DE102009035161A1

DE102009035161A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entzunderung oder Reinigung von metallischen Oberflächen, unter anderem Bänder (oder Brammen) im Durchlauf

Info

Publication number: DE102009035161A1
Application number: DE102009035161A
Authority: DE
Inventors: Andreas Gramer; Hartmut Dr. Pawelski; Hans-Peter Richter
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2009-07-29
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2011-02-10
Also published as: KR20120042982A; CN102648060A; WO2011020540A1; EP2459330A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung oder Entzunderung eines Bandes (1), bei dem auf die Bandoberfläche (2, 3) Kryogen aufgebracht wird, um Schmutz- bzw. Zunderpartikel vom Band (1) zu lösen. Um eine effiziente Reinigung bzw. Entzunderung zu erzielen, sieht die Erfindung verfahrensgemäß vor, dass vor dem Aufbringen des Kryogens (K) Wasser (W) auf die Bandoberfläche (2, 3) aufgebracht wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entzunderung oder Reinigung von metallischen Oberflächen, u. a. von Bändern, bei dem ein Kryogen aufgebracht wird, um Zunder- oder Schmutzpartikel von deren metallischer Oberfläche zu entfernen. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Erzielung einer guten Oberflächenqualität, insbesondere bei der Herstellung metallischer Bänder, wird z. B. ein verzundertes Warmband mit einer heißen Säurelösung sehr stark benetzt um die Oxidschicht vollständig von der Bandoberfläche zu entfernen, bevor es der Weiterverarbeitung z. B. durch Kaltwalzen zugeführt wird. Um den Prozess des Beizens mittels heißer Säure positiv zu beeinflussen, wird vor dem Prozessbeginn die geschlossene Zunderoberfläche durch starkes Biegen um mehrere kleine Rollen quer zu eigentlichen Bandlaufrichtung, aufgebrochen, um den Säureangriff zu erleichtern. Positiver Nebeneffekt dabei ist, dass durch den zum Biegen um die Rollen notwendigen Bandzug während des Biegens das Band in der Weise gelängt wird, dass weitgehend alle Bandbreitenbereiche auf gleiche Länge gebracht werden und somit Planheitsfehler im Band beseitigt werden können. Der Gesamtprozess wird als Streck-Biege-Richten oder Zunderbrechen bezeichnet.
Den durch das Streck-Biege-Richten aufgebrochenen Zunder kann man zur Entlastung des Säurebades z. B. durch Abblasen, Abbürsten oder Abspritzen zum Teil schon vorher beseitigen. Ein Verfahren hierzu ist das Beaufschlagen der Oberfläche mit Kryogenen. Unter Kryogenen werden generell und auch hier Stoffe mit extrem niedrigen Temperaturen verstanden. Primär gedacht ist im Rahmen dieser Erfindung dabei an tiefgekühlte Gase in flüssiger Form wie Stickstoff oder an Trockeneis.
Ein solches Verfahren, wie es eingangs genannt ist, ist aus der WO 2007/062749 A1 bekannt. Dort sollen Bänder oder Dünnbrammen gereinigt bzw. entzundert werden, wofür der Einsatz von Kryogenen, wie beispielsweise Stickstoff, oder einer Verbindung von Kryogenen vorgesehen ist. Das Kryogen wird mit einem Trägermedium, beispielsweise mittels Druckluft, auf die Band- oder Brammenoberfläche in flüssiger Form aufgebracht.
Ähnliche Verfahren, die mittels eines Kryogens eine Reinigung vornehmen, sind aus der DE 101 60 902 A1 , aus der EP 1 311 369 B1 und aus der WO 2005/016565 A1 bekannt.
Es hat sich gezeigt, dass der Erfolg der Entzunderung oder Reinigung der Oberfläche eines Bandes oder einer Bramme auch beim Einsatz von Kryogen nicht immer den gewünschten Erfolg hat.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Entzundern bzw. Reinigen eines Bandes so weiterzuentwickeln, und eine entsprechende Vorrichtung vorzuschlagen, dass beim Einsatz eines Kryogens eine bessere Entzunderungs- bzw. Reinigungswirkung erreicht werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist verfahrenstechnisch dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen des Kryogens eine minimale Menge Wasser auf die zu entzundernde oder zu reinigende Oberfläche aufgebracht wird. Die Wassermenge hat die Aufgabe, einerseits die Verunreinigungen zu binden und andererseits beim Zunder in Risse und kleine Öffnungen (Poren) einzudringen um beim Auftreffen des Kryogens schlagartig zu vereisen und das Absprengen z. B. der Zunderschicht zu unterstützen. Um den thermischen Effekt des Entzunderns bzw. Reinigens nicht zu dämpfen, darf die Wassermenge nicht zu groß gewählt werden.
Als Kryogen kommt bevorzugt flüssiger Stickstoff oder Trockeneis zum Einsatz.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass beim Reinigen bzw. Entzundern von Bandmaterial das Band zur Unterstützung der Reinigung bzw. der Entzunderung um eine oder mehrere, quer zur Bandlaufrichtung angebrachte Rolle gebogen wird. Durch die Biegeverformung erfolgt eine starke Dehnung der jeweiligen Oberseite des Bandes. Dabei gibt es im Grundsatz 2 mögliche Ausführungen, die zu einer Steigerung der Wirkung des Verfahrens führen:

– Es wird vor der Biegeverformung das Wasser in definierter Menge aufgebracht, damit sich ein dünner Film auf der Oberfläche bilden kann bzw. das Wasser in die Poren des Zunders eindringt. Während der Biegeverformung wird dann auf die jeweilige Oberseite (Außenseite der Biegung) das Kryogen aufgebracht. Dabei ergänzen sich Biegespannungen und thermische Spannungen beim Absprengen des Zunders.
– Das Wasser wird genau während der Biegeumformung auf die jeweilige Bandoberseite (Außenseite der Biegung) aufgebracht, wobei beim Enzundern die Zunderschicht aufreißt (Zunderbrechen vor einer Säurebeize) und das Wasser in diese Poren tief eindringen kann. Nach dem Durchlaufen des Biegeprozesses wird dann auf die mit Wasser getränkten Oberflächen des Bandes das Kryogen aufgebracht und der Zunder entfernt.

Bei der Biegeverformung kann es sich sowohl um ein Biege-Richten als auch ein Streck-Biege-Richtverfahren oder artverwandtes Verfahren handeln. Je nach Verfahrensablauf, wird das Wasser bzw. das Kryogen bevorzugt in dem Bereich der max. Bandkrümmung bzw. Biegung auf die Bandoberfläche aufgebracht. Dies ist meist im Bereich der Biegekassetten der Fall.
In der beigefügten Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt:
1 Schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Entzundern eines Bandes mittels Aufgabe von Wasser und eines Kyrogens
2 eine zu 1 alternative Ausgestaltung der Vorrichtung.
In 1 ist eine Vorrichtung zur Entzunderung eines Bandes 1 dargestellt. Das Band 1 durchläuft die Vorrichtung in Föderrichtung F. Mittels der Bandführungsmittel (Rollen) 6 und 7 wird das Band 1 durch die Vorrichtung geführt, wobei sich zwischen den Rollen 6 und 7 weitere Rollen 4 und 5 befinden. Diese sind aber allerdings gegenüber der eigentlichen Höhe des Bandlauf stark versetzt angeordnet, damit das Band zum passieren dieser Rollen 4 und 5 einer starken Biegung unterworfen werden müssen. Hierdurch wird das Band 1 einer Biege-Richt- bzw Streck-Biege-Richt-Operation unterworfen, die als solche bekannter Weise den Planheitsgrad des Bandes 1 erhöht.
Die Entzunderung wird erfindungsgemäß durch eine kombinierte Anwendung eines Kryogens K und von Wasser W vorgenommen.
Wie in 1 zu sehen ist, wird das Band 1 beim Eintritt in die Vorrichtung (von rechts) mittels eines Spritz- oder Sprühvorrichtung 9 sowohl an der oberen Bandoberfläche 2 als auch an der unter Bandoberfläche 3 mit Wasser ausreichend benetzt.
Das so vorbereitete Band 1 tritt zwischen die Rollen 4, 5 ein und wird dort gebogen. Die Rolle 4 biegt das Band 1 in einer solchen Weise, das es sich konvex nach oben wölbt. Indes hat die Rolle 5 zur Folge, dass das Band 1 sich konvex nach unten wölbt. Genau in diesem Bereich der max. Biegung erfolgt die Aufgabe des Kryogens K durch eine weitere entsprechende Spritz- oder Sprüheinrichtung 8.
Die in 2 dargestellte alternative Ausführungsform der Erfindung stellt darauf ab, dass die Wasseraufgabe im Bereich der Biegerollen 4 und 5 erfolgt. Analog der Lösung gemäß 1 erfolgt die Wasseraufgabe mit der Spritz- oder Sprüheinrichtung 9 genau in dem Bereich, in dem das Band 1 durch die Rollen 4 und 5 maximal gebogen wird. Erst im Anschluss und hinter der Rolle 7 erfolgt dann die Aufgabe des Kryogens mittels entsprechender Spritz- oder Sprühvorrichtung 8 Die am Band 1 verbleibende Wassermenge sollte gering gehalten werden, damit überschüssige Wassermenge nicht als Kälte-Schutzschicht fungieren kann. Bei den Ausführungsbeispielen ist zu sehen, dass vor dem Aufbringen des Kryogens jeweils ein Rollenkontakt an jeder Bandoberfläche vorliegt, der die Wassermenge auf der entsprechenden Fläche reduziert und nur einen dünnen Wasserfilm hinterlässt, der für die Nutzung des beschriebenen Effektes vorteilhaft ist.
Die eine dargestellte Variante gemäß 1 stellt das Aufbringen des Wassers W vor dem (Streck-)Biege-Richt-Prozess dar, wobei auf die durch die Rollen 4, 5 konvex gebogene Bandoberfläche das Kryogen aufgebracht wird. Der Zunder wird in diesem Bereich an der Bandaußenseite überstreckt, die Kühlung mittels des Kryogens lässt den Zunder sich schockartig zusammenziehen, wodurch der abgesprengt wird.
Die andere dargestellte Variante gemäß 2 sieht vor, dass das Wasser auf die Bandseite aufgebracht wird, die durch jeweils eine der Rollen 4, 5 konvex nach außen gebogen und dabei der Zunder aufgerissen wird. Damit wird das Eindringe des Wassers in die Zunderschicht erleichtert. Das Kryogen 8 wird dann Beispielsweise nach der Beseitigung von Längs- und Querkrümmung aufgebracht.
Bezugszeichenliste

1: Band
2: Bandoberfläche
3: Bandoberfläche
4: Rolle
5: Rolle
6: Bandführungsmittel
7: Bandführungsmittel
8: Spritz- bzw. Sprüheinrichtung Wasser
9: Spritz- bzw. Sprüheinrichtung Kryogen
K: Kryogen
W: Wasser
F: Föderrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 2007/062749 A1 [0004]
- DE 10160902 A1 [0005]
- EP 1311369 B1 [0005]
- WO 2005/016565 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Reinigung oder Entzunderung eines metallischen Bandes (1), bei dem auf die Bandoberfläche (2, 3) ein Kryogen aufgebracht (K) wird, um Schmutz- bzw. Zunderpartikel zu lösen und zu entfernen, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen des Kryogens (K) Wasser (W) auf die Bandoberfläche (2, 3) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser (W) so aufgebracht wird, dass das Band (1) beim Aufbringen des Kryogens (K) an seine Oberfläche (2, 3) noch mit Wasser versehen ist.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser (W) als gleichmäßiger Film auf die Bandoberfläche (2, 3) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der verbleibende Wasserfilm eine geringe Dicke von weniger als 1,0 mm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Kryogen (K) flüssiger Stickstoff ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Kryogen (K) Trockeneis ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei oder nach der Aufbringung des Wassers (W) und vor der Aufbringung des Kryogens (K) das Band (1) zumindest einseitig so über mindestens eine Rolle (4, 5) geführt wird, dass das Band (1) eine Biegeverformung um ein quer zur Förderrichtung des Bandes (1) liegende Achse unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei oder nach der Aufbringung des Wasser (w) und vor der Aufbringung des Kryogens (K) das Band (1) so über zwei in Förderrichtung (F) des Bandes beabstandete Rollen (4, 5) geführt wird, dass das Band (1) zweier gegenseitiger Biegeumformungen um quer zur Förderrichtung (F) des Bandes (1) liegende Achsen unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Anspüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei oder nach der Aufbringung des Kryogens (K) und nach der Aufbringung des Wassers (W) das Band (1) zumindest einseitig so über mindestens eine der Rollen (4, 5) geführt wird, das Band (1) eine Biegeumformung um eine quer zur Förderrichtung (F) des Bandes (1) liegende Achse unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei oder nach der Aufbringung des Kryogens (K) und nach der Aufbringung des Wassers (W) das Band (1) so über zwei in Förderrichtung (F) des Bandes (1) beabstandete Rollen (4, 5) geführt wird, dass das Band (1) zweier gegensinniger Biegeverformungen um quer zu Förderrichtung (F) des Bandes (1) liegende Achsen unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (1) bei Aufbringung des Wassers (W) oder des Kryogens (K) einer Biege-Richt-Operation unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (1) bei Aufbringung des Wassers (W) oder des Kryogens (K) einer Streck-Biege-Richt-Operation oder einer artverwandten Operation unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass das Kryogen (K) oder das Wasser (W) in dem Bereich der max. Krümmung des Bandes (1) aufgebracht wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, das Bandführungsmittel (6, 7) aufweist, mit denen das Band (1) in einer Förderrichtung (F) geführt werden kann, wobei erste Sprüh- bzw. Spritzeinrichtungen (8) für das Aufbringen eines Kryogens (K) auf die Bandoberflächen geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin in räumlicher Nähe der ersten Sprüh- oder Spritzeinrichtungen (8) zweite Spritz- oder Sprüheinrichtungen (9) angeordnet sind, die zur Aufbringung von Wasser (W) auf dien Bandoberflächen (2, 3) geeignet sind.