DE2556593A1

DE2556593A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen eines metallbandes

Info

Publication number: DE2556593A1
Application number: DE19752556593
Authority: DE
Inventors: Asad Shaft Qazi
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1975-10-07
Filing date: 1975-12-16
Publication date: 1977-04-14
Also published as: GB1528484A

Description

SCHIFF v. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HÜPh EBB1NGHAUS

■¥■

MÜNCHEN 9O, MARIAHILFPLATZ 2 & 3 POSTADRESSE: D-8 MÜNCHEN 95, POSTFACH 95 OI 6O

i DIPL. CHEM. DB. OTMAR DITTMANN (ftO75) Ϊ

11 95O " I KARL UUDWlQ SCHIFP

i DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FUNER

j DIPL. INS. PETER STREHL

■ DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF

BRITISH STEEL CORPORATION ' i ^DIPL-^ING·^{D1ETER EBBINSHAUS}

1 TELEFON (009)48 20 6*

' TELEX 6-23666 AURO D

TELEQRAMME auromarcpat München

\ 16. Dezember 1975

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Metallbandes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Metallbandes und insbesondere die Herstellung eines Metallbandes aus Metallpulver .

Das erfindungsgemäße Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines Metallbandes zeichnet sich dadurch aus, daß auf einer oder auf jeder Oberfläche eines sich bewegenden, frisch gebildeten bzw. ungebrannten Bandes aus kompaktiertem trockenen Pulver ein überzug oder eine Schicht einer Aufschlämmung abgeschieden wird, welche aus einer Suspension eines pulverförmigen Metalls oder eines Erzes, welches sich von der Zusammensetzung des trockenen Pulvers unterscheidet, in einer Bindemitte!zusammensetzung besteht, daß das ungebrannte Band erwärmt wird, um den abgelegten überzug oder die Schicht zu trocknen und um das Bindemittel zu entfernen, und daß das frisch gebildete bzw. ungebrannte Band gesintert wird.

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, 5.

Vorzugsweise bestehen die Pulver aus Teilchen unregelmäßiger Form und werden dadurch erzeugt, daß Wasserstrahlen auf Ströme geschmolzenen Metalls gerichtet werden, die freiunter dem Einfluß der Schwerkraft aus einem Warmhaltegefäß fallen.

Das ungebrannte Band kann dadurch kompaktiert werden, daß Metallpulver aus einem Trichter kontinuierlich durch den Spalt eines Kompaktierwalzwerkes geführt wird. Die Wände des Trichters können Vibrationen ausgesetzt werden, um einen gleichmäßigen Pulverstrom zum Spalt zu gewährleisten.

Die Aufschlämmung für den überzug oder die Schicht kann durch eine Walze aufgebracht werden, die sich über die ganze Breite der einen Oberfläche oder jeder Oberfläche des ungebrannten Bandes erstreckt und der die Aufschlämmun mung kontinuierlich aus einem Speicher zugeführt wird. Alternativ kann die Aufschlämmung auf beide Oberflächen des Bandes dadurch aufgebracht werden, daß das ungebrannte Band durch den Spalt eines Paares von zueinander entgegengesetzt rotierenden Walzen geführt wird, die kontinuierlich mit der Aufschlämmung versorgt werden und die stromab von dem Kompaktierwalzwerk angeordnet sind. Die Walzen sind vorzugsweise mit Oberflächen aus einem elastischen Material versehen, beispielsweise aus einem zellenförmigen Elastomeren, wie geschäumtem Polyurethan.

Wenn ein dickerer überzug oder eine dickere Schicht erforderlich ist, kann die Aufschlämmung auf der Oberfläche des sich bewegenden ungebrannten Bandes mittels einer Extrusion bzw. mittels Spritzens abgelegt werden. Das trockene, zur Bildung des ungebrannten Bandes kompaktierte Pulver kann aus Flußstahl, direkt reduziertem Eisenpulver, rostfreiem Stahl, Nickel oder Kupfer hergestellt werden.

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• O -

Das pulverförmige, in dem Bindemittel suspendierte Metall kann aus Ansätzen oder Gemischen von vorlegierten oder aus Elementen bestehenden Pulvern hergestellt werden, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, Kupfer, Nickel und Chrom. Das Bindemittel besteht vorzugsweise aus Methylzellulose.

Das Band kann in einem Ofen gesintert werden, durch welchen es auf einem Gaskissen hindurchgeführt wird. Der Ofen kann hintereinander eine Trocknungszone, eine Heizzone zum Entfernen des Suspensionsbindemittels, eine Sinterzone und eine Kühlzone haben. Der Ofen kann auch eine Warmwalzzone unmittelbar anschließend an die Sinterzone aufweisen.

Wenn der überzug oder die Schicht nur auf einer Seite des ungebrannten Bandes aufgebracht wird, kann das gesinterte Band zu den Walzen oder zu der Extrusionseinrichtung für das Aufbringen des Aufschlämmungsüberzugs oder der -schicht auf die unbehandelte Fläche des Bandes und dann zum Ofen zurückgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Metallbandes umfaßt eine Einrichtung zum Kompaktieren eines trockenen Pulvers zur Bildung eines ungebrannten Bandes, eine Einrichtung zum Aufbringen eines Überzugs oder einer Schicht einer Aufschlämmung auf eine oder auf jede Oberfläche des kompaktierten ungebrannten Bandes, wobei die Aufschlämmung eine Suspension eines pulverförmigen Metalls oder eines Erzes, welches sich von der Zusammensetzung des trockenen Pulvers unterscheidet, in einer Bindemittelzusammensetzung ist, sowie eine Einrichtung zum Transportieren des ungebrannten Bandes durch einen Ofen , der hintereinander einen Bereich niedriger Temperatur zum Trocknen des aufgebrachten Überzugs oder der aufgebrachten Schichten und eine Zone relativ hoher Temperatur zum Sintern des ungebrannten Bandes aufweist.

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Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht teilweise im Schnitt eine erste Ausftihrüngsform einer Vorrichtung.

Fig. 2, 3 und 4 zeigen in Seitenansichten weitere Ausführungsformen der Vorrichtung.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung hat einen Trichter 1, der eine Menge eines trockenen Pulvers ρ enthält, welches beispielsweise durch Zerstäuben eines frei fallenden Stroms von geschmolzenem Flußstahl mit einem oder mehreren Wasserstrahlen erzeugt worden ist. Mit Wasser zerstäubte Pulver haben eine ungleichmäßige Form und sind gut kompaktierbar und kompressibel. Unmittelbar unter dem Trichter 1 ist ein Paar von Kompaktierrollen 2 derart angeordnet, daß das Pulver, welches das untere offene Ende des Trichters verläßt, in den Spalt der Walzen 2 gezogen wird. Die Wände des Trichters 1 können Ultraschallschwingungen ausgesetzt werden, um einen gleichmäßigen Strom des trockeneil Pulvers zu dem Spalt der Walzen 2 zu gewährleisten. Die Walzen 2 sind zwangsweise so angetrieben, daß sie sich in entgegengesetzten Richtungen drehen. Die Gesamtanordnung aus Walzen und Trichter bildet ein Kompaktierwalzwerk, von welchem ein frisch gebildetes bzw. ungebranntes Band 3 kontinuierlich hergestellt wird.

Beim Verlassen des Kompaktierwalzwerkes wird das ungebrannte Band nach unten auf einen Naßaufbereitungstisch 4 geführt. Wenn das Band sich längs des Tisches bewegt, wird seine Oberseite mit der Oberfläche einer Aufstreichrolle in Kontakt gebracht, der kontinuierlich eine Aufschlämmung, welche aus einer Suspension eines pulverförmigen Metalls oder eines Erzes in einer Bindemittelzusammensetzung, beispielsweise MethylZellulose, besteht,

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aus einem Behälter 6 zugeführt wird, der eine langgestreckte öffnung zum Zuführen der Aufschlämmung zur Oberfläche der Beschichtungsrolle 5 auf v/eist. Andere geeignete Zusammensetzungen sind in den GB-PSn 1 257 o32 und 1 257 o33 beschrieben. Das in Suspension in der Aufschlämmung befindliche Pulver hat eine andere Zusammensetzung als das trockene Pulver ρ und kann beispielsweise durch Wasserzerstäubung eines rostfreien Stahls erzeugt werden. Dem Behälter 6 wird die Aufschlämmung S aus einem Speicherbehälter 7 zugeführt. Das beschichtete Band wird dann in einen Erhitzungsofen 8 geführt, der hintereinander ein'a Trocknungszone 9, eine Bindemittelausbrennzone 1o, eine Sinterzone 11 und eine Kühlzone 12 aufweist. Das ungebrannte Band wird durch den Ofen in bekannter Weise auf einem Gaskissen transportiert, wobei der Bandtransport so gesteuert wird, daß das Band durch den Ofen in einem Zustand läuft, bei welchem es im wesentlichen keiner Spannung bzw. Zugspannung ausgesetzt ist.

Das den Ofen verlassende gesinterte Band wird durch eine Aufwickeleinrichtung 14 aufgewickelt und dann entweder weiter kaltgewalzt und oberflächenbehandelt oder, wenn beide Oberflächen des Bandes mit einem Metallüberzug der in der Aufschlämmung S enthaltenen Zusammensetzung beschichtet werden sollen, wieder abgewickelt und erneut an der Beschichtungsrolle 5 vorbei und durch den Ofen 8 geführt.

Es ist zwar nur eine Aufstreichrolle 5 gezeigt, es kann jedoch eine ähnliche Rolle für den Kontakt mit der Unterseite des Bandes 3 durch einen Schlitz angeordnet werden, der in dem Naßaufbereitungstisch 4 ausgebildet ist, so daß beide Seiten des Bandes mit einer Schicht oder einer Aufschlämmung vor dem Eintritt in den Ofen 8 überzogen sind.

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Bei den in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen der Vorrichtung wird die Aufschlämmung auf die beiden Flächen des ungebrannten Bandes S aufgebracht, wenn es aus dem Kompaktierwalzwerk austritt. Das Aufbringen erfolgt durch ein Paar sich entgegengesetzt drehende Walzen 15, denen die Aufschlämmung von einem Paar von Rinnen 16 zugeführt wird. Die Beschichtungsrollen 15 haben jeweils Oberflächen aus geschäumtem Polyurethan. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, wird das Band in dem Ofen 8 einem Warmwalzen unterworfen, wenn es die Sinterzone 11 verlassen hat.

Beim Betrieb der in den Figuren gezeigten Vorrichtung wird das ungebrannte Band S aus kompaktiertem trockenen Pulver mit einem Pulver einer anderen Zusammensetzung in einer Aufschlämmungssuspension auf einer oder beiden Oberflächen durch die Beschichtungsrollen 5 oder 15 beschichtet und über den Naßaufbereitungstisch 4 zum Eintritt in den Ofen 8 geführt. Das beschichtete Band wird dann nacheinander durch die Trocknungszone, die auf einer Temperatur von etwa 12o C gehalten wird, um den Aufschlämmungsüberzug auf der Oberfläche des ungebrannten Bandes zu fixieren, durch die Ausbrennzone 1o, um das Bindemittel auszutreiben, durch die Sinterzone, die auf einer Temperatur von 1ooo°C bis 135o°C gehalten wird, um die einzelnen Teilchen miteinander zur Bildung eines zusammenhängenden Bandes zu verschweißen, und durch eine Kühlzone geführt. Das Band wird dann aufgewickelt und entweder zur Beschichtungsrolle 5 und dem Sinterofen zurück oder zu Kaltwalz-, Zwischenglüh- und Endbearbeitungsstufen geführt, die außerhalb der gezeigten Vorrichtung liegen. Bei einer alternativen Anordnung wird das Bindemittel ausgetrieben, wenn das Band in die Sinterzone 11 eintritt. Eine gesonderte Ausbrennzone 1o ist dabei nicht vorgesehen.

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• /ftf.

Die jeweilige Stärke des ursprünglichen ungebrannten Bandes 3 und des aufgebrachten Überzugs oder der Schicht kann abhängig von dem geforderten Produkt verändert werden. Bei der Herstellung eines Bandes mit einer relativ billigen Basis, beispielsweise Flußstahl, der mit einem dünnen überzug aus rostfreiem Stahl beschichtet ist, hat beispielsweise die Starke der Basis aus Flußstahl eine Größenordnung von o,5 bis 2,5 mm und die des Überzugs von o,1 mm. Wenn jedoch ein Bimetallband aus beispielsweise rostfreiem Stahl mit einem Kupferrücken hergestellt werden soll, kann die Stärke der Basis aus rostfreiem Stahl in der Größenordnung von o,5 bis 2,5 mm und die der aufgebrachten Schicht bei 1 mm liegen.

Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen hängt eine Änderung der Stärke des Überzugs oder der Schicht, der bzw. die auf das ungebrannte Band 3 aufgebracht wird, von der Aufschlämmungsmenge ab, die auf das Band von den Rollen 5, 15 aufgetragen wird. Bei Herstellung eines Bimetallbandes bzw. -Streifens kann es möglich sein, daß die Walzen 5, 15 nicht in der Lage sind, genügend Aufschlämmung zu dem Band zu befördern, um eine Schicht mit einer Stärke von mehr als 1 mm zu bilden.

So wird deshalb bei der Anordnung in Fig. 4 die Aufschlämmungsschicht auf das kompaktierte ungebrannte Band 3 aus trockenem Pulver in Form einer extrudierten Bahn 18 aufgebracht, die aus einem Extruder 19 kommt.

Der Überzug oder die Schicht aus der auf das kompaktierte ungebrannte Band aus trockenem Pulver aufgebrachten Aufschlämmung kann sich nur über einen Teil der vollen Breite des ungebrannten Bandes erstrecken. Beispielsweise kann eine Anzahl von gesonderten, im Abstand angeordneten, sich in Längsrichtung erstreckenden Bändern aus einem Aufschlämmungsüberzug oder einer Schicht gleichzeitig auf eine

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oder beide Flächen eines sich bewegenden ungebrannten Bandes mittels einer geeigneten Anzahl von im Abstand angeordneten Rollen 5, 15 aufgebracht werden.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

f 1. Äferf ahren zum kontinuierlichen Herstellen eines Metallbandes, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer oder auf jeder Oberfläche eines sich bewegenden ungebrannten Bandes aus kompaktiertem trockenen Pulver ein Überzug oder eine Schicht aus einer Aufschlämmung abgeschieden wird, die eine Suspension eines pulverförmigen Metalls oder Erzes mit einer anderen Zusammensetzung als das trockene Pulver in einer Bindemittelzusammensetzung aufweist, daß das ungebrannte Band erhitzt wird, um den abgelegten Überzug oder die abgelegte Schicht zu trocknen und um das Bindemittel zu entfernen, und daß das ungebrannte Band gesintert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulver dadurch erzeugt werden, daß Viasserstrahlen auf Ströme einer Metallschmelze gerichtet werden, die frei unter dem Einfluß der Schwerkraft aus einem Warmhaltebehälter nach unten fällt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ungebrannte Band dadurch kompaktiert wird, daß das Metallpulver aus einem Trichter kontinuierlich durch den Spalt eines Kompaktierwalzwerkes geführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlämmungsüberzug oder die Aufschläitimungsschicht durch eine Walze aufgebracht wird, die sich über die ganze Breite der einen oder jeder Oberfläche des ungebrannten Bandes erstreckt und der die Aufschlämmung kontinuierlich aus einem Speicher zugeführt wird.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlämmungsüberzug oder die Aufschlämmungsschicht auf beide Flächen des ungebrannten Bandes dadurch aufgebracht wird, daß das Band durch den Spalt eines Paares von sich entgegengesetzt drehenden Rollen aufgebracht wird, denen kontinuierlich Aufschlämmung zugeführt wird und die Stromab von dem Kompaktierungswalzwerk angeordnet sind.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen auf der Oberfläche mit einem zellenförmigen elastomeren Material versehen sind,
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlämmungsüberzug oder die Aufschlämmungsschicht auf die eine oder auf beide Oberflächen des ungebrannten Bandes durch Ex-. trudieren aufgebracht wird.
8. Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Metallbandes, insbesondere mit dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einrichtungen (2) zum Kompaktieren eines trockenen Pulvers zur Bildung eines ungebrannten Bandes (3), durch Einrichtungen (5, T5) zum Aufbringen eines Überzugs oder einer Aufschlämmung auf eine oder auf jede Oberfläche des kompaktierten, ungebrannten Bandes (3), wobei die Aufschlämmung eine Suspension eines pulverförmigen Metalls oder Erzes mit einer sich von der des trockenen Pulvers unterscheidenden Zusammensetzung mit einer Bindemittelmasse ist, und durch Einrichtungen zum Transportieren des ungebrannten Bandes (3) durch einen Ofen (8) , in welchem hintereinander ein Bereich niedriger Temperatur (9_f 1o) zum Trocknen des aufgebrachten Überzugs

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oder der Schicht und ein Bereich relativ hoher Temperatur (11) zum Sintern des ungebrannten Bandes (3) angeordnet ist.

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