DE1408930B2

DE1408930B2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines trockenen und kein konstitutionswasser enthaltenden gluehtrennueberzugs auf der oberflaeche von metallischem.b lech oder bandgut

Info

Publication number: DE1408930B2
Application number: DE19611408930
Authority: DE
Inventors: John Martin Middletown Macklin Philip Alan Dr phil Oxford Ohio Jackson (V St A )
Original assignee: Armco Steel Co LP
Current assignee: Armco Steel Co LP
Priority date: 1961-07-06
Filing date: 1961-07-06
Publication date: 1972-03-02
Also published as: DE1408930A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines trockenen und kein Konstitutionswasser enthaltenden Glühtrennüberzugs auf der Oberfläche von metallischem Blech- oder Bandgut, wobei zwischen dieser Oberfläche und min-

destens einer davon im Abstand angeordneten Elektrode ein elektrostatisches Feld erzeugt und in den Raum zwischen der Elektrode und der Oberfläche ein feinteiliger Glühseparator eingeführt wird.

Bei Glühseparatoren handelt es sich im allgemeinen um feuerfeste Stoffe, die bei der Hochtemperaturglühung verwendet werden, um zu verhindern, daß aufeinandergestapelte Bleche oder die Wicklungen eines aufgewickelten Bandes während der Hochtemperaturbehandlung miteinander verschweißen. In vielen Fällen haben die Glühseparatoren auch noch andere Aufgaben. So können beispielsweise Teile eines Glühseparators aus Magnesiumoxyd während der Behandlung bei geeigneten Temperaturen mit den Kieselsäureteilchen auf oder in der Nähe der Ober- : fläche von Siliziumeisenblechen zusammenschmelzen ■j ■ unter Bildung eines glasartigen Überzugs, der als j interlaminarer elektrischer Isolator bei Verwendung von Siliziumeisen in elektrischen Geräten, beispielsweise in Transformatorkernen, brauchbar ist. Der |· hier verwendete Ausdruck »Glühseparator« umfaßt , auch solche Stoffe, die außer der bloßen Trennf funktion noch andere Funktionen erfüllen. Als Glühseparatoren können die verschiedensten Substanzen verwendet werden, z.B. Calciumoxyd, Aluminiumoxyd, Kieselsäure oder andere feuerfeste Oxyde, Kalk u. dgl. Ein besonders geeigneter Glühseparator ist Magnesia (Magnesiumoxyd = MgO).

Magnesia wird in großem Umfange als Glühseparator bei der Herstellung von Eisen- und Stahlblechen und insbesondere bei der Herstellung von getemperten Siliziumeisenblechen und -bändern verwendet. Das übliche Verfahren zur Aufbringung von Magnesia besteht darin, daß sie in Wasser aufgeschlämmt und die Aufschlämmung auf die Oberfläche der Bleche oder Bänder mit Hilfe von gummiüberzogenen Walzen aufgebracht wird. Nach dem Verdampfen des Wassers der Aufschlämmung erhält man einen haftenden Separator. Es gibt verschiedene Magnesiasorten, von denen einige schneller hydratisieren als andere; aber stets, wenn Magnesia mit Wasser aufgeschlämmt wird, hydratisiert ein Teil der Magnesia unter Bildung von Magnesiumhydroxyd. Vor der Hochtemperaturbehandlung müssen dann die beschichteten Bleche oder Bänder einer Wärmebehandlung unterzogen werden, bei der das Konstitutionswasser des Magnesiumhydroxyds entfernt wird. Solche Vorbehandlungen sind nicht nur teuer, sondern durch das ausgetriebene Wasser wird auch die Atmosphäre im Ofen verschlechtert, indem ihr Taupunkt ansteigt. Als Folge davon wird das Blech oder Band oxydiert, wodurch es spröde wird.

Es ist auch bereits versucht worden, Magnesia in einem organischen flüssigen Träger auszuschlämmen und auf die Oberfläche von Blechen oder Bändern aufzubringen (vgl. die britische Patentschrift 626 885). Auch in diesem Falle muß der verwendete flüssige Träger durch Wärmebehandlung wieder entfernt werden.

Man hat daher Versuche unternommen, das Magnesiumoxyd oder andere Glühseparatoren ohne Konstitutionswasser in trockener Form auf Bleche oder Bänder aufzubringen. Diese Versuche führten jedoch zu keinem Erfolg, da die in trockener Form aufgebrachten Glühseparatoren weder gleichmäßig verteilt waren noch eine ausreichende Haftung auf dem Blech- oder Bandmaterial aufwiesen. Es erwies sich als unmöglich, trockene Separatorteilchen auf Bleche aufzustäuben und diese dann zu stapeln oder die Teilchen auf Bandgut aufzustäuben und das Bandgut aufzuwickeln. Man hat daher versucht, die Haftfähigkeit erhöhende Substanzen zuzusetzen oder auf das Blech- oder Bandmaterial aufzubringen. Dabei wurden jedoch ebenfalls keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt.

Ein weiterer Versuch bestand darin, die Glühr Separatoren in Pulverform unter Anwendung eines

ίο elektrischen Feldes aufzubringen. So ist in der deutschen Patentschrift 1 020 663 ein Verfahren zur Aufbringung eines Glühseparators unter Anwendung eines inhomogenen magnetischen Wechselfeldes beschrieben, während gemäß der deutschen Auslegeschrift 1.047 938 der Glühseparator in Luft als Träger elektrostatisch aufgebracht wird. Dabei wird zwischen der Oberfläche des Blech- oder Bandgutes und einer im Abstand davon angeordneten Elektrode ein elektrostatisches Feld erzeugt und in den Raum zwisehen der Elektrode und der Oberfläche der f einteilige Glühseparator eingeführt (vgl. auch die deutsche Patentschrift 508 305).

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei allen diesen Verfahren der Glühseparator nur mangelhaft auf der Oberfläche des Blech- oder Bandgutes haftet, so daß sich solche Verfahren nur dort anwenden lassen, wo es auf die Haftung nicht ankommt oder wo die Teilchen selbst kleben oder die Oberfläche vorher mit einem Klebstoff überzogen worden ist, in den die Teilchen dann eingebettet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbringung eines Glühseparators auf Blech- und Bandgut in trockener Form anzugeben, mit deren Hilfe es möglich ist, den Glühseparator in gleichmäßig verteilter Form so aufzubringen, daß er fest auf der Oberfläche haftet.

Es wurde nun gefunden, daß Magnesiumoxyd oder ein anderer Glühseparator auf die Oberfläche von metallischem Blech- oder Bandmaterial elektrostatisch in gleichmäßiger Form haftfest aufgebracht werden kann, wenn man zwischen Elektrode und Oberfläche des Blech- oder Bandgutes ein bestimmtes Potential einstellt und den Glühseparator mit Hilfe eines trokkenen, nicht reaktionsfähigen Trägergases einführt.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung eines trockenen und kein Konstitutionswasser enthaltenden Glühtrennüberzugs auf der Oberfläche von metallischem Blech- ader Bandgut, wobei zwischen dieser Oberfläche und mindestens einer davon im Abstand angeordneten Elektrode ein elektrostatisches Feld erzeugt und in den Raum zwischen der Elektrode und der Oberfläche ein feinteiliger Glühseparator eingeführt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Oberfläche auf Raumtemperatur gehalten wird, daß in an sich bekannter Weise der Elektrode ein relativ zum Potential der Oberfläche ausreichend positives Potential erteilt wird, um ohne Ausbildung einer negativen Corona an der Oberfläche um die Elektrode eine positive Corona zu erzeugen, und daß der Glühseparator von einem trockenen, nicht reaktionsfähigen Gas mitgeführt wird, wobei sich die Stelle, an welcher der Glühseparator zugeführt wird, näher an der Oberfläche als an der Elektrode und außerhalb des Coronabereiches befindet.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend gekennzeichneten Verfahrens, die durch ein isolierendes Ge-

häuse, Einrichtungen zum Transport von Eisenmetall in der Dicke eines Bleches durch das Gehäuse, Elektroden innerhalb des Gehäuses in einem Abstand von der Oberfläche des Metalls, Einrichtungen zum Transport des Glühseparators in einem trockenen Gas, eine Einrichtung zur Einführung von Gas in das Gehäuse in der Nähe der Oberfläche des Metalls und in verhältnismäßig großem Abstand von den Elektroden sowie eine Einrichtung zum Anlegen einer Spannung gekennzeichnet ist.

Mit Hilfe der Erfindung ist es nicht nur möglich, einen vollständig gleichmäßigen Überzug aus dem Glühseparator zu erzeugen, sondern diesen auch überraschend haftfähig zu machen, so daß ein Stapeln der Bleche oder die Herstellung einer zusammengerollten Spule möglich ist, die dann auf übliche Art und Weise entsprechend der Stahlwalzpraxis gehandhabt werden können, ohne daß der Überzug sich dabei ablöst. Dies bedeutet, daß die erfindungsgemäß überzogenen Bleche durch einen kontinuierlichen Glühofen geschickt werden können oder in gestapelter Form als Stapel gehandhabt und in eine Kastenglüheinrichtung gebracht werden können, ohne daß sich der Überzug ablöst, und daß mit Hilfe einer gewöhnlichen Spulenhandhabungsausrüstung das Material in eine Kastenglüheinrichtung gebracht werden kann, ohne daß sich der Überzug ablöst.

F i g. 1 der Zeichnung stellt eine schematische Darstellung eines Bandmaterials dar, und zeigt die Anordnung verschiedener Elektroden in bezug darauf;

F i g. 2 zeigt im Aufriß eine spezielle Vorrichtung, die zur Ausführung der Erfindung verwendet werden kann.

Bisher wurden schon Versuche unternommen, um Magnesiumoxyd oder andere Glühseparatoren ohne Konstitutionswasser und in trockener Form auf Blech- oder Bandmaterial zu deponieren. Diese Versuche waren jedoch erfolglos, da, obwohl man mechanische Vorrichtungen so anordnen kann, daß eine ausreichend gleichmäßige Verteilung erzielt wird, die Teilchen des Separators entweder zu dem Blech- oder Bandmaterial oder zueinander keine feste Haftung aufweisen. Das bedeutet, daß die beschichteten Materialien nicht in der üblichen Weise gehandhabt werden können. Es ist unmöglich, trockene Separatorteilchen auf Bleche aufzustäuben und diese dann zu stapeln oder die Teilchen auf Bandgut aufzustäuben und das Gut dann aufzuwickeln und gleichzeitig die gewünschte Gleichmäßigkeit und Kontinuität des Überzugs aufrechtzuerhalten. Haftfähigkeitserhöhende Substanzen, die dem Separator zugesetzt werden könnten oder auf das Blech- oder Bandmaterial angewendet werden könnten und die nicht auf irgendeine Weise entweder bei der anschließenden Hitzebehandlung stören oder die Qualität des Gutes beeinträchtigen würden, wurden nicht gefunden.

Es ist erkannt worden, daß feinteilige Substanzen auf Oberflächen mittels eines elektrostatischen Feldes niedergeschlagen werden könnten. Aber, soweit bekannt, wurden derartige Verfahren nur dort verwendet, wo es auf die Haftung nicht ankam oder wo die Teilchen selbst klebten oder wo die Oberflächen vorher mit einem Klebstoff überzogen waren, in dem die Teilchen eingebettet wurden, oder wo die Teilchen eine solche Beschaffenheit aufgewiesen haben, daß sie sofort nach dem Aufbringen eindringen oder klebfähig gemacht werden können, z. B. durch Schmelzen bei einer Hitzebehandlung.

Bei der Durchführung dieser Erfindung wurde jedoch gefunden, daß Magnesiumoxyd oder andere Glühseparatoren auf der Oberfläche oder den Oberflächen von metallischem Blech- oder Bandmaterial elektrostatisch aufgebracht werden können, und zwar nicht nur als vollständig gleichmäßiger Überzug, sondern auch mit einer überraschenden Haftfähigkeit, die ein Stapeln der Platten oder die Herstellung einer zusammengerollten Spule erlaubt, die dann in der üblichen Weise entsprechend der Stahlwalzpraxis gehandhabt werden können, ohne daß der Überzug bei den nachstehend ausgeführten besonderen Bedingungen entfernt wird. Das bedeutet, daß Bleche, die, wie nachstehend gezeigt, überzogen sind, durch einen kontinuierlichen Glühofen geschickt werden können oder, wenn sie gestapelt sind, als Stapel gehandhabt werden und in eine Kistenglüheinrichtung gebracht werden können, ohne den Überzug zu entfernen und das ähnlich überzogene Bandmaterial zusammengerollt und mittels der gewöhnlichen Spulenhandhabungsausrüstung in eine Kistenglüheinrichtung gebracht werden kann, und zwar wieder ohne Entfernung des Überzugs. Tatsächlich widersteht der Überzug einer Entfernung, ausgenommen dann, wenn eine heftig schabende Einwirkung auftritt.

Bei der Ausführung der Erfindung wird der Glühseparator, MgO, bei der beispielhaften Ausführungsform trocken und ohne Wasser, weder als Träger noch als Konstitutionswasser, aus einer geeigneten Quelle einem Punkt zugemessen, an dem er durch einen bewegten Luft- oder Gasstrom durch die Wirkung eines Venturi-Gerätes aufgenommen werden kann. Dieser Gasstrom, der das suspendierte Magnesia enthält, strömt durch einen Luftzufuhrkanal in einen Zwischenraum zwischen einem Metallband oder einer Reihe von Blechen, die überzogen werden sollen, und einer Vielzahl von Elektroden in Form von Drähten oder Stäben, die sich quer zur Bewegungsrichtung der Bleche oder Bänder erstrecken. Das zu überziehende Material wird vorzugsweise geerdet, und an den Elektroden wird ein positives Hochspannungspotential angelegt. Dabei läßt man, wie anschließend erklärt wird, eine positive Coronaentladung rund um die Elektroden auftreten; aber an dem ' ν Blech oder Band muß eine Coronaentladung vermieden werden. Das die Elektroden umgebende Gas wird ionisiert, und in der Umgebung des Bandes oder Bleches überwiegen positiv geladene Ionen. Wenn das Magnesia nun diesem letzteren Bereich zugeführt wird, werden seine Teilchen positiv geladen, und das elektrische Feld wirkt dann so auf die geladenen Teilchen, daß es sie in Richtung des Blechs oder Bandes treibt. Es wird angenommen, daß die Magnesiateilchen unter geeigneten Bedingungen ihre Ladung bei der Berührung mit dem Band oder Blech verlieren, aber an seiner Oberfläche durch die molekulare Adhäsion zu den Nachbarteilchen und dem Band selbst festgehalten werden.

In der Ausführung der Erfindung ist es üblich, das Band danach unter einer plattenförmigen Elektrode durchlaufen zu lassen, um die Gleichmäßigkeit des Niederschlags oder Überzugs zu verbessern und die letzten im Gas verbliebenen mitgeführten Teilchen niederzuschlagen, obwohl in vielen Fällen die Verwendung der Platten-Elektrode entfallen kann.

Bei der elektrostatischen Niederschlagung eines Glühseparators auf metallischen Bändern oder Blechen treten eine Anzahl von Problemen auf, mit

7 8

denen sich die Erfindung in besonderem Maße be- die gewünschte Geschwindigkeit des bewegten Gasfaßt. Einige dieser Probleme sind: Stroms in Verbindung mit der Magnesiamenge, die

„ ,,. , „ . ,.,..„. ,,. , ., zum Überziehen zugeführt werden muß, berechnet

1. Sicherstellung eines gleichmäßigen Niederschlags _werden_ _Bei _5a _in ^ _{Rohrleitung 5 wird schema}.

des Magnesia auf dem ganzen Band; _{5 tisch dn VentU gezdgt Def Gasstr}*_{m5 von dem das}

2. Sicherstellung der Ablagerung einer fur den ge- Magnesia mitgerissen wird, passiert dann einen Gaswünschten Zweck ausreichenden Magnesia- zufuhrkanal 7, der eine gründliche Durchmischung menge; _uncj Verbreitung der Magnesia in dem bewegten Gas

3. Vermeidung der Ablagerung von Magnesia auf sicherstellt und die Abgabe der separatorhaltigen anderen Teilen der Vorrichtung als dem Band io Gase am Ort oder im Bereich der Ionisierung im oder Blech, das überzogen werden soll; Gerät ohne Ablagerung von Magnesia auf anderen

4. Verhinderung der Zufuhr von Magnesia in sol- Teilen als dem Band oder Blech erleichtert.

chen Mengen, daß das Band oder die Spule, Als Trägergas kann Luft (vorzugsweise trockene

wenn sie auf sich selbst aufgewickelt wird, Luft) verwendet werden und wird normalerweise als

gleitet; *5 ^sehr zufriedenstellend befunden werden. Es können

5. Sicherstellung, daß alles Magnesia, das in den aber auch reduzierende oder neutrale Gase, wie Was-Ionisationsbereich eingeführt wird, auf dem serstoff, oder Gase die viel Wasserstoff enthalten, Blech oder Band abgelagert wird. ^ArS^{on u}· ^a-> verwendet werden, falls gewünscht. Wie

sich herausstellte, ist es von Vorteil, wenn das separa-

Da es üblich ist, um die Ionisierungs- und Nieder- 20 torhaltige Gas dort, wo es aus dem Gaszufuhrkanal 7 Schlagsbereiche ein Gehäuse anzubringen, tritt in austritt, von den Elektroden isoliert werden kann Verbindung mit dem zuletzt angeführten Problem durch Umhüllung mit Gasen, die kein Magnesia enteine beträchtliche Gasbewegung durch ein derartiges halten und die am Ende des Luftzufuhrkanals durch Gehäuse auf, und es ist absolut möglich und sehr zusätzliche Rohrleitungen 8 abgegeben werden. Diese erwünscht, daß das am hinteren Ende des Gehäuses 25 Luft- oder Gasumhüllung sollte so eingestellt sein, austretende Gas praktisch frei von mitgeführtem Ma- daß sie die gleiche Geschwindigkeit wie die separatorterial ist, um ein Ausströmen in die Atmosphäre des haltigen Gase, die durch den Luftzufuhrkanal strö-Arbeitsraums zu ermöglichen, besonders wenn als men, aufweist. Bei geeigneten Geschwindigkeiten des Trägergas Luft verwendet wird. Es können jedoch Trägergases tritt keine wesentliche Ablagerung von auch, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen, 30 Magnesia auf den Wänden des Luftzufuhrkanals auf. Mittel für die Rückzirkulation von Gasen, die aus Das zu überziehende Band wird bei 9 gezeigt. Es

dem Gehäuse austreten und für die Entfernung oder wird von einer Abwickelspule 10 entnommen und Wiederverwendung von allem darin mitgeführten durch ein motorgetriebenes Gerät 11 wieder aufge-Magnesia vorgesehen werden. Aber wenn wesent- wickelt. Im ganzen Bereich, in dem das Überziehen liehe Magnesiamengen durch den Gasstrom durch 35 vonstatten geht, kann das Band durch die bei 12 das ganze Gehäuse getragen werden, wird die Wirk- und 13 angezeigten Walzen unter Spannung gehalten samkeit des Verfahrens beeinträchtigt. werden. Diese Walzen sollen, falls sie aus Metall

Nunmehr, bezugnehmend auf F i g. 2, stellt die bestehen, elektrisch geerdet werden, desgleichen die Nr. 1 einen Fülltrichter dar, der einen Vorrat von Abwickel- und Aufwickelgeräte. Der Uberzugsfeinteiligem Magnesia enthält. Der Unterteilungs- 40 bereich ist mit einem Gehäuse 14 ausgerüstet. Dieses grad des Magnesia ist nicht kritisch, solange es fein Gehäuse kann, falls gewünscht, aus durchsichtigem genug ist, um, wie anschließend beschrieben, von Kunststoff hergestellt werden, so daß die innen abder Luft mitgeführt zu werden.'Ohne dadurch eine laufenden Vorgänge beobachtet werden können. Falls Grenze zu setzen, soll das Magnesia so fein sein, es aus einem geeigneten Kunststoff oder einem andedaß es ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 45 ren Isoliermaterial besteht, kann es dazu verwendet 0,044 mm passiert oder eine Teilchengröße von etwa werden, die Elektrodenstrukturen, die nachstehend 44 Mikron hat. beschrieben werden, aufzunehmen.

Der Fülltrichter kann mit einer Rühr-oder Vibrier- Die Elektrodenanordnung wird schematisch in

vorrichtung ausgerüstet sein, um eine Brückenbildung Fig. 1 gezeigt. Das Band wird wieder bei 9 gezeigt, des Materials darin zu verhindern, ganz wie es 50 Stabähnliche oder Drahtelektroden, die sich quer branchenbekannt ist. Außerdem ist er mit einer Vor- zum Band erstrecken, sind bei 15, 16, 17 und 18 richtung zur Zufuhr des Magnesia in abgemessener gezeigt. Diese Elektroden sind mit der positiven Seite Menge ausgerüstet, die einstellbar sein sollte. Die einer elektrischen Hochspannungsquelle, die bei 19 Zufuhrvorrichtung kann verschieden gestaltet sein. in Fig. 2 schematisch gezeigt wird, verbunden/Die In der gezeigten Ausführung befindet sich in dem 55 Elektrodenzahl dieses Typs stellt nur ein Beispiel dar Trichter ein Sieb 2 für das Magnesia, und ein motor- und kann geändert werden. Der Raum zwischen den getriebener Schaber oder Rührer 3 ermöglicht in Ver- Elektroden und dem Band wird als Ionisationsbereich bindung mit dem Sieb die Zumessung des Magnesia, bezeichnet.

da die Zufuhrmenge von der Geschwindigkeit der Wie bereits erwähnt, sollte an den Elektroden 15

Schaberflügel abhängt. 60 bis einschließlich 18 eine positive Corona-Entladung

Der gepulverte Glühseparator, der aus dem Trich- auftreten.

ter durch die Abgabevorrichtung 4 zugeführt wird, Diese Corona-Entladung ist derart, daß sie in

wird von einem bewegten Gasstrom mitgerissen, der mattem Licht als ein purpurrotes Glimmen beobdurch eine Rohrleitung 5 mittels eines Venturi-Pul- achtet werden kann. Die positive Corona-Entladung verzufuhreinspritzsystems 6 von bekannter Form ge- 65 von den Elektroden 15 bis 18 sollte eben und gleichliefert wird. Man muß sich klarmachen, daß ein mäßig sein, was umgekehrt bedeutet, daß die Elektro-Venturisystem am vorteilhaftesten bei einer bestimm- den selbst frei und sauber von Magnesia oder anderen ten Luftzufuhrgeschwindigkeit arbeitet. Daher muß Fremdstoffen gehalten werden müssen und daß

209 510/165

scharfe Stellen in den Hochspannungsdrähten vermieden werden müssen, um dort eine Corona-Entladung zu verhindern. Während an den Elektroden 15 bis 18 eine positive Corona-Entladung auftritt, muß Sorge getragen werden, daß eine negative Corona-Entladung am Band- oder Blechmaterial vermieden wird, da das Ergebnis einer derartigen Entladung nicht nur in der negativen Aufladung einiger Magnesiateilchen besteht und diese dadurch zur Ablagerung auf den Elektroden statt auf dem Band veranlaßt werden, sondern auch die Haftung des niedergeschlagenen Überzugs beeinträchtigt wird. Eine negative Corona tritt am liebsten an den Seiten des Bandes auf. Zu ihrer Vermeidung wird der elektrostatische Feldgradient an den Bandseiten verringert, indem man den wirksamen oder freien Teilen der Elektroden 15 bis 18 eine geringere Länge (if 3) gibt, als die Bandbreite beträgt, indem man weiter die wirksame freie Elektrodenlänge umgekehrt verändert als den Abstand Elektrode—Band (rf 2) und indem man den Abstand Elektrode—Elektrode (d 1) variiert. Der Abstand zwischen den Elektroden und dem Band (d 2) sollte jedoch nicht über etwa die Hälfte des Abstands zwischen den Elektroden (d 1) hinausgehen. Weiter stellte sich heraus, daß auch dann eine negative Corona gern auftritt, wenn das überzogene Band angehalten oder unter den Corona-Elektroden stationär gelassen wird. Der Grund hierfür besteht wahrscheinlich in der Bildung von Pulverspitzen auf dem überzogenen Band infolge von überschüssigem Überzugsmaterial.

Magnesia oder andere Fremdstoffe, die sich an den Elektroden 15 bis 18 festsetzen, neigen nicht nur zur Bildung einer ungleichmäßigen Corona, sondern können auch eine kontinuierliche Entladung zwischen den Elektroden und dem Band verursachen. Eine am Band auftretende negative Corona neigt ebenfalls dazu, eine kontinuierliche Entladung einzuleiten. Eine kontinuierliche Entladung erteilt einem wesentlichen Teil des Magnesiapulvers eine negative Ladung mit entsprechender Verschmutzung der Elektroden.

Im tatsächlichen Betrieb wird der Luftzufuhrkanal so angeordnet, daß das Magnesia nicht in unmittelbare Nähe der Elektroden kommt. Daher wandern negative Ionen und Elektroden, die durch die positive Corona-Entladung an den Elektroden gebildet werden, sofort zu den Elektroden selbst, während das ganze Magnesia positiv aufgeladen wird und zum Band wandert.

Es ist klar, daß die Arbeitsbedingungen bei verschiedenen Anordnungen und Größenverhältnissen der Teilchen weitgehend variieren. Bei einer derartigen Ausführung unter Verwendung eines Wolframdrahtes von 0,203 mm Durchmesser wurde zwischen den Elektroden 15 bis 18 und dem Band eine Spannung von 28 bis 31 Kilovolt angelegt. Wenn die Vorrichtung richtig arbeitete, wurde beobachtet, daß der Coronastrom 195 Mikroampere im Maximum nicht überschritt. Ein Coronastrom von etwa 100 bis 150 Mikroampere wird bevorzugt. Im speziellen Betrieb betrug die Luftgeschwindigkeit 180 m pro Minute am Eingang des Venturigeräts und 120 m pro Minute am Ende des Luftzufuhrkanals, d. h. am Eingang in die elektrostatische Kammer. Ein einfaches Testverfahren zur Wahl der Arbeitsspannung besteht darin, an den Elektroden eine steigende Spannung anzulegen und dabei auf den Punkt zu achten, an dem ein Lichtbogen oder eine negative Corona auftritt und dann die Spannung für Betriebsbedingungen um 2 bis 4 Kilovolt zurückzunehmen.

Auf die querliegenden Elektroden 15 bis einschließlich 18 folgt eine Elektrode 20, vorzugsweise in Form einer Platte aus Messing oder einem anderen geeigneten Material. Diese Platte ist mit einer eigenen Spannungsquelle verbunden oder mit einer Zapfstelle an der zuerst angeführten Spannungsquelle, so daß

ίο die angelegte Spannung etwa halb so groß wie die an den Querelektroden angelegte Spannung ist. Hierdurch wird gewöhnlich eine negative Corona auf dem Band oder Blechmaterial unter der Plattenelektrode vermieden. Die Funktion der Plattenelektrode besteht in der Sicherstellung der Niederschlagung alles in der Luft oder einem anderen durch das Gehäuse strömenden Gas verbliebenen Magnesia und auch in der Verbesserung der gleichmäßigen Verteilung des Magnesia, das bereits auf dem Band niedergeschlagen wurde.

Es stellte sich als günstig heraus, in der Hochspannungsleitung zu den Elektroden 15 bis 18 einen Reihenwiderstand einzubauen. In dieser Leitung wurde ein 20-Megohm-Widerstand verwendet, der dazu dient, Brückenbildungen zu verhindern oder zu unterdrücken.

Unter Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens stellte es sich als möglich heraus, rasch einen Überzug von 18,3 g Magnesia pro m² Bandoberfläche aufzubringen. Diese Zahl wurde zur Veranschaulichung gewählt, da sie im Magnesiagewicht mit den bisher nach dem wäßrigen Aufschlämmungsverfahren angebrachten Überzügen vergleichbar ist. Da die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren angebrachten Überzüge aber gleichmäßiger und ebener sind als anders angebrachte Überzüge, können sie dünner gehalten werden. Daher sollte die Zahl von 18,3 g/m² nur als Veranschaulichung und nicht als Begrenzung gedacht werden. Gleichzeitig muß verstanden werden, daß in einem ungewöhnlich dicken Überzug von Magnesia oder einem anderen Glühseparator kein Vorzug liegt, wenn der Überzug gleichmäßig und eben gemacht werden kann. Desgleichen findet man, daß mit jedem gegebenen Glühseparator in jedem gegebenen Verteilungsgrad eine optimale Menge zur Miiführung in der Luft oder einem anderen, durch den Apparat bei einer gegebenen _< Geschwindigkeit strömenden Gas existiert. Wenn in dem Gas zu wenig Magnesia mitgeführt wird, muß offensichtlich eine größere Gasmenge das Gehäuse durchströmen, damit man bei einer gegebenen Bandgeschwindigkeit den gewünschten Überzug erhält. Dadurch wird die Turbulenz vergrößert, und es wird schwieriger, die Magnesia aus der unmittelbaren Nähe der Elektroden wegzuhalten. Wird andererseits im Gas zu viel Magnesia mitgeführt, so kann ein Zustand erreicht werden, bei dem nicht alle Teilchen ionisiert werden können, um auf dem Band innerhalb der Länge der Uberzugsvorrichtung niedergeschlagen zu werden.

Hierdurch geht am Ende der Vorrichtung Magnesia verloren, was unerwünscht ist. In vernünftigen Grenzen kann die Überzugsdicke durch die Bandgeschwindigkeit gesteuert werden.

Die physikalische Haftung des Pulvers auf dem Band- oder Blechgut erweist sich unter den hier beschriebenen Bedingungen als unerwartet gut. Jedoch existiert eine Grenze für die Dicke des Überzugs, die ohne Verminderung der physikalischen

Haftung niedergeschlagen werden kann. Man nimmt an, daß, wenn der Überzug zu dick wird, mindestens in den oberen Schichten des niedergeschlagenen Pulvers eine Erhaltung der Ladung auftritt, durch die die oben angeführte Molekularadhäsion verhindert wird. Obwohl unter bestimmten Umständen dickere Überzüge hergestellt werden können, wurde sichergestellt, daß bei Überzügen von 30,5 g pro m² oder weniger Schwierigkeiten mit der Adhäsion infolge der Überzugsdicke nicht auftreten.

Beste Resultate werden scheinbar erhalten, wenn die Niederschlagung des Glühseparators im wesentlichen vollständig in dem in F i g. 1 als Ionisationsbereich angegebenen Raum erfolgt.

Zwar wurde hier eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überziehen der Oberseite eines Bandes oder einer Folge von metallischen Blechen beschrieben, aber der geschickte Fachmann wird verstehen, daß die Unterseite des Bandes oder Bleches auf ähnliche Weise entweder gleichzeitig oder anschließend überzogen werden kann, da die Nieder-

schlagung des Magnesia unter den hier beschriebenen Bedingungen genausogut nach oben wie nach unten erfolgen kann. Daher kann eine ähnliche Elektrodenanordnung am Boden des Gehäuses 14 angebracht werden, zusammen mit einer geeigneten Vorrichtung zum Einführen des Separators in den Ionisationsbereich.

Für viele Zwecke jedoch wird ein lediglich einseitiges überziehen des Band- oder Blechmaterials als vollkommen ausreichend gefunden werden. Das ist besonders dann der Fall, wenn das Magnesia oder ein anderes Material hauptsächlich oder ausschließlich als Glühseparator verwendet wird. Jedoch wurde festgestellt, daß ein Siliziumstahlband, das entkohlt worden war und bei dem auf und dicht unter der Oberfläche Kieselsäure gebildet wurde, wenn es nach dem nur einseitigen Überziehen mit Magnesia, wie hier gezeigt, zu einer Spule aufgewickelt und bei etwa 1177° C 24 Stunden in trockenem Wasserstoff geglüht wurde, einen Gasfilm der oben beschriebenen Art auf beiden Seiten aufwies.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines trockenen und kein Konstitutionswasser enthaltenden Glühtrennüberzugs auf der Oberfläche von metallischem Blech- oder Bandgut, wobei zwischen dieser Oberfläche und mindestens einer davon im Abstand angeordneten Elektrode ein elektrostatisches Feld erzeugt und in den Raum zwischen der Elektrode und der Oberfläche ein feinteiliger Glühseparator eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche auf Raumtemperatur gehalten wird, daß in an sich bekannter Weise der Elektrode ein relativ zum Potential der Oberfläche ausreichend positives Potential erteilt wird, um ohne Ausbildung einer negativen Corona an der Oberfläche um die Elektrode eine positive Corona zu erzeugen, und daß der Glühseparator von einem trockenen, nicht reaktionsfähigen Gas mitgeführt wird, wobei sich die Stelle, an welcher der Glühseparator zugeführt wird, näher an der Oberfläche als an der Elektrode und außerhalb des Coronabereiches befindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Gas eingeführte Glühseparator durch eine Schicht eines von Glühseparator freien trockenen Gasstromes von der Elektrode getrennt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Oberfläche während dieser Behandlung in einer bestimmten Richtung gegenüber der Elektrode bewegt und daß sich die Gase in der gleichen Richtung bewegen.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des den Glühseparator mitführenden Gases so eingestellt wird, daß auf der Oberfläche eine Schicht des Glühseparators einer Dicke erzeugt wird, die einen Wert von 30,5 mg Glühseparator pro cm² Oberfläche nicht wesentlich überschreitet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode und der von dem Glühseparator bedeckte Teil der Oberfläche in einem Gehäuse angeordnet sind, durch das die Gase strömen, deren Geschwindigkeit so eingestellt wird, daß innerhalb des Gehäuses die Bildung einer solchen Turbulenz vermieden wird, die Teile des Glühseparators in die Nahe der Elektrode bringen würde.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Blech- oder Bandgut ein trockenes Silicium-Eisen-Band verwendet und dieses mit einem Glühtrennüberzug aus kein Konstitutionswasser enthaltendem Magnesiumoxyd versieht, indem man das Band durch ein Gehäuse führt, wobei gleichzeitig festgelegte Mengen Magnesiumoxyd in einem trockenen Gas mitgeführt werden und das Gas benachbart zur Oberfläche des Bandes an einem Ende des Gehäuses eingeleitet wird, daß man zwischen der Oberfläche des Bandes und mehreren Elektroden, die in dem Gehäuse angeordnet sind und voneinander und vom Band einen Abstand haben, ein elektrostatisches Feld erzeugt, indem man an die Elektroden eine Gleichspannung anlegt, die gegenüber dem Potential des Bandes genügend positiv ist, um eine die Elektroden umgebende positive Corona zu erzeugen, die aber nicht ausreicht, um auf dem Band eine negative Corona zu erzeugen, und daß man das das Magnesiumoxyd tragende Gas von den Elektroden durch Umhüllung mit einer Schutzschicht eines von Magnesiumoxyd freien mitgeführten Gases trennt, wodurch das Magnesiumoxyd positiv geladen wird und durch das elektrostatische Feld auf die Oberfläche des Bandes getrieben wird, wo es seine Ladung verliert und an der Oberfläche und an sich selbst durch molekulare Anziehungskräfte haftet, wodurch auf dem Streifen eine Magnesiumoxydschicht aufgebaut wird, die einen Wert von 30,5 mg Magnesiumoxyd pro cm² nicht wesentlich überschreitet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase zusammen mit dem Band an einem entgegengesetzten Ende des Gehäuses austreten.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein isolierendes Gehäuse (14), Einrichtungen (10 bis 13) zum Transport von Eisenmetall (9) in der Dicke eines Bleches durch das Gehäuse, Elektroden (15 bis 18, 20) innerhalb des Gehäuses in einem Abstand von der Oberfläche des Metalls, Einrichtungen (2 bis 6) zum Transport des Glühseparators in einem trockenen Gas, eine Einrichtung (7) zur Einführung von Gas in das Gehäuse in der Nähe der Oberfläche des Metalls und in verhältnismäßig großem Abstand von den Elektroden sowie eine Einrichtung (19) zum Anlegen einer Spannung.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (8) zur Einführung eines vom Glühseparator freien Schutzgases in das Gehäuse zur Trennung des den Glühseparator tragenden Gasstromes von den Elektroden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus stabähnlichen Teilen (15 bis 18) bestehen, die sich quer zur Länge des Metalls erstrecken und deren Länge kleiner ist als die Breite des Metalls und die von dem Metall durch einen Abstand getrennt sind, der etwa die Hälfte des Abstandes zwischen den Elektroden untereinander nicht überschreitet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden eine Elektrode in Form einer Platte (20) umfassen, die von der Oberfläche des Metalls getrennt und mit einer positiven Spannung geladen ist, die etwa halb so groß ist wie die an die anderen Elektroden angelegte Spannung.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (5 a, 8) zur Steuerung der Gasgeschwindigkeit vorgesehen sind.