CH642874A5

CH642874A5 - METHOD FOR PRODUCING NICKEL SEMI-FINISHED PRODUCTS.

Info

Publication number: CH642874A5
Application number: CH117680A
Authority: CH
Inventors: Georg Hurdelbrink
Original assignee: Hurdelbrink Montamet
Priority date: 1979-02-14
Filing date: 1980-02-13
Publication date: 1984-05-15
Also published as: FR2448945A1; DE2905508A1; GB2042379B; GB2042379A; DE2905508C2; FR2448945B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gestreckten Formen von Nickelhatbzeugprodukten hoher Reinheit, insbesondere von Nickelbändern und -drähten, ausgehend von plattenförmigen Elektrolyt-Nickelkathoden, bei dem die Nickelkathodenplatte zu walz- oder ziehfähigem Ausgangsmaterial umgeformt und nachfolgend mit einer Walz- oder Ziehbehandlung einer Formgebung unter Strek-kung und Querschnittsverringerung unterzogen werden. The invention relates to a process for the production of elongated forms of nickel purity products of high purity, in particular of nickel strips and wires, starting from plate-shaped electrolytic nickel cathodes, in which the nickel cathode plate is formed into a starting material that can be rolled or drawn, and subsequently with a rolling or drawing treatment of a shaping be subjected to stretching and reducing the cross-section.

Ein bekanntes und weithin praktiziertes Verfahren der vorstehenden Art sieht eine Zerkleinerung der Rohware vor, die dann im Elektroofen bei Temperaturen oberhalb 1600 C erschmolzen und in Blöcke bis zu 51 Gewicht gegossen wird. A known and widely practiced method of the above type provides for comminution of the raw material, which is then melted in the electric furnace at temperatures above 1600 C and cast into blocks of up to 51 weight.

um danach aus den Blöcken, die zunächst nochmals in einem Stossofen auf ca. 1200 C erhitzt werden, in einem Walzvorgang Stangen als Ausgangsprodukt für eine nachfolgende Walz- oder Ziehbehandlung auf einer Walzstrasse zu gewinnen. Dieser aufwendige Umformvorgang der Rohware zur Stangenform ergibt sich aus der durch die elektrolytische Gewinnung bedingten ungünstigen Form der Rohware; die Elektrolyt-Nickelkathoden besitzen nämlich eine durch die galvanische Gewinnung bedingte Plattenform (von z.B. ca. 950 x 920 x 10 mm), die sich für eine direkte Umsetzung in langgestreckte Formen durch Walzen oder Ziehen nicht eignet. Die zum nachfolgenden Walzen oder Ziehen gewünschte Stangenform wird also herkömmlich durch ein Umschmelzen und ein Niederwalzen der aus dem Schmelzvorgang gewonnenen Blockform erstellt. Nachteilig bei dieser bisher als unumgänglich angesehenen Verarbeitung ist nicht nur der hohe Arbeits- und Energieaufwand, sondern insbesondere auch die Schwierigkeit, zusätzliche unvermeidliche Verunreinigungen beim Schmelzen und Walzen durch Verzunderung möglichst gering zu halten. to then use a rolling process to obtain rods as the starting product for a subsequent rolling or drawing treatment on a rolling mill from the blocks, which are first heated to approx. 1200 C in a pusher furnace. This complex shaping process of the raw material to form a rod results from the unfavorable shape of the raw material due to the electrolytic extraction; The electrolytic nickel cathodes have a plate shape (e.g. approx. 950 x 920 x 10 mm) due to the galvanic extraction, which is not suitable for direct conversion into elongated shapes by rolling or drawing. The rod shape desired for subsequent rolling or drawing is thus conventionally created by remelting and rolling down the block shape obtained from the melting process. A disadvantage of this processing, which has hitherto been considered inevitable, is not only the high expenditure of work and energy, but in particular also the difficulty in keeping additional inevitable impurities during melting and rolling as small as possible by scaling.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges, unaufwendiges Verfahren zur Herstellung von gestreckten Formen von Nickelhalbzeugprodukten zu schaffen, das gleichzeitig zu einer höheren Reinheit des Halbzeugprodukts führt. The object of the invention is to provide an inexpensive, uncomplicated process for the production of elongated forms of nickel semi-finished products, which at the same time leads to a higher purity of the semi-finished product.

Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe von einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art ausgehend dadurch gelöst, dass die Kathodenplatten direkt ohne einen Um-schmelzvorgang einzeln oder nach einem Aneinander-schweissen und/oder nach einem Längszerteilen in walzbare Stangen oder Streifen einem nachfolgenden Walz- oder Ziehverfahren zugeführt werden. Die Platten können einzeln oder zu Reihen aneinandergeschweisst werden, sie können vor dem Walzen oder Ziehen längsgeteilt werden und diese Längsteilung kann auch vor einem Aneinanderschweissen erfolgen. According to the invention, this object is achieved on the basis of a method of the type described at the outset in that the cathode plates are welded directly or without welding, individually or after welding to one another and / or after a longitudinal division into rollable bars or strips, following a rolling or drawing process are fed. The plates can be welded together individually or in rows, they can be divided lengthways before rolling or drawing, and this lengthwise division can also be carried out before welding.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird in überraschend einfacher Weise eine Umsetzung der Plattenform in die Stangenform in einem «kalten» Verfahren geschaffen, in dem die Kathodenplatten bei der Zerkleinerung bereits auf die Querschnittsabmessung der herzustellenden Stangenform gebracht und durch endseitiges Aneinanderschweissen in die fortlaufende Stangenform umgesetzt werden. Gleichzeitig widerlegt das Verfahren überkommene Vorurteile, nach denen das Elektrolyt-Nickel einen für die direkte kalte Weiterverarbeitung ungeeigneten, inhomogenen Aufbau besitze und erst durch Einschmelzen walz- und ziehfähig wer- . de. In the method according to the invention, a conversion of the plate shape into the rod shape is created in a surprisingly simple manner in a “cold” process in which the cathode plates are already brought to the cross-sectional dimension of the rod shape to be produced during the comminution and are converted into the continuous rod shape by welding at the end. At the same time, the process refutes traditional prejudices that electrolytic nickel has an inhomogeneous structure that is unsuitable for direct cold processing and only becomes capable of being rolled and drawn by melting. de.

Die Reihenfolge des Streifenschneidens und Aneinander-schweissens ist dabei je nach den maschinentechnischen Möglichkeiten wählbar, d.h., es können zuerst Streifen aus den Platten geschnitten und dann aneinandergeschweisst werden, es können die Platten aber auch vor dem Schneiden oder Spalten zu fortlaufenden Bändern aneinandergeschweisst werden, um dann die Bänder streifenförmig in lange walzbare Stangen zu teilen. Hieraus ergibt sich zunächst eine Arbeits- und Energieersparnis, mit der sich die Verfahrenskosten gegenüber dem herkömmlichen Verfahren auf weniger als ein Drittel reduzieren lassen. The order of cutting and welding strips can be selected depending on the machine options, i.e. strips can first be cut from the plates and then welded to one another, but the plates can also be welded to one another before cutting or splitting into continuous strips then divide the strips into long, rollable bars. This initially results in labor and energy savings, with which the process costs can be reduced to less than a third compared to the conventional process.

Noch bedeutsamer sind die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens hinsichtlich der Reinheit des Produkts. Waren nämlich nach dem herkömmlichen Verfahren Reinheitsgrade von 99,6 bis 99,8% Nickel ein nur mit äusserster Anstrengung erzielbarer Grenzwert, der sich aus den Beeinflussungen des Materials im Umschmelz- und Walzvorgang im Elektroofen und auf der Walzstrasse als nicht mehr mit vertretbarem Aufwand überwindbar ergab, dann eröffnet sich nunmehr die Möglichkeit. Reinheitsgrade von wesentlich über 99,9, sogar von mehr als 99,97% Nickel zu errei5 The advantages of the method according to the invention with regard to the purity of the product are even more significant. According to the conventional process, purity levels of 99.6 to 99.8% nickel were a limit that could only be achieved with extreme effort, which can no longer be overcome with reasonable effort from the influences of the material in the remelting and rolling process in the electric furnace and on the rolling mill revealed, then the possibility now opens up. Purity levels of well over 99.9, even more than 99.97% nickel can be achieved

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

642 874 642 874

chen. Damit sind analytische Werte wesentlich oberhalb der bisher bei gewalzten und gezogenen Halbzeugprodukten angegebenen Grenzwerte erzielbar. Gleichzeitig gewinnt das Material bekanntermassen mit höherer Reinheit auch erheblich in seinen mechanischen Eigenschaften, wie sie für die Weiterverarbeitung wesentlich und wünschenswert sind. chen. This means that analytical values can be achieved significantly above the limit values previously given for rolled and drawn semi-finished products. At the same time, the material, as is known, gains greater purity in its mechanical properties, which are essential and desirable for further processing.

Der Einsatz derartiger Halbzeuge ist breit gestreut. So finden diese Anwendung bei Schweisselektroden, bei Elektroden für die Schutzgasschweissung, bei Anoden für die Galvanik, bei Fernsehröhren, elektrischen Lampen, Zündkerzen, in der optischen Industrie und auch bei Bauteilen für die Elektroindustrie. Diese Anwendungsbereiche fordern überwiegend Reinnickel in Drahtform. Darüber hinaus werden Reinnickelbänder, beispielsweise für die Herstellung von Münzronden, für chemische Apparate, für Armaturen oder für Verpackungen und Werkzeuge angefordert. Den hohen und eher zunehmenden Anforderungen aus diesem Anwendungsbereich kann nunmehr sehr viel weitergehend und überaus kostengünstig entsprochen werden. The use of semi-finished products of this type is widely spread. They are used for welding electrodes, for electrodes for inert gas welding, for anodes for electroplating, for television tubes, electric lamps, spark plugs, in the optical industry and also for components for the electrical industry. These areas of application mainly require pure nickel in wire form. In addition, pure nickel strips are requested, for example for the production of coin blanks, for chemical apparatus, for fittings or for packaging and tools. The high and rather increasing requirements from this area of application can now be met much more extensively and at very low cost.

Für das Verschweissen der Stangenabschnitte erscheinen grundsätzlich verschiedene Schweissverfahren geeignet; vorzugsweise jedoch werden die Stangenabschnitte durch Stumpfschweissen miteinander verbunden. Ein solches Verschweissen ist beispielsweise mit automatischen Abbrenn-Stumpfschweissmaschinen rationell und qualitativ hochwertig durchführbar. In principle, various welding methods appear suitable for welding the rod sections; however, the rod sections are preferably joined together by butt welding. Such welding can be carried out rationally and with high quality, for example, using automatic flash butt welding machines.

Die Kathodenplatten aneinanderzuschweissen ist auch mit Hilfe von Schweisselektroden möglich. Die extreme Reinheit von Nickelhalbzeug aus diesem Verfahren hat sogar zu Schweisselektroden aus Nickel geführt, mit denen überraschend ein Verschweissen von Nickel (bisher nur mit Nickel-Titan-Elektroden üblich) ermöglicht ist. Damit sind aber auch Schweissstellen ohne störende Beimengungen erzielt. Welding the cathode plates together is also possible with the help of welding electrodes. The extreme purity of the semi-finished nickel product from this process has even led to nickel welding electrodes, which surprisingly enable nickel to be welded (previously only used with nickel-titanium electrodes). However, this also achieves welding points without disruptive additions.

Indem die Stangen zumindest im Bereich der Schweissstellen nach dem Verschweissen einer thermischen Gefügebehandlung unterzogen werden, lässt sich erforderlichenfalls eine für die weitere Verarbeitung erwünschte gleichmässige Weichheit der Stangen gewährleisten und ein Brechen der Stangen im Schweissstellenbereich bei der nachfolgenden Bearbeitung ausschliessen. By subjecting the rods to a thermal structural treatment at least in the area of the welds after welding, it is possible, if necessary, to ensure a uniform softness of the rods desired for further processing and to prevent the rods from breaking in the welded area during subsequent processing.

Das Schneiden oder Spalten lässt sich z. B. mit bekannten Rollen-Spaltanlagen durchführen, deren parallele Rollenmesser durchlaufende Platten in einem Arbeitsgang in Streifen unterteilen. The cutting or splitting can be done e.g. B. with known roller splitting systems, the parallel roller knife dividing continuous plates in one operation into strips.

Die Elektrolytplatte kann vor dem Zerteilen in Streifen bereits einem Walzvorgang unterzogen werden, der die Plattenstärke herabsetzt und das Spalten in Streifen erleichtert. The electrolyte plate can be subjected to a rolling process before it is divided into strips, which reduces the plate thickness and facilitates splitting into strips.

Vier Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Ver-5 fahrens werden nachfolgend erläutert: Four exemplary embodiments of the method according to the invention are explained below:

I. Eine Elektrolyt-Nickelkathode mit den Abmessungen von 950 x 920 x 10 mm wird auf einer Schere oder Spaltanlage in Streifen von 10 mm Breite zu Stangenabschnitten mit einem Querschnitt von 10 x 10 mm geschnitten und einer io Stumpfschweissmaschine zugeführt, die die Stangenab- • schnitte endseitig zusammenschweisst. Die die Schweissma-schine verlassende Stange wird einem Ziehvorgang in einer Ziehmaschine unterzogen, die das gewünschte Halbzeugprodukt in Drahtform aus den Stangen in herkömmlicher 15 Weise erstellt. Das Halbzeug wird dann zu Ringen von z. B. 100 kg Gewicht aufgespult. I. An electrolytic nickel cathode with the dimensions of 950 x 920 x 10 mm is cut into strips with a cross section of 10 x 10 mm in strips of 10 mm width on a pair of scissors or a splitting machine and fed to a butt welding machine which • cuts welded together at the ends. The rod leaving the welding machine is subjected to a drawing process in a drawing machine which creates the desired semi-finished product in wire form from the rods in a conventional manner. The semi-finished product is then rings of z. B. 100 kg weight wound.

II. Rohware in Form von Elektrolyt-Nickelkathoden mit Abmessungen der zum Verfahren I genannten Art wird in Streifen von 200 mm Breite auf einer Schere oder Spaltan- II. Raw material in the form of electrolytic nickel cathodes with dimensions of the type mentioned for process I is cut into strips 200 mm wide on a pair of scissors or gap

20 läge geschnitten, um Stangenabschnitte mit einem Querschnitt von 200 x 10 mm zu erzeugen. Diese Stangenabschnitte werden einer Stumpfschweissmaschine zugeführt, die die Stangenabschnitte durch endseitiges Aneinanderschweissen miteinander verbindet. Die erzeugte Stange wird 25 nachfolgend einem Walzvorgang in einer Walzeinrichtung unterzogen und zu Münzbändern ausgewalzt, die dann zu Coils von z.B. 21 Gewicht aufgespult werden. Cut 20 lengths to produce bar sections with a cross-section of 200 x 10 mm. These rod sections are fed to a butt welding machine, which connects the rod sections to one another by end welding. The rod produced is subsequently subjected to a rolling process in a rolling device and rolled out into coin strips, which are then formed into coils of e.g. 21 weight can be wound up.

III. Rohware in Form von Elektrolyt-Nickelkathoden in den Abmessungen 950 x 925 x 10 mm wird im Ganzen aus- III. Raw goods in the form of electrolytic nickel cathodes with the dimensions 950 x 925 x 10 mm are removed as a whole

30 gewalzt, um bestimmte Dickenmasse zu erzeugen. Diese Bleche werden gespalten, wonach die Stangenabschnitte mit einer Schweissmaschine durch endseitiges Aneinanderschweissen miteinander verbunden werden. Diese erzeugten Stangen werden dann noch einmal gewalzt und zu Nickelblechcoils 35 (bis zu 21 Gewicht) auf Haspeln aufgespult. 30 rolled to produce certain thickness. These sheets are split, after which the rod sections are connected to one another by a welding machine by welding at the end. The bars produced are then rolled again and wound onto coils 35 (up to 21 weight) on coils.

IV. Elektrolyt-Nickelkathodenplatten mit den in den Beispielen I. bis III. angesetzten Massen werden aneinandergereiht und an den Stosskanten miteinander zu Bändern von ca. 920 mm Breite und 10 mm Stärke verschweisst. Das Ver- IV. Electrolyte nickel cathode plates with the in Examples I. to III. Applied masses are strung together and welded together at the abutting edges to form strips of approximately 920 mm wide and 10 mm thick. The Ver-

40 schweissen erfolgt mit Nickelelektroden höchster Reinheit, wie sie nach diesem Verfahren erzielbar sind, und die sich zum Verschweissen von Nickelteilen als geeignet erwiesen haben. Die Platten werden mit der vollen Breite oder in Stangen aufgespalten zu dem gewünschten Halbzeug ausge-45 walzt. 40 welding is carried out with the highest purity nickel electrodes that can be achieved using this method and which have proven to be suitable for welding nickel parts. The panels are rolled out to the desired semi-finished product with the full width or split into bars.

s s

Claims

642 874

1. A process for the production of elongated forms of high-purity nickel semi-finished products, in particular of nickel strips and wires, starting from plate-shaped electrolytic nickel cathodes, in which the nickel cathode plates are formed into a starting material that can be rolled or drawn and then subjected to shaping with a rolling or drawing treatment are subjected to stretching and reduction in cross-section, characterized in that the cathode plates are fed directly to a subsequent rolling or drawing process directly or without a remelting process or after welding to one another and / or after longitudinal slitting into rollable bars or strips.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cathode plates are first cut or split into strips to form rod sections, whereupon the rod sections are strung together and welded together at the ends to form the rod.

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 1, characterized in that the cathode plates are welded to one another in rows to form cathode plate strips and the cathode plate strips thus obtained are cut or split continuously lengthwise in strip form into rollable rods.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the welding of the rod sections or cathode plates is carried out by butt welding.

5. The method according to claim 3, characterized in that the cathode plates are welded to one another with high-purity nickel welding electrodes obtained by this method.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the rods are subjected to a thermal structural treatment at least in the area of the welds after welding.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the cut or split strips get a width of about 10 mm and that the rods obtained with this width are drawn into wires.

8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the cut or split strips have a width of 100 to 200 mm and that the bars obtained with this width are rolled into strips.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the cathode plates are rolled out before the longitudinal division into plates of reduced thickness.