DE19842971A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beizen von ebenflächigem, insbesondere bandförmigem Behandlungsgut - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beizen von ebenflächigem, insbesondere bandförmigem Behandlungsgut, bei dem das Behandlungsgut durch mindestens einen Behälter bewegt und mit einer Beizlösung bespritzt wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. DOLLAR A Um eine Beschädigung der Düsen bei der Spritzbehandlung auszuschließen, eine große Flexibilität des Beizvorganges zu ermöglichen und ein gleichmäßiges Beizen in Abhängigkeit von dem zu beizenden Behandlungsgut und der geforderten Beizqualität sicherzustellen, wird die als einzige Säure Salzsäure enthaltende Beizlösung ausschließlich über eine Vielzahl von in Bewegungsrichtung des Behandlungsguts hintereinander angeordneten Düsen von beiden Seiten aus unter einem Winkel von unten und oben gegen das Behandlungsgut gespritzt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beizen von ebenflächigem, insbesondere bandförmigem Behandlungsgut, bei dem das Behandlungsgut durch mindestens einen Behälter bewegt und mit einer Beizlösung bespritzt wird, sowie auf eine Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens.

Band- und tafelförmige Stähle und Edelstähle müssen vor ihrer Weiterverarbeitung an ihrer Oberfläche von Rost- und Zunder­ schichten oder anderen Korrosionsprodukten befreit werden. Dies erfolgt durch das sogenannte Beizen. Beim Beizen wird die Ober­ flächenbeschaffenheit des Beiz- bzw. Behandlungsgutes verän­ dert. Das Beizen erfolgt im allgemeinen in Säuren, die sowohl die vorerwähnten Schichten als auch das Grundmetall angreifen. Das Beizen stellt einen sehr komplexen Prozeß dar, da die Auf­ lösung von Metallen in Säurelösungen einen elektrochemischen, die Auflösung und Ablösung von Zunder- bzw. Oxidschichten einen rein chemischen Vorgang darstellen. Das Beizen von bandförmigem Behandlungsgut erfolgt seit vielen Jahren in besonderen Behäl­ tern, in denen sich die Beizlösung befindet. Als Beizlösung wird dabei hauptsächlich Salzsäure verwendet, deren Aufarbei­ tung bzw. Regenerierung keine großen Probleme bereitet. Darüber hinaus kann beim Beizen mit Salzsäure abwasserfrei gefahren werden. Neben den Beizbehältern, in denen das bandförmige Be­ handlungsgut durch Eintauchen mit der Beizlösung in Kontakt ge­ bracht wird, ist es bekannt, in einer sogenannten Beizlinie, die Tauchbeizbehälter enthält, auch mindestens einen Beizbehäl­ ter vorzusehen, in dem die Beizlösung durch einen Spritzvorgang auf das bandförmige Behandlungsgut aufgebracht wird. Für das Aufspritzen der Beizlösung sind oberhalb des Behandlungsgutes in dem Behälter besondere, quer zur Transportrichtung des Be­ handlungsgutes verlaufende Rohre vorgesehen, die mit besonderen Düsen bestückt sind, durch die die Beizlösung dann auf die Un­ terseite und auf die Oberseite des bandförmigen Behandlungsgu­ tes gespritzt wird. Bei einem Riß des bandförmigen Behandlungs­ gutes kommt es am abgerissenen Ende immer wieder zu einem Schlagen des Bandes, welches zu einer Beschädigung einzelner oder mehrerer Düsen oder sogar zu einer Beschädigung der Düsen­ rohre führt. Dies betrifft hauptsächlich die Düsen bzw. Düsen­ rohre, die im mittleren Bereich eines Beizbehälters vorgesehen und notwendig sind. Auch aus diesem Grunde wird eine Spritzbe­ handlung des Beizgutes nie als einzige Behandlung, sondern im­ mer nur vor oder nach einer Tauchbehandlung oder zwischen zwei Tauchbehandlungen durchgeführt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beizen von ebenflächigem, insbesondere bandförmigem Behand­ lungsgut aufzuzeigen, das eine Beschädigung der Düsen bei der Spritzbehandlung ausschließt, das eine große Flexibilität des Beizvorganges ermöglicht und ein gleichmäßiges Beizen in Abhän­ gigkeit von dem zu beizenden Behandlungsgut und der geforderten Beizqualität sicherstellt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß die als einzige Säure Salzsäure enthaltende Beizlösung aus­ schließlich über eine Vielzahl von in Bewegungsrichtung des Behandlungsgut hintereinander angeordneten Düsen von beiden Seiten aus unter einem Winkel von unten und oben gegen das Be­ handlungsgut gespritzt wird.

Durch ein derartiges Verfahren wird eine Beschädigung der Dü­ sen, insbesondere bei einem Schlag des Bandes bzw. Bandendes, vermieden. Durch ein abgestimmtes Düsensystem wird das zu bei­ zende Behandlungsgut ausschließlich allseitig mit der salzsäu­ rehaltigen Beizlösung bespritzt. Dadurch gelangt ständig fri­ sche Beizlösung an die obere und die untere Oberfläche. Durch die kinetische Energie, mit der die Flüssigkeitstropfen auf das Behandlungsgut treffen, werden auch weniger festhaftende Zun­ derpartikel von der Oberfläche abgespült oder abgesprengt. Durch ein solches Verfahren läßt sich die Beizzeit bzw. die hänge der Beizanlage erheblich verkürzen.

Durch An- und Abschaltung einzelner Düsen oder Düsengruppen ist es möglich, eine große Flexibilität des Beizvorganges und vor allem ein gleichmäßiges Beizen in Abhängigkeit von dem zu bei­ zenden Behandlungsgut und der angestrebten Beizqualität zu er­ reichen. Eine Tauchbehandlung des bandförmigen Behandlungsgutes ist dabei normalerweise nicht mehr erforderlich. Dieses Beiz­ verfahren ist sowohl bei C-Stählen als auch Edelstählen anwend­ bar.

Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Ansprü­ chen 2 bis 10 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung in vereinfachter Weise dargestellten Ausführungsbeispieles nä­ her erläutert.

In dieser Zeichnung ist von einer Vorrichtung zum Beizen von bandartigem Behandlungsgut 1 nur ein Beizbehälter 2 im Quer­ schnitt gezeigt, durch den das bandförmige Behandlungsgut 1 senkrecht zur Zeichnungsebene transportiert wird. Der Beizbe­ hälter 2 ist zumindest teilweise in an sich bekannter, nicht dargestellter Weise mit einem leicht geneigten Boden 3 verse­ hen, der mindestens eine Auslaßöffnung 4 aufweist, von der eine Leitung 5 zu einem Vorrats- bzw. Umpumpbehälter 6 für die Beiz­ lösung führt. Der Beizbehälter 2 ist in an sich bekannter, nicht dargestellter Weise durch einen aufklappbaren Deckel ver­ schließbar.

In der Wandung des Beizbehälters 2 sind nun beidseitig des bandförmigen Behandlungsgutes 1 Strahldüsen 7 vorgesehen, die in der Bewegungsrichtung des Behandlungsgutes 1 hintereinander angeordnet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind nun vier Reihen mit solchen Strahldüsen 7 vorgesehen, von denen sich zwei Reihen mit Strahldüsen 7 mit Abstand oberhalb und zwei Reihen mit Strahldüsen 7 unterhalb des bandförmigen Be­ handlungsgutes 1 befinden. Die Düsen 7 von sich gegenüberlie­ genden bzw. benachbarten Düsenreihen können gegeneinander ver­ setzt sein. Die Düsen 7 verlaufen unter einem spitzen Winkel zum Behandlungsgut 1, wobei die oberen Düsen 7 nach unten und die unteren Düsen 7 nach oben gegen das Behandlungsgut 1 ge­ richtet sind. Der Winkel der Strahldüsen 7 zum Behandlungsgut 1 beträgt etwa 10 bis 45°. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Düsen 7 einen Winkel von etwa 35° zur Oberfläche des Behandlungsgutes 1 auf. Der Abstand der einzelnen Düsen 7 von­ einander beträgt in jeder Düsenreihe etwa 20 bis 60 cm, vor­ teilhaft etwa 40 cm.

Alle vier dargestellten Reihen mit Strahldüsen 7 sind über Lei­ tungen 8 mit einer Pumpe 9 verbunden, die ihrerseits an den Vorrats- bzw. Umpumpbehälter 6 für die Beizlösung angeschlossen ist. Die Pumpe 9 saugt nun die Beizlösung aus dem Vorrats- bzw. Umpumpbehälter 6 an und führt dieselbe über die Leitungen 8 zu den Strahldüsen 7. Die Austrittsgeschwindigkeit der Beizlösung aus den Düsen 7 sollte mindestens 2 m/sec, vorteilhaft 5 bis 15 m/sec, betragen. Der Druck der auf die Oberfläche des bandarti­ gen Behandlungsgutes 1 aufgespritzten Beizflüssigkeit beträgt etwa 0,5 bis 3,0 bar.

Als Beizlösung wird eine Salzsäure als einzige Säure enthalten­ de Beizlösung verwendet, die eine Temperatur von 50 bis 95°C hat. Für den ausschließlich durch Spritzen ausgeführten Beiz­ vorgang werden zwei bis vier derartige Behälter 2 verwendet, wobei diese Behälter 2 kaskadenartig hintereinander angeordnet sind. Dies bedeutet, daß beispielsweise in der Beizlösung des ersten Behälters etwa 20 bis 140 g an freier HCl und im letzten Beizbehälter etwa 150 bis 220 g an freier HCl pro Liter enthal­ ten sind. Ferner enthalten die Beizlösungen in den einzelnen Beizbehältern unterschiedliche Gesamtmetallgehalte von 20 bis 180 g pro Liter. Während des Beizvorganges stellen sich ohne Zusatz weiterer Chemikalien geeignete Beizbedingungen ein. Den einzelnen Heizbehältern 2 sind dabei grundsätzlich getrennte Pumpen zugeordnet. Um die Flexibilität des Beizvorganges zu er­ höhen und ein gleichmäßiges Beizen in Abhängigkeit von der zu beizenden Stahlqualität und der angestrebten Beizqualität zu erreichen, können in den einzelnen Beizbehältern 2 einzelne Dü­ sen 7 oder Düsengruppen vorgesehen sein, die bedarfsweise ab­ schaltbar sind. Dabei ist es möglich, diesen Düsen 7 oder Dü­ sengruppen besondere Ventile zuzuordnen, die je nach Bedarf ge­ öffnet oder geschlossen werden. Es ist jedoch auch möglich, einzelnen Düsen 7 oder Düsengruppen getrennte Pumpen zuzuord­ nen, die bedarfsweise an- oder abgeschaltet werden.

Bedarfsweise ist es möglich, am Anfang und/oder Ende eines Beizbehälters 2, also dort, wo die Gefahr der Zerstörung durch ein schlagendes Band weitgehend ausgeschlossen ist, noch beson­ dere, von oben und unten wirkende Düsen vorzusehen. In die zum bzw. vom Vorrats- bzw. Umpumpbehälter 6 führende Leitung 5, 8 kann ein Wärmeaustauscher eingesetzt sein.

Claims (10)

1. Verfahren zum Beizen von ebenflächigem, insbesondere band­ förmigem Behandlungsgut, bei dem das Behandlungsgut durch mindestens einen Behälter bewegt und mit einer Beizlösung bespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die als einzige Säure Salzsäure enthaltende Beizlösung ausschließlich über eine Vielzahl von in Bewegungsrichtung des Behandlungsgut hintereinander angeordneten Düsen von beiden Seiten aus unter einem Winkel von unten und oben ge­ gen das Behandlungsgut gespritzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beizlösung von beiden Seiten bei geringfügiger mittlerer Überlappung gegen das Behandlungsgut gespritzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Spritzens beidseitig einzelne Düsen oder Düsengruppen nicht mit der Beizlösung beaufschlagt werden.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Düsen oder Düsengruppen mit unterschiedlichen Mengen an Beizlösung beaufschlagt werden.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Düsen oder Düsengruppen mit unterschiedlichen Drücken der Beizlösung beaufschlagt werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, bestehend aus mindestens einem langgestreckten, verhältnismäßig flachen Behälter mit einer Vielzahl von die Beizlösung auf die Unterseite und die Oberseite des Behandlungsgutes spritzenden Düsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (7) seitlich in der Wandung des Behälters (2) unterhalb und oberhalb des Behandlungsgutes (1) angeordnet und in Richtung auf das Behandlungsgut (1) geneigt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Düsen (7) oder Düsengruppen an unterschiedli­ che Pumpen (9) für die Förderung der Beizlösung angeschlos­ sen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen (9) eine unterschiedliche Fördermenge und/oder einen unterschiedlichen Förderdruck aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen (9) in ihrer Fördermenge und/oder in ihrem Förderdruck einstellbar ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (7) als Flachstrahldüsen ausgebildet sind.