DE2333854A1

DE2333854A1 - Verfahren zum verhindern von oberflaechenfehlern beim feuerverzinken

Info

Publication number: DE2333854A1
Application number: DE19732333854
Authority: DE
Inventors: Yoshio Hoshino; Takeshi Murayama; Masahiko Nagakuni; Kanagawa Yokohama
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1973-07-03
Filing date: 1973-07-03
Publication date: 1975-01-30
Also published as: DE2333854B2

Description

Verfahren zum Verhindern von Oberflächenfehlern
"beim Pe uerverz infcen

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Verhindern von Oberflächenfehlern des durchlaufenden Stahlbands durch Ablagerung von Metalloxyden auf den Ofenwalzen des Wärmebehandlungsofens beim Feuerverzinken.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verhindern von Oberflächenfehlern auf einem Stahlband im Vorbehandlungsofen beim Feuerverzinken, und vor allem auf ein Verfahren zum Verhindern von Oberflächenfehlern, die durch Ablagerungen von Metalloxyden auf den Ofenwalzen des Wärmebehandlungsofens eines nicht-oxydierenden Typs oder eines Sendzimir-Ofens oder dergleichen.

Es ist heute üblich, einem Stahlband, das durch eine bekannte, kontinuierlich arbeitende Feuerverzinkungsanlage hindurchläuft, eine Wärmebehandlung zu geben. Es besteht jedoch die Gefahr, daß das entlang der Bahn laufende Stahlband Fremdsubstanzen wie
Metalloxyde auf den Ofenwalzen des Wärmebehandlungsofens auf-

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nimmt, die beim Durchlauf des Bandes auftreten,und zwar unabhängig vom Ofentyp. Diese Substanzen sind feine Teilchen, jedoch wachsen sie durch Sintern auf den Ofenwalzen an und werden zu einer Ablagerung.

Im allgemeinen hängt die Sinterung ab von der Art der Metalle, der Metalloxyde,der Größe der Teilchen und der Ofenatmosphäre. Bei der Vorbehandlung in einer kontinuierlich arbeitenden Peuerverzinkungsanlage ist die Temperatur sehr hoch, beispielsweise 100O⁰C bis 120O⁰C in einem nicht-oxydierenden Ofen und 600⁰C bis 1000⁰C in reduzierenden Öfen, und liegt.damit im Sinterbereich des Eisenoxyds· Die Sinterung nimmt erheblichen Umfang an bei Bandstahl, der in dem Ofen einer Oxydation unterworfen worden ist und einen feinen oxydierten PiIm auf der Oberfläche aufweist. Da die Atmosphäre in dem Ofen entweder reduzierend oder leicht sauer ist, besteht erhebliche Gefahr, daß das Eisen in dieser Atmosphäre gesintert wird.

Bei herkömmlichen Verfahren ist die Sinterung des Eisenoxyds eine Punktion der Zeit und der Temperatur, und die Temperatur, bei der das Sintern beginnt, liegt im Bereich von 600⁰C bis 65O⁰C. Nach den Erfahrungen der Erfinder beträgt die Größe der Premdstoffe, die an den Ofenwalzen anhaften und sich dort vergrößern, etwa 10 bis 20 mm in der Höhe, wobei sich eine Ablagerung mit konischer Porm bildet. Wenn das durch den Ofen laufende Stahlband in Berührung mit diesen Ablagerungen kommt, entsteht ein Vorsprung mit konischer Porm auf dem Band und bleibt dort auch nach der Fertigstellung. Dadurch wird das Aussehen des Produkts erheblich beeinträchtigt.

Verschiedene Verfahren sind vorgeschlagen und in die Praxis umgesetzt worden, mit denen die Anhäufung derartiger äußerer Substanzen auf den Ofenwalzen verhindert werden soll.

1. Absenken der Temperatur in dem Ofen, so daß die Premdsubstanzen nicht anhaften und anwachsen.

2. Ein Erteilen einer höheren Zugfestigkeit an das durch den Ofen laufende Stahlband und eine Senkung des Berührungsdrucks der

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Ofenwalzen und des Stahlbands.

3. Anpassung der Umfangsgeschwindigkeit der Ofenwalze an die laufgeschwindigkeit des Bandes, soweit dies möglich ist.

4. Prüfung des Materials der Ofenwalze·

Obwohl mit Hilfe der obigen Verfahren das Anhaften der Fremdsubstanzen oder deren Wachstum in gewissem Umfange unterdrückt oder verringert werden konnten, reicht die Wirkung der Maßnahmen nicht aus. Vielmehr nimmt die Bildung von Ablagerungen aufgrund von Verfahren, die bei höheren Ofentemperaturen zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Herstellung durchgeführt werden, zu. Die jüngere Entwicklung hat zu erheblichen Ablagerungen nach nur einer oder zwei Wochen geführt, die die Reparatur der Ofenwalzen, oder eine Arbeitsweise bei niedrigerer Temperatur erforderlich machen. Im Extremfall war der Austausch der Walzen nach einem oder zwei Monaten erforderlich. Daneben hatten die während dieses Zeitraums hergestellten Produkte eine schlechte Oberfläche. Da die Anhaftungskraft der Fremdstoffe an den Ofenwalzen sehr groß ist, mußte der Betrieb vollständig unterbrochen werden und die Ablagerungen müssen von Hand entfernt werden, oder die Ofenwalzen müssen vollständig ersetzt werden. Dies war der hauptsächliche Grund für einen gesenkten Betriebswirkungsgrad, geringe Produktivität und schlechte Oberflächenqualität des Bandes. Bisher ist keine Lösung zur Vermeidung dieser Fehler gefunden worden.

Die Erfindung ist auf die Überwindung der genannten Schwierigkeiten gerichtet.

Das erfindungsgemäße Verfahren der obengenannten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenwalzen mit Wasser gekühlt werden.

Wenn die Oberflächentemperatur der wassergekühlten Walzen unter maximal 20O⁰C gehalten wird, kann das Anhaften von Fremdstoffen wie Eisenoxyden vollständig verhindert werden. Dadurch wird zugleich die Unterbrechung des Betriebs zur Reparatur der Walzen ausgeschaltet, und das für die Wirksamkeit des Vorganges ungünstige Absenken der Ofentemperatur wird vermieden.

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Bei der erfind ungs gemäßen Vorrichtung sind die Walzen hohl ausgebildet, und der Hohlraum, der die Bahn für das Kühlwasser darstellt, ist mit einer schraubenförmigen Spritzleiste in dem hohlen Teil der Walze versehen.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren zum Verhindern des Anhaftens von in den Ofen gebrachten Fremdstoffen an den Ofenwalzen und des Wachsens zu Ablagerungen verhindert.

Dadurch wird die Bildung von Oberflächenfehlern in dem Stahlband bei der Vorbehandlung unterdrückt, ohne daß die Produktivität sinkt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine aufgeschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Ofenwalze.

Die Wasserkühlungswalzen, die erfind ungs gemäß verwendet werden, sind sehr einfach herzustellen.

In der Zeichnung ist mit 1 die hohl ausgebildete Walzenachse bezeichnet. Ein Zwischenraum 4 ist zwischen dem Walzenkörper 2, der ebenfalls ein Kohlzylinder ist, und der Walzenachse 1 ausgebildet, und der Hohlraum weist eine schraubenförmige Spritzleiste auf.

Das von einem Ende der Walzenachse 1 zugeführte Kühlwasser läuft durch die Walzenachse 1 und tritt in den Hohlraum 4 am Beginn des Walzenkörpers 2 ein.

Der Wasserstrom läuft entlang der schraubenförmigen Spritzwand oder Spritzleiste 3 in dem Hohlraum 4 und kühlt den Umfang des zylindrischen Walzenkörpers 2 gleichförmig. Am anderen Ende des Walzenkörpers 2 tritt das Kühlwasser wiederum in die Walzenachse 1 ein und wird dann vom anderen Ende der Walzenachse aus abgezogen. Bei diesem Aufbau fließt der Viasserstrom, der durch die

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eingegangen am.

schraubenförmige Spritzleiste gelenkt wird und der Zentrifugalkraft aufgrund der Drehung der Walzen unterliegt, stets entlang des Umfanges der Walzen und weist eine äußerst hohe Kühlungskapazität auf.

Die erfindungsgemäß verwendeten Wasserkühlungswalzen sind sehr einfach aufgebaut und können beliebig variiert werden. Der wichtigste Punkt ist jedoch die Kühlung des Umfangs der Walzen, der mit dem laufenden Stahlband in Berührung kommt. Wenn diese Voraussetzung gegeben ist, kann jeder Typ von Kühlwalzen im Sinne der Erfindung verwendet werden.

Entsprechend den Untersuchungen der Erfinder sollte die Oberflächentemperatur der Walzen am Ofenboden maximal 200⁰C betragen. Wenn die Temperatur 200⁰C überschreitet, beginnt das Anhaften von Fremdstoffen wie Eisenoxyden sichtbar zu werden, so daß die Wirksamkeit des Verfahrens nachläßt.

Die im folgenden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind mit Kühlwalzen gemäß der beigefügten Zeichnung versehen.

Ausführungsform 1

Verwendeter Ofen: Nicht-oxydierender Ofen (kontinuierlich

arbeitende Feuerverζinkungsanlage)

Ofentemperatur:
Ofenatmosphäre:

Ofenwalzen:

Material:

Kühlwasser:

Oberflächentemperatur:

Ergebnisse:

1100⁰C bis 125O⁰C

CO Tf₀, CO₂ 15$, O₂ Spuren, H₂ 10$,

Kest H₂O, N₂, CH^

Wasserkühlungswalzen gemäß der Zeichnung

Kesselrohr gemäß ASOM

60 l/min

Etwa 100⁰C

Keine Anhaftung von Fremdstoffen auf der Ofenwalze nach einem kontinuierlichen Betrieb von 3 Monaten. ;·

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Ausführungsform 2

Verwendeter Ofen: Sendzimer-Ofen (kontinuierlich

arbe itende Pe uerverzinkungsanlage, Keduzinfofenwalzen)

Ofentemperatur: 90O⁰C bis 95O⁰C Ofenatmosphäre: H₂ 75$, ^₂ 25$, Taupunkt 0-10⁰C

Ofenwalzen: Ebenso wie bei Aus führ ungs form 1

Ergebnisse: Keine Anhaftung von äußeren

Substanzen auf den Ofenwalzen nach .einem kontinuierlichen Betrieb von 3 Monaten.

In den obigen Ausführ ungs formen sind die Ergebnisse nach drei Monaten kontinuierlichen Betriebs angegeben. Das bedeutet nicht, daß der Betrieb nach dieser Zeit unmöglich wird. Vielmehr wurde er lediglich zur Bestätigung der Ergebnisse unterbrochen. Anschließend wurde er wieder aufgenommen.

Wie oben ausgeführt wurde, strömt das Kühlwasser konstant entlang des Umfangs der Walzen, und die Kühlwirkung ist außerordentlich groß und gleichmäßig, und es werden keine Lufttaschen in der Walze gebildet. Die thermische Spannung ist daher gleichmäßig über die Walzen. Die Walzen werden daher nicht durch thermische Spannungen verformt. Da iremdsubstanzen nicht an den Walzen anhaften, wenn der Betrieb auf erfindungsgemäße Art abläuft, wird die Wirksamkeit der Arbeitsweise nicht durch die Unterbrechung des Betriebs gesenkt. Der wichtigste Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Oberflächenfehler des Produkts vollständig ausgeschlossen werden.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Verhindern von Oberflächenfehlern des durchlaufenden Stahlbandes durch Ablagerungen von Metalloxyden auf den Ofenwalzen des Wärmebehand lungs ofens beim kontinuierlichen Feuerverzinken, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenwalzen mit Wasser gekühlt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne
kühlt werden·

zeichnet, daß die Ofenwalzen auf maximal 20O⁰C abge-
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmebehandlungsofen ein nichtoxydierender Ofen ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmebehand lungs ofen ein reduzierender Ofen ist.
5. Anlage zum kontinuierlichen Feuerverzinken mit Ofenwalzen in dem Wärmebehandlungsofen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenwalze hohl ausgebildet ist und einen Hohlraum (4) für Kühlwasser zwischen dem Walzenkörper (2) und der Walzenachse (1) aufweist, in dem eine schraubenförmige Spritzleiste (3) angeordnet ist.

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