DD248068A1

DD248068A1 - PROCESS FOR THE THERMAL DECOMMISSIONING OF MATERIAL SURFACES

Info

Publication number: DD248068A1
Application number: DD26478184A
Authority: DD
Inventors: Gunter Adamczak; Wolfgang Piersig; Franz-Peter Richter
Original assignee: Karl Marx Stadt Tech Hochschul
Priority date: 1984-07-02
Filing date: 1984-07-02
Publication date: 1987-07-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Entzundern von Werkstoffoberflaechen, vorzugsweise an Baendern, Blechen und Draehten. Es ist Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum thermischen Entzundern von Werkstoffoberflaechen zu entwickeln, dass es gestattet, gegenueber den bisher bekannten Verfahren bzw. Verfahrenskombinationen einen effektiveren Deckschichtenabtrag, bei gleichzeitiger Einsparung von Arbeitskraeften und Kosten, zu erreichen, wobei gleichzeitig die Zunderschicht als Wiederverwendungsprodukt zurueckgewonnen wird. Erfindungsgemaess wird das dadurch geloest, dass verzunderter Werkstoff in eine mit einer Eingangs- und Ausgangsoeffnung versehenen Kammer, die mit reduzierendem Schutzgas, z. B. Wasserstoff, gefuellt ist, zugefuehrt wird, in dieser an erhitzten Kontaktelementen, die z. B. aus Kohlenstoff bestehen, kraftschluessig vorbeigefuehrt wird, so dass infolge auftretender Waermespannungen ein Abloesen des Zunders vom Grundmaterial erfolgt. In Abhaengigkeit vom Erhitzungsgrad wird die Zunderschicht vollstaendig bzw. teilweise zu Eisen reduziert. Als Endprodukt liegt der entzunderte Werkstoff und die Zunderschicht als Metallschrott vor. Die Erfindung ist in allen metallbe- und -verarbeitenden Industriezweigen anwendbar.The invention relates to a method for the thermal descaling of material surfaces, preferably on bands, sheets and wires. It is an object of the invention to develop a process for the thermal descaling of material surfaces, which makes it possible to achieve a more effective surface stripping, while saving labor and costs, compared to the previously known methods or process combinations, while at the same time the scale layer recovered as a reuse product becomes. According to the invention, this is achieved by dissolving the scaled material into a chamber provided with an inlet and outlet opening, which is provided with reducing protective gas, e.g. As hydrogen is filled, is supplied, in this heated contact elements, the z. B. made of carbon, is kraftigessig vorbeigefuehrt, so that as a result of occurring heat tensions a removal of the scale from the base material. Depending on the degree of heating, the scale layer is completely or partially reduced to iron. The end product is the descaled material and the scale layer as metal scrap. The invention is applicable to all metalworking industries.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Entzundern von Werkstoffoberflächen, vorzugsweise an Bändern, Blechen und Drähten.The invention relates to a method for the thermal descaling of material surfaces, preferably on tapes, sheets and wires.

Characteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß an Werkstoffoberflächen Zunder durch mechanische, chemische und elektrische Wirkprinzipien sowie Kombination dieser Wirkprinzipien abgetragen werden kann.It is known that scale can be removed by mechanical, chemical and electrical principles of action and combination of these principles of action on material surfaces.

Ein weitverbreitetes Verfahren besteht in der chemischen Ablösung von Deckschichten.A widely used method is the chemical detachment of outer layers.

So wird zum Beispiel der Zunder an unlegierten und niedriglegierten Stahloberflächen mit Schwefel-oder Salzsäure abgelöst.For example, the scale of unalloyed and low-alloyed steel surfaces is replaced with sulfuric or hydrochloric acid.

Bei hochlegierten Stählen werden Zunderschichten meist mittels Mischsäuren oder Salzschmelzen entfernt (siehe z. B. DD-In high-alloyed steels, scale layers are usually removed by means of mixed acids or molten salts (see, for example, DD-

In besonderen Fällen kommt Phosphorsäure zur Anwendung.In special cases, phosphoric acid is used.

Entsprechend des Verzunderungsgrades werden für Kupfer und Aluminium sowie deren Legierungen Säuregemische unter Zugabe von Oxidationsmitteln verwendet.Depending on the degree of scale, acid mixtures with the addition of oxidizing agents are used for copper and aluminum as well as their alloys.

Elektrolytische Verfahren werden ebenfalls zum Entzundern eingesetzt, wobei als Elektrolytlösungen Säuren, Salzlösungen oder Salzschmelzen zur Anwendung kommen. Gegenüber der rein chemischen Entzunderung sind wesentlich kürzere Bearbeitungszeiten erzielbar, allerdings sind diese Verfahren relativ stromaufwendig.Electrolytic processes are likewise used for descaling, with acids, salt solutions or molten salts being used as electrolyte solutions. Compared to the purely chemical descaling much shorter processing times can be achieved, however, these processes are relatively expensive.

Bekannt ist weiterhin das elektrische Entfernen von Deckschichten nach DD-WP 148600. Nach diesem Verfahren werden in Mikrobezirken der Deckschichtenoberfläche Wärmesch'ocks mittels Strompulsen erzeugt, die das Absprengen der Zunderschicht bewirken.Also known is the electrical removal of cover layers according to DD-WP 148600. According to this method, thermal shocks are generated by means of current pulses in micro-districts of the outer layer surface, which cause the break-up of the scale layer.

Weit verbreitet sind auch die mechanischen Verfahren. So erfolgt die Entfernung der Zunderschicht z. B. mittels mechanischen Abklopfen (DD-WP 69334), durch Abbrennen mittels Gas (DD-WP 91 217), unter Verwendung von Strahlmitteln (DE-OS 2919033) oder durch Hochdruckwasserstrahl-Entzundern (DE-OS 2942270).Also widely used are the mechanical processes. Thus, the removal of the scale layer z. B. by mechanical tapping (DD-WP 69334), by burning by gas (DD-WP 91 217), using blasting agents (DE-OS 2919033) or by high-pressure water jet descaling (DE-OS 2942270).

Nach DD-WP 200 228 wird ein Ultraschallschwingwerkzeug kraftschlüssig über die Werkstoffoberfläche zwecks Entzundern geführt.According to DD-WP 200 228 an ultrasonic vibrating tool is frictionally guided over the surface of the material for descaling.

Nach der DE-OS 2931229 wird Warmband vordem eigentlichen Entzundern durch ein Walzgerüst geleitet bei dem ein Paar von Arbeitswalzen mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten in Gegenrichtung angetrieben werden.According to DE-OS 2931229 hot strip is passed before the actual descaling through a rolling mill in which a pair of work rolls are driven at different peripheral speeds in the opposite direction.

Dieses Verfahren stellt eine Vorstufe des Entzunderns dar, bei dem Zunderteilchen nicht vollständig beseitigt werden.This process is a precursor of descaling in which scale particles are not completely removed.

Allen genannten Verfahren und Verfahrenskombinationen haften auch Nachteile und Mängel an.All mentioned methods and process combinations are also liable to disadvantages and deficiencies.

Beim Einsatz von chemischen Verfahren wirken sich der hohe Verbrauch an Chemikalien, der Anlagenaufwand einschließlich erforderlicher Regenerierungsanlagen, die Anlagenfläche und die Arbeitskräfte sowie die Umweltbelastung negativ aus.The use of chemical processes has a negative effect on the high consumption of chemicals, the equipment required, including the necessary regeneration equipment, the plant area and the workforce, and the environmental impact.

Teilweise wirken bei den elektrischen Verfahren und deren Verfahrenskombinationen ebenfalls solche Nachteile. Hinzu kommt ihr relativ hoher Energieverbrauch und ihre deutlich höheren Anlagenkosten sowie Instandhaltungsaufwendungen.Partly act in the electrical methods and their combinations of methods also such disadvantages. Added to this is their relatively high energy consumption and their significantly higher system costs and maintenance costs.

Probleme bestehen u.a. auch in der Einsatzoptimierung sowie bei der Parameterkonstanthaltung unter einsatzspezifischen Bedingungen einer kontinuierlichen Endlosbearbeitung und der damit im Zusammenhang stehenden Reproduzierbarkeit der Werkstoffoberflächen im Aussehen und in der Qualität.Problems exist u.a. also in the application optimization as well as in the constant parameter maintenance under application-specific conditions of a continuous continuous processing and the related reproducibility of the material surfaces in the appearance and in the quality.

Nachteilig insbesondere bei der mechanischen spanenden Entzunderung, sowohl der mit definierter Schneide als auch mit Undefinierter Schneide, ist, daß ihre Werkzeuge relativ geringe Standzeiten besitzen und dadurch erhebliche Bearbeitungskosten auftreten.A disadvantage in particular in the case of mechanical cutting descaling, both with a defined cutting edge and with an undefined cutting edge, is that their tools have relatively short service lives and, as a result, considerable processing costs occur.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum thermischen Entzundern von Werkstoffoberflächen zu entwickeln, das es gestattet, gegenüber den bisher bekannten Verfahren bzw. Verfahrenskombinationen einen effektiveren Deckschichtenabtrag, bei gleichzeitiger Einsparung von Arbeitskräften und Kosten, zu erreichen, wobei gleichzeitig die Zunderschicht als Wiederverwendungsprodukt zurückgewonnen wird.The aim of the invention is to develop a process for the thermal descaling of material surfaces, which makes it possible to achieve a more effective surface layer removal, while saving labor and costs, compared to the previously known methods or process combinations, while at the same time recovering the scale layer as a reuse product becomes.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum thermischen Entzundern von Werkstoffoberflächen zu entwickeln, welches ein völliges Ablösen der Zunderschicht vom Grundmaterial bewirkt.The object of the invention is to develop a method for the thermal descaling of material surfaces, which causes a complete detachment of the scale layer from the base material.

Erfindungsgemäß wird das dadurch gelöst, daß der verzunderte Werkstoff in eine mit einer Eingangs- und einer Ausgangsöffnung versehenen Kammer, die mit einem reduzierenden Schutzgas gefüllt ist, zugeführt wird. In dieser Kammer befinden sich erhitzte Kontaktelemente, die beim Vorbeiführen des verzunderten Werkstoffes die Werkstoffoberfläche kraftschlüssig berühren. Dabei erhitzt sich der Zunder und wird durch entstehende Wärmespannungen zwischen Grundmaterial und Zunderschicht in der reduzierenden Schutzgasatmosphäre vollständig bzw. teilweise zu Eisen reduziert und fällt als Schrott oder als ein sonstiges Wiederverwendungsprodukt an.According to the invention this is achieved in that the scaled material in a provided with an inlet and an outlet opening chamber, which is filled with a reducing inert gas, is supplied. In this chamber there are heated contact elements which touch the material surface frictionally when passing the scaled material. In this case, the scale heats up and is completely or partially reduced to iron by resulting thermal stresses between the base material and the scale layer in the reducing protective gas atmosphere and accumulates as scrap or as another reuse product.

Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß ohne Chemikalien, hohen anlagentechnischen Aufwand, Vor- und Nachbehandlung, bei wesentlich verbesserten Arbeits- und Lebensbedingungen sowie entscheidend reduzierten Platzbedarf die Zunderschicht in einem Arbeitsgang entfernt wird.Other advantages of the invention are that without chemicals, high plant technical effort, pre- and post-treatment, with significantly improved working and living conditions and significantly reduced space requirements, the scale layer is removed in one operation.

Mit dieser Lösung werden die bisherigen Abtraggeschwindigkeiten im Vergleich zu den bekannten Verfahren erhöht, die Umweltbelastung erheblich verringert und gleichzeitig die Ökonomie der Werkstoffausnutzung spürbar verbessert.With this solution, the previous Abtraggeschwindigkeiten be increased compared to the known methods, the environmental impact significantly reduced and at the same time noticeably improved the economics of material utilization.

embodiment

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.

Verzunderter Werkstoff, zum Beispiel Warmbandstahl, wird in einer Kammer, die mit einer Eingangs-und einer Ausgangsöffnung versehen ist und in der ein reduzierendes Schutzgas, zum Beispiel Wasserstoff, sich befindet, zugeführt. In der Kammer sind erhitzte Kontaktelemente, bestehend aus Kohlenstoff, quer zur Zuführungsrichtung des verzunderten Werkstoffes, angeordnet. Beim Vorbeiführen des verzunderten Werkstoffes berühren die Kontaktelemente die Werkstoffoberfläche kraftschlüssig. Zwischen dem verzunderten Werkstoff und den Kontaktelementen besteht ein'Potential von ca. 100 Volt. Es fließt ein Strom der die Kontaktelemente an den verjüngten Berührungstellen erhitzt. Dabei erhitzt sich der verzunderte Werkstoff an der Oberfläche, wobei sich seine Zunderschicht vom Grundmaterial infolge auftretender Wärmespannungen absprengt. Die erhitzten Kontaktelemente sind dabei an der Reduktion beteiligt und binden an den Berührungsstellen zwischen den erhitzten Kontaktelementen und dem verzunderten Werkstoff einen Teil des Sauerstoffs aus dem Zunder. Auf der abgesprengten Zunderschicht bildet sich eine dünne Eisenschicht, die der abgelösten Zunderschicht gewisse Biegsamkeit verleihtScaled material, for example hot strip steel, is supplied in a chamber provided with an inlet and an outlet opening in which a reducing protective gas, for example hydrogen, is located. In the chamber are heated contact elements, consisting of carbon, arranged transversely to the feed direction of the scaled material. When passing the scaled material, the contact elements touch the material surface non-positively. Between the scaled material and the contact elements ein'Potential of about 100 volts. A current flows which heats the contact elements at the tapered contact points. In the process, the scaled-up material heats up on the surface, whereby its scale layer breaks off from the base material as a result of thermal stresses that occur. The heated contact elements are involved in the reduction and bind at the points of contact between the heated contact elements and the scaled material part of the oxygen from the scale. A thin layer of iron forms on the peeled-off scale layer, which gives the detached scale layer certain flexibility

Als Endprodukt liegt der entzunderte Werkstoff und die Zunderschicht als Metallschrott vor. The end product is the descaled material and the scale layer as metal scrap.

Claims

1. A process for the thermal descaling of material surfaces, characterized in that a scaled material is fed to a chamber filled with reducing inert gas, is positively guided past in this heated contact elements, so that as a result of thermal stresses occurs a detachment of the scale layer.

2. The method according to item 1, characterized in that the heated contact elements made of carbon or a silicate.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that the scale layer completely or partially reduced by the inert gas to iron.