DE2133173B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Abbeizen eines oxydierten Blechbandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbeizen eines oxydierten Blechbandes sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung.

Werkstücke, wie Rohre, Stangen od. dgl., hat man bereits zum Entrosten oder Entzundern einer Oberflächenbehandlung durch elektrische Entladung unterzogen, bei der die Oberfläche einer Vielzahl von verteilten, aufeinanderfolgenden elektrischen Lichtbogen ausgesetzt wird (deutsche Auslegeschrift 1254784).

Bekannt ist auch eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung einer durchlaufenden Folie aus Metall oder Kunststoff, die eine Funkenbildungseinheit mit einer sich über die Breite des Bandes erstreckenden, aus mehreren Elektrodenelementen bestehenden Elektrode aufweist (schweizerische Patentschrift 489323). Dabei ist die Elektrode mit einer Vorrichtung zur Zuführung von Druckgas versehen.

Ferner ist es bekannt, bei der Oberflächenbearbeitung einer Metallbahn durch hochgespannte, hochfrequente Entladungen gleichzeitig beide Seiten zu behandeln (schweizerische Patentschrift 459393).

Schließlich ist es auch bekannt, zur Oberflächenbearbeitung eines durchlaufenden Bandes je einen Generator für Vorbereitungs- bzw. Leistun^simpulse zu benutzen (USA.-Patentschrift 3017486).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfah-

ren und Vorrichtungen zum Abbeizen eines oxydierten Blechbandes, d.h. zum Entfernen der seine Oberfläche nach einer Wärmebehandlung, bzw. nach Walzvorgängen bedeckenden, an ihr haftenden Oxydschicht anzugeben, die eine stärkere Aufrauhung seiner Oberfläche, wie sie bisher bei der üblichen Metallstrahlbehandlung auftrat, und den mit der ebenfalls üblichen, wiederholten, rein elektrochemischen Behandlung, der häufig noch eine mechanische Vorbehandlung vorangehen und chemische Nachbehandlungen folgen müssen, verbundenen Zeit-, Raum- und Kostenaufwand vermeiden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Blechband einer Behandlung durch Funkenentladung unterzogen wird, bei der die beiden Seiten des Blechbandes der Wirkung einer Vielzahl von elektrischen Funken ausgesetzt werden, die über die gesamte Breite des Blechbandes verteilt sind und mit hoher Frequenz aufeinanderfolgen, worauf das Blechband wenigstens einer der herkömmlichen elektrochemischen und/oder chemischen Beizbehandlungen unterzogen wird.

Zur Durchführung dieses Verfahrens eignet sich eine Vorrichtung, die erfindungsgemäß in der Weise ausgebildet ist, daß sie wenigstens eine Funkenbehandlungseinrichtung umfaßt, die in der Durchlaufrichtung des Blechbandes vor wenigstens einem der herkömmlichen elektrochemischen oder chemischen Bäder angeordnet ist und aus zwei über und unter dem Blechband angeordneten, sich über die Breite des Blechbandes erstreckenden Elektroden besteht, und daß jede Elektrode aus mehreren Elektrodenelementen besteht, die an einen Impulsgeber zur Erzeugung von Entladungen hoher Frequenz angeschlossen sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 ein Schaltschema einer Meßzelle zur Messung des Ausmaßes der Entfernung der Oxidschicht, Fig. 3 ein Schaltschema eines Impulsgenerators,

Fig. 4 ein Schaltschema eines Impulsverteilers,

Fig. 5 ein Schema zur Veranschaulichung der Anordnung der Elektroelemente,

Fig. 6eine Schnittansicht einer Variante der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Elektrodenelemente.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in die Folge der herkömmlichen Beizbehandlungen wenigstens eine Funkenbehandlung eingeschaltet. Zu diesem Zweck wird jede Seite des Blechbandes der Wirkung einer schnellen Folge von Funkenentladungen ausgesetzt, die dicht nebeneinanderliegend über einen Streifen verteilt sind, der sich übes die gesamte Breite des zu behandelnden Blechbandes erstreckt. Diese Funkenentladungen folgen mit einer hohen Frequenz, die mehrere kHz erreichen kann, aufeinander. Vorzugsweise werden sie nacheinander an allen Stellen dieses Streifens erzeugt innerhalb einer Zeit, die kürzer als die Wiederholungszeit der Funkenentladungen ist. Jede dieser Funkenentladungen erzeugt einen Stromimpuls von seh* hoher Spitzenstromstärke (bis zu mehreren hundert Ampere) und übt auf die Blechoberfläche eine stark erodierende Wirkung aus. Infolge der Vorwärtsbewegung des Biechbandes wird schließlich eine sich über die gesamte Oberfläche des Blechbandes erstreckende erodierende Wirkung erhalten. Die Qualität der durch diese erodierende Wirkung erzielten Beizbehandlung kann durch Veränderung der Spitzenstromstärke der Impulse und der Impulsfrequenz reguliert werden. Erfindungsgemäß wird diese letztere Möglichkeit benutzt, um den Grad der Abbeizung unabhängig von dem ursprünglichen Oxydationsgrad, der je ncxh Blechart sehr unterschiedlich sein kann, im wesentlichen konstant zu halten. Zu diesem Zweck wird am Eingang des hinter

ίο der Funkenbehandlungsrichtung angeordneten elektrochemischen Bades eine Messung des erzielten Grades der Abbeizung vorgenommen und dementsprechend die Lichtbogenfrequenz geregelt. Diese Messung kann durch bekannte Mittel erfolgen. Eine vorteilhafte Lösung besteht darin, daß der Widerstand gemessen wird, den die Blechoberfläche dem Durchgang des elektrischen Stroms entgegensetzt. Dies kann beispielsweise in der Weise geschehen, daß zwischen dem Bad und dem Blech eine elektrische Spannung

»ο von bestimmter Höhe angelegt und die Stromstärke des auf der mit dem Bad in Berührung stehenden Blechfläche fließenden Stroms ununterbrochen gemessen wird. Diese Stromstärke hängt dabei naturgemäß von der auf der Blechoberfläche vorhandenen Oxydschicht ab. In Abhängigkeit von dem durch diese Messung jeweils ermittelten Meßwert wird dann die Funkenentladungsfrequenz geregelt. Wenn die ermittelte Stromstärke schwach ist, wie es der Fall sein wird, wenn auf der Blechoberfläche eine verhältnismäßig dicke Restoxydschicht verblieben ist, so wird die Funkenentladungsfrequenz erhöht. Wenn die ermittelte Stromstärke dagegen hoch ist, wie es der Fall sein wird, wenn auf der Blechoberfläche eine sehr dünne oder gar keine Restoxydschicht verblieben ist, so wird die Funkenentladungsfrequenz verringert. Natürlich müssen alle Vorkehrungen getroffen werden, um zu verhindern, daß die Widerstandsmessung durch Störungen beeinträchtigt wird, die nicht von der Oxydschicht ausgehen. So muß bei der Durchführung der Widerstandsmessung in der vorstehend beschriebenen Weise vor allem die eigene elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit des elektrochemischen oder chemischen Bades beachtet werden, um Störungen zu vermeiden, die durch Veränderung dieser Leitfähigkeit infolge von Temperatur- oder Konzentrationsschwankungen hervorgerufen werden können. Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Messung des Abbeizgrades durch Messung des elektrischen Widerstandes ist jedoch nur eine von vielen Möglicnkeiten.

Beispielsweise könnte die Messung auch auf optischem oder akustischem Wege, z.B. durch ein Ultraschallverfahren oder durch andere bekannte Mittel, vorgenommen werden.

Durch die Durchführung dieser Funkenentladungsbehandlung, ehe das Blech der Wirkung wenigstens eines der herkömmlichen elektrochemischen oder chemischen Ätzbäder ausgesetzt wird, wird die Wirksamkeit dieser Bäder erhöht, denn durch jeden Entladungsfunken entsteht in der Oxydschicht zumindest eine örtliche winzige Vertiefung oder im günstigeren Falle ein die Oxycschicht bis zum Metall durchdringendes Loch. Diese »Porosität« erleichtert das Eindringen der Flüssigkeit des nachfolgenden elektrochemischen oder chemischen Bades. Daher ist es von Vorteil, die Funkenentladungsbehandlung vor der Einbringung des Blechs in das erste Bad, d.h. unmittelbar nach der Sand- oder Metallstrahlbehandlung, vorzunehmen. In einigen günstigen Fällen kann auch

ganz auf die Sand- oder Metallstrahlbehandlung verzichtet und diese durch die Funkenentladungsbehandlung ersetzt werden. Dies bietet den zusätzlichen Vorteil, daß die Rauheit der geätzten Blechfläche verringert wird. So hat sich bei Versuchen mit rostfreiem Stahlblech gezeigt, daß die bei der Metallstrahlbehandlung entstehende Rauheit von IS bis 20 μίτι auf 5 μπι herabgesetzt werden kann, wenn die Metallstrahlbehandung durch die Funkenentladungsbehandlung ersetzt wird.

Aber selbst in den Fällen, in denen es erforderlich ist, die Sand- oder Metallstrahlbehandlung beizubehalten, bringt die Einbeziehung der Funkenentladungsbehandlung in die Folge der herkömmlichen Ätzbehandlungen den Vorteil, daß diese Ätzbehandlungen durch Verringerung der Zahl der benötigten Bäder wesentlich vereinfacht werden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Das zu behandelnde Blechband 1 bewegt sich in Richtung des Pfeils 2, wobei es an einer Funkenbehandlungseinrichtung 3 vorbeiläuft. Nach Passieren der Funkenbehandlungseinrichtung 3 läuft das Blechband 1 über Führungsrollen 4 in und durch ein elektrochemisches oder chemisches Bad 5. Am Eingang des Bades 5 befindet sich eine Meßzelle 6 zur Messung der Stärke der Ätzbehandlung. Die Punkenbehandlungseinrichtung 3 und Meßzelle 6 sind in doppelter Ausführung vorgesehen bzw. bestehen aus zwei Hälften, von denen die eine die obere Blechfläche und die andere die untere Blechfläche bearbeitet. Da diese beiden Hälften jeweils in gleicher Weise ausgebildet sind, wird hier nur die eine Hälfte, und zwar die der oberen Blechseite zugeordnete Hälfte, beschrieben.

Die Funkenbehandlungseinrichtung 3 umfaßt eine Elektrode 10, die aus mehreren in einen Isolierkörper 12 eingebetteten Elektrodenelementen 11 besteht. Das obere Ende jedes der Elektrodenelemente 11 ist mit einer Verteilerschaltung 13 verbunden, deren Eingang an die Hauptklemme 16 eines Impulsgebers 14 angeschlossen ist. Der Impulsgeber 14, dessen andere Hauptklemme 17 an Erde gelegt ist, liefert eine Serie von sehr kurzen Impulsen hoher Stromstärke, die mit hoher Frequenz aufeinanderfolgen. Die Impulsfrequenz kann durch ein Steuersignal geregelt werden, das einer Steuerklemme 15 am Impulsgeber 14 zugeleitet wird. Die Verteilerschaltung 13 ist so ausgelegt, daß diese Impulse nacheinander den Elektrodenelementen 11 der Elektrode 10 zugeführt werden, wobei alle Elektrodenelemente 11 in einer Zeit bedient werden, die kurzer als die Schwingungsdauer des Impulsgebers 14 ist.

Die Meßzelle 6 enthält eine plattenförmige Meßelektrode 20, die in der Flüssigkeit 31 des Bades 5 in vorbestimmtem Abstand von der Oberfläche des zu behandelnden Blechbandes 1 angeordnet ist. Die Meßelektrode 20 ist über einen Widerstand 21 mit dem einen Pol einer Stromquelle 22 verbunden, die eine vorbestimmte Spannung liefert. Der andere Pol der Stromquelle 22 ist an Erde gelegt. Die Stromquelle 22 speist außerdem über einen Widerstand 23 ein Hilfselektrodenpaar 24, das in unmittelbarer Nähe der Meßelektrode 20 in der Flüssigkeit 31 des Bades 5 angeordnet ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht die Meßzelle 6 aus einer Wheatstonebrücke,diein einem ihrer Zweige außer dem Widerstand 21 die Badflüssigkeit 31 zwischen dem Blechband 1 und der Meßelektrode 20 und in ihrem anderen Zweig außerdem Widerstand 23 die Badflüssigkeit zwischen den Hilfselektroden 24 enthält.

In der Brückendiagonalen liegt eine Vergleichs-

S schaltung 25, an deren Ausgang 26 ein Signal entsprechend dem Unterschied zwischen den Spannungen an den Widerständen 21 und 23 entsteht. Somit ist dieses Signal lediglich von der Stärke der die Oberfläche des Blechbandes 1 bedeckenden Oxydschicht und nicht von der Leitfähigkeit der Badflüssigkeit 31 abhängig, die infolge von Schwankungen der Temperatur oder Konzentration unterschiedlich sein kann. Bei dieser Flüssigkeit handelt es sich um eine ätzende Flüssigkeit, beispielsweise Chlorwasserstoffsäure, die die auf der Oberfläche des Blechbandes 1 befindliche Oxydschicht angreift.

Der Ausgang 26 der Vergleichsschaltung 25 ist über eine Leitung 27 mit der Steuerklemme 15 des Impulsgebers 14 so verbunden, daß die Frequenz des Impuls-

ao gebers 14 durch das von der Meßzelle 6 abgegebene Signal, nämlich in Abhängigkeit von dem Grad der durch die Funkenbehandlung bewirkten Abbeizung gesteuert wird. Wenn der Grad der erzielter Abbeizung ungenügend ist, so ist die auf der Oberfläche

»5 des Blechbandes 1 verbliebene Oxydschicht dicker, und der durch den Widerstand 21 fließende Strom nimmt ab. Dann bewirkt das über die Leitung 27 übermittelte Rückkopplungssignal eine Erhöhung der Frequenz des Impulsgebers 14, wodurch die Abbei zung der Oxydschicht durch den Funkeneffekt ver stärkt wird. Wenn der Grad der erzielten Abbeizung dagegen gut ist, so setzt die auf dem Blechband 1 verbliebene Restoxydschicht dem Stromdurchgang einen geringeren Widerstand entgegen, und die Stromstärke des über den Widerstand 21 fließenden Stroms nimmt zu. In diesem Falle bewirkt das über die Leitung 27 übermittelte Signal eine Verringerung der vom Impulsgeber 14 erzeugten Frequenz und damit die Funkenbehandlungsstärke.

Die ätzende Flüssigkeit 31 kann auch eine Salpetersäurelösung sein, die in bestimmten Fällen an der Oberfläche von Stahlblechen eine schnelle Passivierung hervorruft, die um so stärker sein wird, je besser das Blech abgebeizt ist. Da diese Passivierung eine

Erhöhung des Widerstandes an der mit der Flüssigkeit in Berührung stehenden Oberfläche des Blechs zur Folge hat, wird der Impulsgeber 14 in diesem Falle so ausgelegt, daß er auf das von der Vergleichsschaltung 25 gelieferte Steuersignal in umgekehrter Weise wie vorstehend beschrieben reagiert, d.h. bei guter Abbeizwirkung und daraus resultierender starker Passivierung und hohem Widerstand nimmt die Impulsfrequenz ab und bei schlechter Abbeizwirkung und daraus resultierendem geringen Widerstand nimmt die Impulsfrequenz zu.

Der Impulsgeber 14 kann von beliebiger bekanntei Art sein. Da die Elektrode 10 jedoch in einem gewissen Abstand vom Blechband 1 angeordnet ist, empfiehlt sich die Verwendung eines Impulsgebers mi zwei Stromkreisen, von denen der eine einen Vorbe reitungsimpuls von hoher Spannung (von mehrerei kV) und geringer Stromstärke zur Entladungsleitunj und der andere den eigentlichen Bearbeitungsimpul von niedriger Spannung und hotuT Stromstärke er zeugt, wie an sich bekannt.

Fig. 3 zeigt als Beispiel ein Schaltscheme: eines sol chen Impulsgebers. Ein Steuerosziflator 40, der mi einer durch einen Stellknopf 41 einstellbaren Fre

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quenz schwingt, dient zur Parallelsteuerung von zwei Stromkreisen 42,43. Der Vorbereitungsstromkreis 42 erzeugt den Vorbereitungsimpuls und der Kraftstromkreis 43 erzeugt den Kraftimpuls. Diese beiden Impulse werden nacheinander durch die Verteilerschaltung 13 an die verschiedenen Elektrodenelemente 11a, 116 usw. der Elektrode 10 verteilt. Die VerteUerschaltung 13 kann beispielsweise als Verzögerungsleitung mit mehreren LC-Gliedern 32, 33, 34 usw. ausgebildet sein, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Die Spule L jedes LC-Gliedes stellt die Primärwicklung 38 eines Transformators dar, dessen Sekundärwicklung 37 an eines der Elektrodenelemente 11 angeschlossen ist. Das andere Ende jeder der Sekundärwicklung ist an eine Sammelleitung angeschlossen. Diese Schaltung gewährleistet, daS die abgegebene Leitung nicht an ein einzelnes Elektrodendement geht, sondern an alle Elektrodenelemente verteilt wird, so daß jedes Elektrodenelement einen Lichtbogen erzeugt. Die von der Verzögerungsleitung insgesamt verursachte Verzögerung muß jedoch kürzer als eine Schwingungsperiode des Steueroszillators 40 sein, um zu gewährleisten, daß ein gegebener Impuls alle Elektrodenelemente passiert hat, ehe der nächste Impuls erscheint. Der Sieueroszillator 40 ist so ausgelegt, daß die von ihm abgegebene Frequenz gegenüber dem mit Hilfe des Stellknopfes 41 eingestellten Wert durch eine einer Steuerklemme 44 zugeführte Steuerspannung verändert werden kann. Diese Steuerspannung wird durch die Rückkopplungsleitung 27 an die Steuerklemme 44, die der Steuerklemme 15 in Fig. 1 entspricht, angeschlossen.

Der Kraftstromkreis 43 ist mit einer schematisch durch einen Stellknopf 39 angedeuteten Stellvorrichtung zur Regelung der Impulsspitzenstromstärke versehen.

Der Steueroszillator 40 kann zweckmäßig mit einer Hilfsschaltung versehen sein, die nach jedem Vorbereitungsimpuls eine Blockierung des Vorbereitungsstromkreises 42 bewirkt, wobei die Dauer dieser Blockierung länger als die für die Desionisierung des Raums zwischen der Elektrode 10 und dem Blechband 1 erforderliche Zeit sein muß, um die Löschung der unter den Elektrodenelementen 11 überspingenden Funken zu gewährleisten und die Bildung von Dauerlichtbogen zu verhindern.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:

Die periodisch zwischen den Elementen 11 der Elektrode 10 und der Oberfläche des Blechbandes 1 (Fig. 1) auftretenden Entladungen entfernen durch ihre erodierende Wirkung wenigstens einen Teil der auf der Oberfläche des Blechbandes 1 befindlichen Oxydschicht. Da sich das Blechband 1 in Richtung des Pfeils 2 unter der Elektrode hindurch bewegt, wird seine Oberfläche fortlaufend einer Abbeizbehandlung durch Funkenwirkung unterzogen. Der Grad dieser Abbeizung wird durch die Meßzelle 6 gemessen, die in dem Bad 5 an der Stelle angeordnet ist, an der das Blechband 1 in das Bad 5 eintritt. Das über die Rückkopplungsleitung 27 übermittelte Steuersignal bewirkt eine Veränderung der Funkenfrequenz gegenüber dem durch den Stellknopf 41 (Fig. 3) eingestellten Wert derart, daß der Grad der durch die Funken bewirkten Abbeizung im wesentlichen konstant bleibt. Diese Abbeizung erfolgt gleichzeitig auf der oberen und unteren Fläche des Blechbandes 1, da die Funkenbildungseinheit 3 und die Meßzelle 6 in doppelter Ausführung bzw. in zwei Hälften vorgesehen sind, wobei jede Hälfte der Funkenbildungseinheit 3 unabhängig von der anderen Hälfte durch die entsprechende Hälfte der Meßzelle 6 gesteuert wird.

Die Funkenbehandlungseinrichtung 3 arbeitet ähnlich wie eine herkömmliche Funkenerosionsvorrichtung mit dem Unterschied, daß die Funkenerosion üblicherweise in flüssiger Umgebung, das erfindungsgemäße Verfahren dagegen in Luft stattfindet, und

ίο daß die Elektrode bei der Funkenerosionsvorrichtung in unmittelbarer Nähe des Werkstücks, bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dagegen in beträchtlichem Abstand (zwischen 1 und 10 mm) von dem zu behandelnden Blechband 1 angeordnet ist. Wgen die ses Abstands wird die vorstehend beschriebene Vor bereitungsentladung angewandt, die die für das Überspringen des Funkens erforderliche Ionisation erzeugt.

Eine Variante der in den Fig. 1 und 3 dargestellten

ao Elektrodenelemente ist in Fig. 6 dargestellt. Dieses Elektrodenelement ist als Hohlzylinder 51 ausgebildet. Der Hohlraum 52 des Hohlzylinders 51 ist an seinem unteren Ende durch eine Stirnwand 53 abgeschlossen, in deren Mitte ein kreisrundes Loch 54 frei-

»5 gelassen ist. In dem Hohlraum 52 des Hohlzylinders 51 ist eine Stange 55 zur Erzeugung der Vorbereitungsspannung vorgesehen. Das untere Ende der Stange 55 erstreckt sich bis zum unteren Ende des Hohlzylinders 51, wo es in dem Loch 54 aufgenom men ist. Am oberen Ende des Hohlzylinders 51 ragt die Stange 55 aus dem Hohlraum 52 durch ein quer dazu angeordnetes Isolierstück 56 hervor. Am oberen Teil des Hohlzylinders 51 ist ferner ein mit dem Hohlraum 52 in Verbindung stehender Rohrstutzen 57 vorgesehen, der an eine nicht dargestellte Druckgasquelle, beispielsweise für die Zuführung von Druckluft oder eines Reduktionsgases, angeschlossen ist. Somit kann in den Hohlraum 52 des Hohlzylinders 51 ein dauernder Gasstrom eingeleitet werden, der durch den die Stange 55 umgebenden ringförmigen Teil des Lochs 54 austritt.

Die Stange 55 ist mit dem einen Ende der Sekundärwicklung 58 eines Transformators 59 verbunden, wobei das andere Ende der Sekundärwicklung 58 mit

♦5 dem Hohlzylinder 51 verbunden ist, entsprechend der Sammelleitung gemäß Fig. 4. Die Primärwicklung 60 des Transformators 59 stellt die Spule L eines der LC-Glieder einer Verzögerungsleitung dar, die wie bei der Ausführung gemäß Fig. 4 als Verteilerschal tung ausgebildet ist, so daß der Transformator 59 in der gleichen Weise wie der in Fig. 4 dargestellte Transformator 37, 38 arbeitet.

Wenn am Ausgang des Vorbereitungsstromkreises 42 ein Impuls erscheint, so wird durch den Transfor mator 59 zwischen dem Hohlzylinder 51 und der Stange 55 eine hohe Spannung erzeugt, die zwischen dem unteren Ende 61 der Stange 55 und der Stirnwand 53 des Hohlzylinders 51 eine Überschlagentladung verursacht. Diese Entladung hat eine starke Io- nisierung innerhalb des die Stange 55 umgebenden ringförmigen Teils des Lochs 54 zur Folge und, da in diesem ringförmigen Teil des Lochs 54 ein ständiger Gasfluß vorhanden ist, verschiebt sich diese Entladung aus dem Hohlzylinder 51 nach außen, wo ein

55. zapfenförmiger Ionisierungsbereich 62 entsteht. Dieser zapfenförmige Ionisierungsbcreich besteht aus einem leitenden Medium und bildet gewissermaßen einen Fortsatz des Hohlzylinders 51. Dieser Fortsatz

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verlängert das die Funkenentladung erzeugende Elektrodenelement und verkürzt den Abstand zwischen dem Elektrodenelement und dem Blechband 1. Diese Verkürzung ist ausreichend, um durch die vom Kraftstromkreis 43 an das Elektrodenelement gelieferte Spannung einen Funken zwischen dem Elektrodenelement und dem Blechband 1 überspringen zu lassen.

Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, daß eine wirksame Abkühlung des Elektrodenelements gewährleistet wird und daß durch den durch das Loch 54 ausströmenden Gasstrom die durch den Funken gelösten Oxydteilchen entfernt werden. Ferner gestattet die durch diesen Gasstrom entstehende Blaswirkung eine Erhöhung der Funkenfolgefrequenz, denn durch die Erneuerung der Luft in der Umgebung des Elektrodenelements bewirkt dieser Gasstrom eine zwangläufige Entfernung der Ionen, die viel schneller vonstatten geht, als wenn sie lediglich durch Desionisierung auf dem Wege der Wiedervereinigung erfolgt.

Im übrigen können die Vorteile der Blaswirkung auch bei einer Elektrode mit massiven Elektrodenelementen wie in Fig. 1 und 3 ausgenutzt werden. Zu diesem Zweck braucht die Elektrode nur mit einer Vorrichtung zur Zuführung von Druckgas versehen zu sein, die durch seitliche Blaswirkung einen parallel zum Blechband und vorzugsweise zur Bewegungsrichtung des Blechbandes entgegengesetzt gerichteten Gasstrom erzeugt.

Fig. 1 zeigt eine Funkenbehandlungseinrichtung 3, die in Durchlaufrichtung des Bandes 1 vor dem Bad 5 angeordnet ist. Da eine Abbeizanlage im allgemeinen aus mehreren hintereinander angeordneten elektrochemischen und/oder chemischen Bädern besteht, kann es von Vorteil sein, weitere Funkenbehandlungseinrichtungen vor einem oder mehreren der nachfolgenden Bäder anzuordnen. In jedem Falle umfaßt die Anlage jedoch eine vor dem ersten Bad angeordnete Funkenbehandlungseinrichtung, die bei bestimmten Blecharten auch die Sand- und Metallstrahlvorrichrung ersetzen kann. Wenn in bestimmten Fällen die Sand- oder Metallstrahlvorrichtung beibehalten werden muß, so wird die Funkenbehandlungseinrichtung zwischen der Sand- oder Metallstrahlvorrichtung und dem ersten elektrochemischen oder chemischen Bad angeordnet. In diesem Falle wird mit der Sand- oder Metallstrahlbehandlung eine Grobbeizung, mit der Funkenbehandlung eine Feinbeizung und mit den elektrochemischen und/oder chemischen Bädern eine Fertigbeizung des Blechbandes ausge-

« führt.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung eignen sich grundsätzlich für alle Eisen- und Nichteisenmetalle, auf deren Oberfläche sich während der Blech-Herstellung eine Oxydschicht bildet, wie es beispielsweise beim Warmwalzen oder beim Glühen nach dem Kaltwalzen von Eisenmetallen der Fall ist. Insbesondere sind das vorstehend beschriebene Verfahren und die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur Behandlung von Eisen-

"o metallblechen, in erster Linie von Blechen aus schwach legiertem rostfreiem Stahl, bestimmt.

Bei Behandlung eines Eisenblechs mit 17% Chromgehalt, das mit einer 0,01 mm dicken Oxydschicht bedeckt war, wurden mit dem erfindungsge-

»5 mäßen Verfahren ausgezeichnete Ergebnisse erzielt, d.h. durch die Funkenbehandlung wurde die Oberfläche des Metalls vollkommen freigelegt, wobei für die Funkenbehandlung des Blechbandes 1 eine Elektrode 10 mit Elektrodenelementen mit einem Durchmesser d (Fig. 5) von 10 mm verwendet wurde. Die Elektrodenelemente waren dabei so in der Elektrode angeordnet, daß deren Wirkungslinien 46 auf der Oberfläche des Blechbandes 1 mit einem Abstand e von 2 mm voneinander verteilt waren, wobei die Elektrode selbst sich in einem Abstand von 3 mm von der Oberfläche des Blechbandes befand und durch einen Impulsgeber gespeist wurde, dessen Impulsspitzenstromstärke etwa 500 A betrug, während die Impulsdauer 1 ms und die Impulsfrequenz 200 Hz betrug, wobei sich das Blechband mit einer Geschwindigkeit von 30 cm/sec bewegte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abbeizen eines oxydierten Blechbandes, dadurch gekennzeichnet, daß S das Blechband (1) einer Behandlung durch Funkenentladung unterzogen wird, bei der die beiden Seiten des Blechbandes der Wirkung einer Vielzahl von elektrischen Funken ausgesetzt werden, die über die gesamte Breite des Blechbandes verteilt sind und mit hoher Frequenz aufeinanderfolgen, worauf das Blechband wenigstens einer der herkömmlichen elektrochemischen und/oder chemischen Beizbehandlungen unterzogen wird.

2. Verfahren nach Anrpruch 1, dadurch gekenezeichnet, daß die Stärke der Funkenbehandlung fortlaufend durch Messung der danach auf der Oberfläche des Blechbandes (1) verbliebenen Oxydschicht ermittelt und durch Steuerung der Folgefrequenz der Funken in Abhängigkeit von »° dem Ergebnis dieser Messung konstant gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Stärke der Funkenbehandlung am Eingang des elektroche- ^a5 mischen oder chemischen Bades (5) vorgenommen wird, in dem das Blechband (1) unmittelbar nach der Funkenbehandlung behandelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Stärke der Funkenbehandlung durch Messung des elektrischen Widerstand« an der mit der Badflüssigkeit (31) in Berührung stehenden Oberfläche des Blechbandes (1) erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß des Blechband (1) vor der Funkenbehandlung einer Sand- oder Metallstrahlbehandlung unterzogen wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine Funkenbehandlungseinrichtung (3) umfaßt, die in der Durchlaufrichtung des Blechbandes (1) vor wenigestens einem der herkömmlichen elektrochemischen oder chemischen Bäder (5) angeordnet ist und aus zwei über und unter dem Blechband angeordneten, sich über die Breite des Blechbandes (1) erstreckenden Elektroden (10) besteht, und daß jede Elektrode aus mehreren Elektrodenelementen (11) besteht, die an einen Impulsgeber (14) zur Erzeugung von Entladung hoher Frequenz angeschlossen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (10) mit einer Vorrichtung zur Zuführung von Druckgas in den Entladungsraum versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Elektrodenelemente (11) aus einem leitenden Hohl2ylinder (51) mit einem konzentrischen Loch (54) in der dem B'echband zugewandten Stirnseite und aus einer leitenden Stange (55) besteht, die sich koaxial durch den Hohlzylinder (51) und ein dem Loch (54) gegenüberliegendes Isolierstück (56) erstreckt und mit ihrem freien Ende in der Mitte des Loches (54) liegt, daß in der Nähe des mit dem Isolierstück (56) versehenen Endes des Hohlzylinders (51) ein Rohrstutzen (57) vorgesehen und an eine Druckgasquelle angeschlossen ist, und daß der Impulsgeber (14) einen Vorbereitungsstromkreis (42) zur Erzeugung einer Impulsfolge hoher Spannung zwischen der Stange (55) und dem Hohlzylinder (51) und einen Kraftstromkreis (43) zur Zuführung von Stromimpulsen hoher Stromstärke an den Hohlzylinder (51) umfaßt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Funkenbehandlungseinrichtung (3) eine Meßvorrichtung (6, 20 bis 25) zugeordnet ist, die ein Steuersignal entsprechend der Oxydschicht erzeugt, die auf dem Blechband (1) nach Durchgang durch die Funkenbehandlungseinrichtung (3) verbleibt, und daß diese Meßvorrichtung (20 bis 25) an einen Steuereingang des iHipulsgebers (14) zur Steuerung der Impulsfrequenz über eine Rückkopplungsleitung (27) angeschlossen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung eine Meßzelle (6) umfaßt, die den elektrischen Widerstand an der mit der Badflüssigkeit (31) in Berührung stehenden Oberfläche des Blechbandes (1) mißt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzelle (6) eine Stromquelle (22) und eine durch die Stromquelle (22) gespeiste Meßbrücke umfaßt, in deren erstem Zweig ein erster Widerstand (21) in Reihe mit einer in der Badflüssigkeit (31) zwischen einer Meßelektrode (20) und dem Blechband (1) gebildeten ersten kurzen Flüssigkeitsstrecke, in deren zweitem Zweig ein zweiter Widerstand (23) in Reihe mit einer in dem Bad zwischen zwei Hilfselektroden (24) gebildeten zweiten kurzen Flüssigkeitsstrecke und in deren Diagonale eine mit ihrem Ausgang an den Impulsgeber (14) angeschlossene Vergleichsschaltung (25) liegt.