DE1696128A1 - Reinigung und Entfettung von Stahlbaendern - Google Patents

Description

"Reinigung und Entfettung von Stahlbändern"

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Reinigung von Stahlbändern in sehr schnell laufenden Bandentfettungsanlagen.

In großem Umfang werden Stahlbänder hergestellt und in Bandform weiterverarbeitet. Durch den Walzprozeß, seltener aus Gründen des besseren Korrosionsschutzes bei längerer Lagerung, sind diese Bänder befettet. Es ist daher erforderlich, bei der Weiterver- · arbeitung dieser Bänder eine Entfettung vorzunehmen, wobei das . . Stahlband durch Reinigungsbäder geführt wird. Die Bandgeschwindigkeit bestimmt dabei den Zeitraum, der für die Reinigung zur Verfügung steht. Bei hohen Bandgeschwindigkeiten ist dieser .'".'.:'''■.' Zeitraum sehr kurz, und es ist auch praktisch unmöglich, die ^: Größe der Bänder beliebig auszudehnen. Aus wirtschaftliehen r Gründen ist man bestrebt, die Bandgeschwindigkeiten ständig ■ zu erhöhen, wobei Bandgeschwindigkeiten über 500 m/min in Betracht kommen. Daher werden an die Reinigung besondere ' Anforderungen gestellt, zumal für die Weiterverarbeitung in vielen Fällen eine völlige Fettfreiheit" der Metalloberfläche gefordert

• -U,-i Unterlagen (Art. 7 § l Abs. 2 Nr. I Sau 3 dt« ÄnderuneeftM. v.

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wird. Um unter diesen besonderen Bedingungen noch eine gute Entfettung zu erreichen, hat man bisher mit stark alkalischen Mitteln gearbeitet. Auch hat man die Entfettungswirkung weiterhin dadurch verbessert, daß eine elektrolytische.Entfettung im Anschluß an eine alkalische Vorentfettung vorgenommen wird·. ^;

Bei einer weiteren Erhöhung der Bandgeschwindigkeit reicht diese Arbeitsweise aber nicht mehr aus, um befriedigende Ergebnisse zu erhalten. Durch die sehr großen Mengen eingeschleppter Fette treten Störungen in den Bädern auf, vornehmlich durch überhöhte Schaumentwicklung und Rückbefettungen, die auch durch Abänderung der alkalischen Reinigungsmittel nicht hinreichend behoben werden können. Eine Intensive Bekämpfung des auftretenden starken Schaumes, der auch die Standzeit der Bäder erheblich beeinflußt, 1st nicht möglich, da die Metalloberflächen die Antischaummittel adsorbieren und diese auch bei der weiteren Verarbeitung zu Störungen führen können. Es wurde nun gefunden, daß sich diese ' Mängel weitgehend vermeiden lassen, wenn man sich des nachstehenden Verfahrens zur Reinigung von Stahlbändern in sehr schnell laufenden Bandentfettungsanlagen bedient. Das neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Band mit Reinigern, deren pH-Wert zwischen 6 und 8,5 liegt und die nicht schäumende, nlchtlonogene Netzmittel und/oder Antischaummittel sowie gegebenenfalls Buildersubstanzen enthalten, bei Temperaturen

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zwischen 70 und 93°C im Spritzverfahren bei einem Spritzdruck zwischen 5 und 50 atü behandelt, wobei die mittlere Behandlungszeit des Stahlbandes unter 5 Sekunden, vorzugsweise zwischen 0,2 und 2 Sekunden beträgt und man nach dem Abquetschen anschließend mit alkalischen Lösungen, deren pH-Wert über 8,5 liegt, eine Restentfettung des Bandes durchführt.

Als nichtschäumende, nichtionogene Netz- und/oder Antischaummittel für die Durchführung des obigen Verfahrens kommen Additionsprodukte des Xthylenoxids an Fettalkohole und Fettamine mit 8 bis

20 Kohlenstoffatomen sowie an Alkylphenole mit einer Alkylkette ; von 4 bis 15 Kohlenstoffatomen in Betracht. Die Kohlenstoffketten können verzweigt oder unverzweigt sein. Weiterhin kommen Additionsprodukte von Xthylenoxid an Polypropylenglykol bzw. Polybutylenglykol oder Additionsverbindungen des Propylenoxids an Polyalkohole, Polyglykole, Polyamine und Alkanolamine in Betracht. Das Verhältnis der hydrophoben zur hydrophilen Komponente muß hierbei so gewählt werden, daß der Trübungspunkt in 1 Jiiger wäßriger Lösung unter 60°C liegt. Vorzugsweise werden solche nichtionogenen Netzmittel verwendet, deren Trübungspunkt zwischen 10 und 50°C liegt.

Der Trübungspunkt wird jeweils festgestellt durch die langsame Erwärmung einer 1 Jtigen Lösung und die Beobachtung der ersten optisch gut erkennbaren Trübung. Die angegebenen Trübungspunkte beziehen sich auf reine Lösungen der jeweiligen Stoffe.

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Die Reiniger können neben den nichtschäumenden, nichtionogenen Metz- und/oder Antischaummittel^ Buildersubstanzen enthalten, wobei bevorzugt hierfür Ortho- oder Polynerphosphate wie Hexametaphosphat, Tripolyphosphat, Pyrophosphat in Form ihrer Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze und weiterhin Alkalibicarbonate, Alkaliborate sowie Glukonate bzw. deren Borsäureester in Betracht kommen. In vielen Fällen kann es vorteilhaft sein, den Reinigern noch Komplexbildner wie beispielsweise Nitrilotriessigsäure, Äthylendiamin-tetraessigsäure, Aminotri- (methylenphosphonsäure), Aminoalky1-1,1-diphosphonsäüren oder Hydroxyalkyl-ljl-diphosphonsäuren, insbesondere HydroxySthan-l,l-diphosphonsäure, öder deren Alkalisalze zuzusetzen.

Der Spritzdruck kann in weiteren Grenzen zwischen 5 und 50 atü variiert werden. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Arbeiten mit einem Spritzdruck zwischen 6 und 20 atü erwiesen.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, die letzten Spritzdüsen als Breitstrahldüsen auszubilden, die die Reinigungslösung tangential auf das Band aufbringen, so daß sich die Verschmutzungen abschälen.

Die Restentfettung wird mit alkalischen Lösungen mit pH-Werten über 8,5, vorzugsweise über 12, vorgenommen. Es werden hierzu, die bekannten üblichen alkalischen Reinigungsmittel, die vorzugsweise

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Ätzalkalien, Alkalisilikate, Soda, Pottasche, Ortho- und Polymerphosphate sowie Glukonate enthalten, verwendet. Auch diese Bäder können die an sich bekannten oben bereits erwähnten Komplexbildner enthalten.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, die Restentfettung mit den alkalischen Lösungen, deren pH-Wert über 8,5 liegt, unter Verwendung von Strom (elektrolytische Entfettung) durchzuführen. Die Stromstärken liegen im üblichen Bereich

zwischen 3 und 10 A/dm . Die alkalische Restentfettung kann jedoch auch mit Hilfe mehrerer Bäder, vorzugsweise 2 Bädern, durchgeführt werden. Auch hier ist es vorteilhaft,' wenn die Restentfettung, zumindestens im letzten Bad, unter Anwendung von Strom erfolgt.

Die nichtschäumenden, nichtionogenen Netz- und/oder Antischaummittel sowie gegebenenfalls Buildersubstanzen enthaltende Reiniger mit einem pH-Viert zwischen 6 und 8,5 v/erden vorzugsweise in einer Konzentration von 0,3 bis 5 % angewandt. Die alkalischen Restentfettungsbäder werden mit Reinigungslösungen in Konzentrationen zwischen 0,5 und 8 % gefahren.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren konnte erstaunlicherweise in sehr kurzen Zeiten, wie sie auch bei besonders schnell

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laufenden Bändern unumgänglich sind, in der ersten Reinigungsstufe bereits die Befettung fast vollständig entfernt werden, so daß nur noch geringe Mengen der Verschmutzung in die alkalischen Bäder gelangen. Hierdurch ist es möglich, die alkalischen Bäder über lange Zeiten fast schaumfrei zu fahren und auch bei langen Standzeiten eine einwandfreie Entfettung zu erreichen. Auch die Reinigungslösung in der ersten Zone kann dann über lange Zeiten funktionsfähig gehalten werden, wenn durch geeignete an sich bekannte Maßnahmen, die sich ausscheidenden Fette aus der Reinigungslösung entfernt werden.

Es ist daher durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, die Bandgeschwindigkeiten noch erheblich zu erhöhen, ohne daß Schwierigkeiten bei der Entfettung auftreten. Die Bandgesclwindigkeiten bei einem Arbeiten mit ausschließlidh starkalkalischen Lösungen sind dagegen aus Gründen der eingangs genannten Mängel nicht wesentlich über 500 m/min zu steigern.

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Beispiel 1: Ein im wesentlichen mit verseifbaren Fetten gevmlztes Bandmaterial wurde in vertikaler Laufrichtung 1,5 Sekunden bei 80°C und einem Spritzdruck von 8 atü mit einer 1,5 Gew.Jiigen Reinigungslösung, deren pK-Wert bei 7 lag, gespritzt. Die Reinigungslösung enthielt ein Gemisch aus einem Additionsprodukt von Äthylenoxid an Propylenglykol mit einem Trübungspunkt von .17⁰C in 1· /iiger Lösung und einem Additionsprodukt von Äthylenoxid an Polyglycerin (3,5 KoI Äthylenoxid pro Hydroxylgruppe) sowie einem Alkanolaminsalz einer niederen Fettsäure Im Verhältnis 1:1:1. Die letzten Düsen waren hierbei als Breitstrahldüsen ausgebildet und so angebracht, daß sie die Reinigungslösung tangential auf die Metalloberfläche aufspritzten. Der Fettbelag dieses Bandmaterials betrug vor der Behandlung 0,42 g/m und nach der genannten Behandlung 0,08 g/m².

Anschließend wurde nach dem Abquetschen der ersten Reinigungsflüssigkeit in einem weiteren Behandlungsbad elektrolytisch nachentfettet. In diesem Bad wurde eine 2,5 J5ige alkalische Reinigungslösung eines Reinigers der folgenden Zusammensetzung:

75 Gew.? NaOH
20 "" Soda
5 " Wasserglas

pH-Wert ca. 14

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eingesetzt. Die Stromstärke betrug 8 A/dm . Nach dieser Behandlung war das Bandmaterial vollständig entfettet. In dem elektrolytischen Bad trat wegen der sehr geringen Einschleppung von V/alzfett kein störender Schaum auf, und es konnte auf die Verwendung von Antischaummitteln verzichtet werden. Die Standzeit des elektrolytischen Entfettungsbades konnte so erheblich gesteigert bzw. die Bandgeschwindigkeit erhöht v/erden.

Beispiel 2: Bandstahl, wie in Beispiel 1 beschrieben,

wurde 1 Sekunde bei einer Temperatur von 90 bis 93°C und einem Spritzdruck von 10 atü mit einer 2 #igen Lösung eines Reinigungsmittels der folgenden Zusammensetzung:

50 Gew.% Natriumtripolyphosphat ^O ^M Natriumhexametaphosphat 7 ⁿ Kokosfettamin mit 10 bis 15 Ethylenoxid

3 ⁿ Additionsprodukt von Äthylenoxid und Propylenoxid an Xthylendiamin mit einem Trübungspunkt von 19 C in 1 %±gev Lösung

behandelt. In diesem Fall beträgt die Abnahme der auf dem Stahlband befindlichen Fettmenge 90 %.

Anschließend an diese Spritzreinigung und das Abquetschen der Restlösung wurde in 2 alkalischen Reinigungsbädern, wobei das 'letzte unter Anwendung von elektrischem Strom betrieben wurde,

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nachentfettet. Im ersten Reinigungsbad wurde eine Lösung von Orthosilikat bei einer Temperatur von 80°C verwendet und in dem zweiten elektrolytischen Bad eine 3 #ige Lösung eines Reinigungsmittels der folgenden Zusammensetzung:

. 70 Gew.% NaOH ^: 20 " Soda

10 " Polymerphosphate

einsetzt. Die Temperatur dieses letzten Bades betrug etwa 90⁰C und die Stromstärke 6 A/dm . Bei dieser Arbeitsweise war das Bandmaterial vollständig entfettet und in den alkalischen Reinigungsbädern trat kein störender Schaum auf.

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Claims (2)

Patentansprüche

1) Verfahren zur Reinigung von Stahlbändern in sehr schnell laufenden Bandentfettungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Band mit Reinigern, deren pH-Wert zwischen 6 und 8,5 liegt und die nicht schäumende, nichtionogene Netz- und/oder Antischaummittel sowie gegebenenfalls Buildersubstanzen enthalten, bei Temperaturen zwischen 70 und 93°C im Spritzverfahren bei einem Spritzdruck zwischen 5 und 50 atü behandelt, wobei die mittlere Behandlungszeit des Stahlbandes unter 5 Sekunden, vorzugsweise zwischen 0,2 und 2 Sekunden beträgt und man nach dem Abquetschen anschließend mit alkalischen Lösungen, deren pH-Wert über 8,5 liegt, eine Restentfettung des Bandes durchführt.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Restentfettung unter Anwendung von Strom erfolgt.

Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Restentfettung in mehreren Stufen, von denen mindestens eine unter Anwendung von Strom erfolgt, durchgeführt wird.

Unteriaoen

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H) Verfahren nach Anspruch 1-3* dadurch gekennzeichnet, daß man im ersten Reinigungsbad die. letzten Spritzdüsen als Breitstrahldüsen ausbildet, die tangential auf das Band spritzen.

Henkel Sc Cie. GmbH.,
i.*. ppa.

(Dr. Glasmann) (Dr. Arnoldy)

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