur die Frequenz der Schwinger so gewählt wird, dass diese im Bereich der Eigenfrequenz des schwingungsfähigen Elements des Beizgutes liegen.
Beispiel : Erprobt wurde das Beizen von weichem SM-Stahl mit 0, 50/0 Mangan, von dem einmal
3 Ringe à 500 kg und zum andern 6 Ringe à 250 kg auf das Beizjoch gegeben wurden. Die Drahtdurch- messer waren 7 bzw. 5 mm. Diese Qualitäten wurden in einer ZOoigen Salzsäure bei 300 C einmal mit und einmal ohne Einsatz von zwei Schwingern gebeizt. Die Leistungsaufnahme des einzelnen Schwin- gers betrug 7, 5 kW, seine Frequenz war 60 Hz.
Nach folgenden Beizzeiten war das Material jeweils von Zunder frei :
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<tb>
<tb> Beizzeit <SEP> in <SEP> min
<tb> Drahtdurchmesser <SEP> in <SEP> mm <SEP> : <SEP> 5 <SEP> 7
<tb> ohne <SEP> Schwinger <SEP> 60 <SEP> 50
<tb> mit <SEP> schwinger <SEP> 8 <SEP> 10
<tb>
Die Schwinger verkürzen danach in diesem Beispiel die Beizzeit auf ein Fünfteil bis ein Siebentel.
Die Schwinger können darüber hinaus dazu benutzt werden, das Übertragen von Säureresten in die Spülbäder kleinzuhalten, indem bereits im ersten Spülbad mit den Schwingern gearbeitet und damit die eingeschlossenen, durch die Kapillarkräfte festgehaltenen Säurereste durch Schwingen des Beizgutes weg- gespült werden.
Die Schwinger, die mit dem Joch gekoppelt sind und die das zu beizende Gut tragen, führen normalerweise senkrechte Schwingungen aus. Nach einer Weiterbildung des Verfahrens ist dagegen vorgesehen, dass die Schwingungsrichtung um wenige Winkelgrade von der Senkrechten abweicht. Dadurch
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wandern die Schwingungsknoten relativ zum Drahtbund oder Stabbündel und es wird eine noch kürzere
Beizzeit erreicht. - Regt man beispielsweise die einzelnen Windungen eines Drahtbundes oder die Stä- be in ihrer Grundschwingung an, so sind in erster Linie die Auflagepunkte des Stabbündels bzw. der eine
Auflagepunkt des Drahtbundes Schwingungsknoten. Eine sehr geringe Beizzeit erhält man dann, wenn i man den Drahtbund mindestens einmal oder mehrere Male umlaufen lässt.
Dabei muss die Ebene des
Drahtbundes bzw. das Stabbündel in der Ebene liegen, die von der Senkrechten und der Schwingungs- richtung ausgespannt wird.
Das Verfahren ist nicht auf bestimmte Qualitäten oder bestimmte Beizen beschränkt. Es kann für unlegierte wie auchfürlegierte Stähle und auch Nichteisenmetalle beispielsweise in Salzsäure, Schwe-
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felsäurePATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Beizen von geschlossenen Drahtbunden, Bandbunden, Bündeln von Stäben oder
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fe Tragelemente, vorzugsweise von den Auflagestellen des Traggerüstes aus, Schwingungen auf das Beizgut übertragen werden, deren Frequenz im Bereich der Eigenfrequenz der einzelnen Windungen oder der Stäbe bzw. deren schwingungsfähigen Teile liegt, wobei die Frequenz des Schwingungserregers zwischen 5 und 500 Hz liegt.
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