AT391486B - Verfahren zum elektrolytischen beizen von edelstahlband - Google Patents
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Description
Nr. 391 486
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrolytischen Beizen von Edelstahlband, insbesondere eines Edelstahl-Warmbandes, bei welchem das Edelstahlband vorerst in einer wäßrigen, neutralen Lösung von Na2SC>4 abwechselnd anodisch und kathodisch gebeizt wird, wobei die Konzentration an Na2SC>4 in der wäßrigen Lösung zwischen 50 und 300 g/1, vorzugsweise zwischen 100 und 200 g/1, die Temperatur zwischen 20 und 90°C, vorzugsweise zwischen 60 und 80°C, und die anodische und die kathodische Stromdichte beim elektrolytischen 9 9
Beizen zwischen 1 und 50 A/dm , vorzugsweise zwischen 10 und 30 A/dm , beträgt.
Verfahren zum elektrolytischen Beizen von Edelstahl in verschiedenen Säuren, wie beispielsweise
Schwefelsäure oder Salpetersäure, sind seit vielen Jahren bekannt und haben sich bereits weltweit durchgesetzt.
Derartige Verfahren benötigen jedoch als nachfolgenden Schritt eine Behandlung in einer Mischsäure, wie beispielsweise einer Mischung von Salpetersäure und Flußsäure, um die chromverarmte Schicht an der Oberfläche zu entfernen. Ein seit längerer Zeit bekanntes Problem bei diesen Verfahren liegt nun darin, daß bei dieser Säurenachbehandlung gefährliche Gase, wie nitrose Gase, frei werden.
Infolgedessen wurden verschiedene Verfahren entwickelt, um diese nitrosen Gase durch Zusatz von Harnstoff oder Wasserstoffperoxid zur Mischsäure zu vermeiden.
Des weiteren wurde versucht, den Edelstahl in einer wäßrigen Neutralsalzlösung vorzubehandeln und anschließend mit Mischsäure fertigzubeizen. So beschreiben etwa die AT-PS 252 685 und die AT-PS 240 674 zweistufige elektrolytische Beizverfahren, wobei das erste Beizbad eine wäßrige Lösung eines neutralen Alkalisalzes einer Mineralsäure, vorzugsweise Natriumsulfat ist Anschließend folgt eine elektrolytische Beize in wäßrigen Lösungen von Mineralsäuren, wofür Schwefel-, Salpeter-, Salz- oder Mischsäuren als Beispiele angegeben werden. In all diesen genannten Verfahren ist es jedoch nicht oder nur unzureichend gelungen, die Bildung giftiger Dämpfe, unter anderem nitroser Gase, wirksam zu verhindern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun darin, ein Verfahren zum elektrolytischen Beizen von Edelstahlbändem zu schaffen, bei welchem in der Nachbehandlung die Bildung nitroser Gase vollständig vermieden wird, welches des weiteren mit einem geringen Kosten- und Arbeitsaufwand arbeitet und ein zunderfreies, hell glänzendes Edelstahlband liefert.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Edelstahl-Warmband anschließend in einer wäßrigen Neutralsalzlösung von NaNO-j und NaF abwechselnd anodisch und kathodisch gebeizt wird.
Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die Konzentration an NaNC^ zwischen 100 und 400 g/1, vorzugsweise 200 bis 300 gft und die Konzentration von NaF zwischen 10 und 100 g/1, vorzugsweise zwischen 40 und 60 g/1 beträgt.
Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt die Temperatur in der Lösung von NäNOj und NaF zwischen 20 und 90°C, vorzugsweise zwischen 60 und 80°C.
Als weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die anodische und die kathodische Stromdichte beim elektrolytischen Beizen in der Lösung von NaNOß und NaF zwischen 1 und 50 A/dm^, vorzugsweise zwischen 10 und 30 A/dm^ beträgt.
Nachdem das verzunderte Edelstahlband in einer wäßrigen Lösung von Na2S04 abwechselnd anodisch und kathodisch gebeizt wurde, wird es gespült und mit Kunststoffbürsten gebürstet. Hierauf wird es zur Entfernung des restlichen anhaftenden Zunders in einer wäßrigen Neutralsalzlösung, welche die selben Anionen enthält wie die herkömmliche Salpeter-Flußsäure-Mischung, abwechselnd anodisch und kathodisch gebeizt. Vorzugsweise wird zu diesem Zweck eine Lösung von NaNOj und NaF angesetzt. Nach der anschließenden Schlußspülung, welche ebenfalls eine mechanische Bandreinigung mit Bürsten enthält, erhält man ein zunderfreies, hell glänzendes Edelstahlband.
Durch die elektrolytische Beize mit NaNOß und NaF wird die Bildung von nitrosen Gasen vermieden, da das
Edelstahlband nicht in Säure gebeizt wird, sondern die Säure nur dort, wo sie benötigt wird, durch Elektrolyse hergestellt wird.
Ein weiterer Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß der gelöste Zunder nicht als Salz in Lösung geht und somit Säure verbraucht, sondern gleich als Hydroxid ausfällt.
Dieser beim Beizen entstehende Metallhydroxidschlamm wird durch mechanische Methoden, wie beispielsweise Filter, Eindicker oder Zentrifugen, von der Lösung abgetrennt. Damit wird nicht nur der Chemikalienverbrauch reduziert, sondern es entstehen auch leicht deponierbare Metallhydroxide.
Nachfolgend werden anhand von Ausführungsbeispielen weitere Einzelheiten bzw. Vorteile des vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben:
Ein Edelstahl-Warmband der Qualität AISI304 wurde in einer kombinierten Glüh- und Beizlinie vor dem Beizen bestrahlt, um den Zunder an der Oberfläche teilweise zu entfernen und anschließend elektrolytisch in einer wäßrigen Na2S04-Lösung mit einer Konzentration von 150 g/1 mit 10 A/dm^ abwechselnd anodisch und kathodisch gebeizt, wobei die Temperatur im Bereich zwischen 60 und 80°C gehalten wurde. Zur Entfernung der chromverarmten Schicht wurde das Edelstahlband zum Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren -2-
Claims (4)
- Nr. 391486 anschließend in einer wäßrigen Lösung von 150 g HNO3 pro Liter und 25g HF pro Liter auf rein chemische Weise im selben Temperaturbereich fertig gebeizt. Das Band war zunderfrei, doch entstanden beim Beizen in der Säure nitrose Gase in einer Konzentration von 500 - 900 ppm, die in der Abgasreinigungsanlage aus dem Abgas entfernt werden mußten. Bei der gleichen Anlage wurde zur Verringerung der Emission an nitrosen Gasen dem zweiten Beizbad eine wäßrige Lösung von Harnstoff zugesetzt, wodurch die Konzentration an nitrosen Gasen von 500 - 800 ppm auf 100 -150 ppm verringert wurde, aber nicht vollständig vermieden werden konnte. Um ein Band nunmehr nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandeln zu können, wurde die Säure anschließend mit Natronlauge neutralisiert, sodaß eine wäßrige, neutrale Lösung mit einer Konzentration von 200 g/l NaNC>3 und 50 g/l NaF erhalten wurde. Der Beizbottich wurde mit Elektroden ausgestattet und diese an einen Gleichrichter angeschlossen. Bei gleicher Behandlungsgeschwindigkeit in der Anlage wurde bei einer Stromdichte von 20 A/dm^ und in demselben Temperaturbereich wie oben angeführt ebenfalls ein zunderfreies Band erhalten; es kam jedoch zu keiner Emission von nitrosen Gasen in der Absauganlage. Die Versuche wurden mit einem ferritischen Warmband der Qualität AISI430 wiederholt. Beim Beizen mit Säure entstanden dabei 3000 - 5000 ppm nitrose Gase, die durch Zugabe von Harnstoff auf 500 -750 ppm reduziert werden konnten. Wurde dagegen die Nachbehandlung mit einer wäßrigen NaNC^- und NaF-Lösung durchgeführt, entstanden keine nitrosen Gase und das Edelstahlband war bei gleicher Behandlungslänge und Anlagengeschwindigkeit ebenfalls zunderfrei. Beide Edelstahlbänder wurden im Kaltwalzwerk gewalzt, anschließend geglüht und nochmals gebeizt. Auch hier entstanden keine nitrosen Gase beim elektrolytischen Beizen in Na2SO^ und in der NaNC^- und NaF- Lösung, während beim Beizen in Säure bei AISI 304 300 - 500 ppm und bei AISI 430 800 - 1000 ppm nitroser Gase im Abgas gemessen wurden. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum elektrolytischen Beizen von Edelstahlband, insbesondere eines Edelstahl-Warmbandes, bei welchem das Edelstahlband vorerst in einer wäßrigen, neutralen Lösung von Na2SÜ4 abwechselnd anodisch und kathodisch gebeizt wird, wobei die Konzentration an Na2SC>4 in der wäßrigen Lösung zwischen 50 und 300 g/l, vorzugsweise zwischen 100 und 200 g/l, die Temperatur zwischen 20 und 90°C, vorzugsweise zwischen 60 und 80°C, und die anodische und die kathodische Stromdichte beim elektrolytischen Beizen zwischen 1 und Λ Λ 50 A/dm , vorzugsweise zwischen 10 und 30 A/dm , beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Edelstahlband anschließend in einer wäßrigen neutralen Lösung von NaN03 und NaF abwechselnd anodisch und kathodisch gebeizt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an NaNC>3 zwischen 100 und 400 g/l, vorzugsweise zwischen 200 und 300 g/l, und die Konzentration von NaF zwischen 10 und 100 g/l, vorzugsweise zwischen 40 und 60 g/l, beträgt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der NaNC^/NaF-Lösung zwischen 20 und 90°C, vorzugsweise zwischen 60 und 80°C, beträgt.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anodische und die kathodische Stromdichte beim Beizen in der NaNC^/NaF-Lösung zwischen 1 und 50 A/dm^, vorzugsweise zwischen 10 und 30 A/dm^, beträgt. -3-
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