DE102006056494A1

DE102006056494A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kombinierten mechanisch-hydraulisch-chemischen Entzundern von Metallen

Info

Publication number: DE102006056494A1
Application number: DE200610056494
Authority: DE
Inventors: Hubert Schulte
Original assignee: AIRMATIC GESELLSCHAFT fur UMWELT und TECHNIK MBH; AIRMATIC GES UMWELT & TECH MBH; Airmatic Gesellschaft fur Umwelt und Technik Mbh
Current assignee: Andritz Metals Germany GmbH
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-06-05

Abstract

In einem Zundervorbrecher 1 wird die am Metall anhaftende Zunderschicht vorgebrochen, Fig. 1. Im Anschluss daran gelangt das Metall in die Vorbeize 2, wo ggf. unter Zuhilfenahme einer Vorrichtung 7, vorzugsweise bestehend aus einem ggf. rotierenden Düsenbalken mit Hochdruckdüsen, die Zunderschicht angelöst wird. In einer weiteren Behandlungsstufe wird die angelöste Zunderschicht mechanisch und/oder mechanisch-hydraulisch von der Metalloberfläche entfernt. Danach erfolgt in weiteren Säurebädern 4, mindestens aber ein Säurebad 4, die Entfernung des Restzunders ggf. unter Zuhilfenahme einer Vorrichtung 7 und einer Absaugvorrichtung 8. In einer Nachbehandlung 5 wird Restsäure und Restzunder von der Metalloberfläche entfernt.

Description

Nach dem Stand der Technik erfolgt das Entzundern von Metallen überwiegend durch einen mechanisch wirkenden Zundervorbrecher, bestehend aus mehreren Umlenkrollen, und einem nachgeschalteten chemischen Beizbad, das mindestens einstufig ausgeführt ist. Der Zundervorbrecher hat die Aufgabe die Zunderschicht aufzubrechen, so dass die bis zu 80°C heiße Säure in der Beize schneller in die Zunderschicht eindringen kann, um so eine schnellere Auflösung der Zunderschicht zu erreichen. Je nach Materialqualität dauert dieser Prozess unterschiedlich lange; so z.B. für Edelstahl rund 40 Sekunden und für schwarzen Stahl rund 25 Sekunden. Dadurch wird die Beize, einmal für einen bestimmten Durchsatz ausgelegt, zu einem limitierenden Faktor für Produktionssteigerungen.
DE 196 02 303 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beizen von Metallbahnen mit mindestens einem Beizbad mit mindestens einer Beizsäure, wobei die Säurekonzentration u.a. in Abhängigkeit der Materialqualität ausgewählt wird. Das Beizen von Metallen in mindestens drei Geizbädern mit einer Säureregeneration ist in DE 3 844 055 beschrieben. Die Säureregeneration ist erforderlich, da sich stetig der Gehalt an gelöstem Zunder erhöht. DE 20 2004 015 446 beschreibt einen neuen Ansatz zum Beizen von Metallen; hier wird ein Beizmittel in einer Beizkabine über Düsen auf den zu behandelnden Gegenstand gesprüht. DE 30 12 050 beschreibt ein Verfahren zur Nachbehandlung von mit Säure gebeizten Stahl durch eine stark verdünnte wässrige Nitratlösung. Die Nachbehandlung handelt es sich im Regelfall um eine Hochdruckspüle mit einem Druck von maximal 2 MPa. Ein neuartiges Entzunderungsverfahren wird in DE 11 2005 000 713.8 vorgestellt; hier wird über rotierende Düsenbalken der Zunder selbst mit Hochdruckwasserstrahlen auf die zu entzundernde Oberfläche aufgedüst.
Basierend auf dem Stand der Technik zielt die hier vorgestellte Erfindung darauf ab, durch eine neuartige Kombination von mechanischen und chemischen Behandlungsstufen eine Verkürzung der insgesamt erforderlichen Entzunderungszeit bzw. Beizzeit zu erreichen, so dass neue Beizanlagen entsprechend kleiner ausgelegt werden können bzw. der Durchsatz bei vorhandenen Beizanlagen gesteigert werden kann. Zunächst wird das zu entzundernde Material kurzzeitig in einem Säurebad eingetaucht, ggf. wird unterhalb Säureoberfläche mit Hochdruck Säure auf die Zunderschicht gedüst, vorzugsweise mit geringem Düsenabstand von der Zunderschicht, dabei ist eine vorgeschaltete Zundervorbrechung nicht zwingend erforderlich. Der kurzzeitige Säureangriff bewirkt ein Anlösen der Zunderschicht. Nach diesem kurzzeitigen Vor- oder Anbeizen wird erfindungsrelevant die Zunderschicht mechanisch und/oder mechanischhydraulisch, vorzugsweise nach DE 11 2005 000 713.8 weitgehend von der Oberfläche entfernt.
Danach wird in einem nachgeschalteten Säurebecken, ggf. mit einer anderen Säurekonzentration und durch Aufdüsen von Säure unterhalb der Säureoberfläche die Metalloberfläche von noch nicht vollständig gelöstem Restzunder gereinigt; eine andere Form der mechanisch und/oder mechanisch-hydraulischen Entfernung von noch nicht gelöstem Zunder von der Metalloberfläche wie z.B. Bürsten ist ebenfalls einsetzbar. Der abgesprühte Zunder und noch nicht vollständig in der Säure gelöster Zunder wird sofort und in unmittelbarerer Nähe der Hochdruckdüsen mit einem entsprechenden Säuremassestrom abgesaugt und einer externen Säureregeneration zugeführt. Dies hat den Vorteil, dass sich das restliche Säurebad im Vergleich zum Stand der Technik weit weniger mit Zunder anreichert. Die abgesaugte Säure ist stark zunderangereichert und kann effektiver wieder aufbereitet werden. Im Anschluss wird in einer Nachbehandlungsstufe die Säure und erstmalig noch anhaftendes feines Zunderpulver durch eine Höchstdruckspüle mit einem Druck von bis zu 30 MPa von der Oberfläche entfernt.
In einem Zundervorbrecher 1 wird die am Metall anhaftende Zunderschicht vorgebrochen, 1. Im Anschluss daran gelangt das Metall in die Vorbeize 2, wo ggf. unter zu Hilfenahme einer Vorrichtung 7, vorzugsweise bestehend aus einem ggf. rotierendem Düsenbalken mit Hochdruckdüsen, 2, die Zunderschicht angelöst wird. In einer weiteren Behandlungsstufe wird die angelöste Zunderschicht mechanisch und/oder meachanisch-hydraulisch von der Metalloberfläche entfernt. Danach erfolgt in weiteren Säurebädern 4, mindestens aber ein Säurebad 4, die Entfernung des Restzunders, ggf. unter zu Hilfenahme einer Vorrichtung 7 und einer Absaugvorrichtung 8. Die abgesaugte Säure mit abgesprühtem Zunder 9 wird aus dem Säurebad 4 zu einer externen Säureregeneration gefördert 10. Die regenerierte Säure 11 wird wieder in die Säurebäder zurückgeführt. In einer Nachbehandlung 5 wird Restsäure und Restzunder von der Metalloberfläche entfernt.

1: Zundervorbrecher
2: Chemische Vorbeize
3: Mechanische Behandlungsstufe
4: Chemische Beize
5: Nachbehandlung
6: Zu behandelndes Material
7: Düsenbalken mit Düsen
8: Absaugvorrichtung
9: Säure und Zunder
10: Säureregeneration
11: Regenerierte Säure

Claims

Verfahren zum kombinierten mechanisch-hydraulisch-chemischen Entzundern von Metalloberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu entzundernde Material vorgebeizt, mechanisch und/oder mechanisch-hydraulisch behandelt, endgebeizt und anschließend in einer Höchstdruckspüle endbehandelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorbeize ein Zundervorbrecher vorgeschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorbeize unter der Säureoberfläche Säure mit Hochdruck auf die Zunderschicht gesprüht wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Endbeize unter der Säureoberfläche Säure mit Hochdruck auf die Zunderschicht gesprüht wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorbeize und/oder Endbeize Säure mit noch nicht gelöstem, abgesprühtem Zunder abgesaugt und einer externen Säureregeneration zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die regenerierte Säure wieder in das Säurebad zurückgeführt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nachbehandlungsstufe Restsäure und Restzunder mit Höchstdruck entfernt wird.
Vorrichtung zum kombinierten mechanisch-hydraulisch-chemischen Entzundern von Metalloberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu entzundernde Material vorgebeizt, mechanisch und/oder mechanisch-hydraulisch behandelt, endgebeizt und anschließend in einer Höchstdruckspüle endbehandelt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorbeize ein Zundervorbrecher vorgeschaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorbeize unter der Säureoberfläche Säure mit Hochdruck auf die Zunderschicht gesprüht wird.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Endbeize unter der Säureoberfläche Säure mit Hochdruck auf die Zunderschicht gesprüht wird.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorbeize und/oder Endbeize Säure mit noch nicht gelöstem, abgesprühtem Zunder abgesaugt und einer externen Säureregeneration zugeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die regenerierte Säure wieder in das Säurebad zurückgeführt wird.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nachbehandlungsstufe Restsäure und Restzunder mit Höchstdruck entfernt wird.