DE2627732A1

DE2627732A1 - Walze zur kontinuierlichen elektrolytischen behandlung von bandfoermigen metallischen materialien

Info

Publication number: DE2627732A1
Application number: DE19762627732
Authority: DE
Inventors: Georges Arjalies; Jean-Claude Guillais
Original assignee: NOBEL BOZEL TRAITE SURFACE
Current assignee: NOBEL BOZEL TRAITE SURFACE
Priority date: 1975-06-26
Filing date: 1976-06-21
Publication date: 1977-01-13
Also published as: DE2627732C3; US4036337A; GB1518417A; IT1066161B; BE843147A; DE2627732B2; FR2315550B1; FR2315550A1; CA1067860A

Description

PATE N TA N WALT E

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMROW

München, den 21. 6. S/1/ri - L 2028

!ES TEAIi¹EMENTS DE SUEPACE NOBEL-BOZEL GAILLONHET-SERAINCOUET par VIGNY VaI d'Oise, Frankreich

Walze zur kontinuierlichen elektrolytischen Behandlung von ■bandförmigen metallischen Materialien

Die Erfindung "betrifft eine Walze für eine Vorrichtung zur kontinuierlichen elektjjolytischen Behandlung von ■bandförmigen, metallischen oder metallisierten Materialien.

Es ist "bekannt, daß bei Vorrichtungen zur kontinuierlichen elektrolytischen Behandlung der für den Elektrolytprozeß erforderliche elektrische Strom während der Behandlung über Walzen, die sich oberhalb der Behandlungsbehälter befinden kontinuierlich auf das metallische Band übertragen wird. Die Stromstärke des durch die Walze fließenden elektrischen Stromes ist sehr hoch und kann beispielsweise 10 000 bis 20 000 Ampere betragen. Es ist daher erforderlich, sehr massive Walzen vorzusehen, die gute Leiter des elektrischen Stromes und der Wärme sind, sowie eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Ab-

DR. G. MANITZ · DIPL.-ING. M. FINSTERWALD DIPL.-ING. W. GRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÖNCHEN 32. ROBERT-KOCH-STRASSE 1 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT> MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7270 TEL. (089) 22 42 II. TELEX β-29672 PATMF SEELBERGSTR.23/25.TEL.(O7ll)S6 72 61 POSTSCHECK : MÖNCHEN 77062- 80S

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nutzung und Korrosion aufweisen. Überdies macht die im Verlauf der Behandlung erzeugte Aufheizung eine wirksame Kühlung Kittels eines Wasserkreislaufes im Inneren der Walzen erforderlich: die Walzen sind daher hohl.

Unter den derzeit für solche Behandlungen bestimmten Walzen weist die geläufigste Art eine Welle auf, auf der zwei Flansche angebracht sind, welche einen äußeren Ringmantel tragen. Diese Elemente sind aus Stahl gefertigt und verleihen dem Aufbau eine verhältnismäßig gute mechanische Festigkeit. TJm den Durchgang des elektrischen Stromes zu ermöglichen, ist es indessen erforderlich, Elemente aus Kupfer anzubringen. Dazu ordnet man auf dem überstehenden Abschnitt der Welle ein mit einer Muffe und einem Flansch versehenes Teil oder eine "Tulpe" aus Kupfer an, angrenzend an den stählernen Flansch der Walze. Diese Tuj|,f β ist elektrolytisch mit der Walzenfläche verbunden und der Strom wird diesen Tulpen durch zwei Kollektoren bzw. Stromzuführungen zugeführt, die in der Nähe der äußer« Enden der Welle angeordnet sind.

Dieser Walzenaufbau weist indessen zahlreiche Unzulänglichkeiten bzw. Nachteile auf, die im einzelnen darin bestehen, daß

-die Walze mehrfach ineinandergesteokt· Teile aufweist, woraus sich eine kostspielige und schwierige Herstellung ergibt und mit der Zeit zwischen, den aneinandergefügten Teilen ein Spiel auftritt;

-die Stahlflansche mit der zentralen Welle durch eine Schweißung verbunden sind, wobei diese Schweißung zu-•oaten Beeinträchtigungen der Welle führt und häufig Anlaß zu einem Biß oder zu einer Bruchstelle gibt;

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Dae Aneinandersetzen der Teile kann zum Durchgang von saueren oder anderen Einsickerungen führen, die an der Welle, am empfindlichsten und mechanisch schwächsten Ort, Korrosionen hervorrufen und das "Verhalten "bzw. die Haltbarkeit der Welle "beeinträchtigen; diese Erscheinungen können wiederum zu einem Bruch der Welle führen; und

- daß die Anordnung der Eintritts- und der Austrittsöffnung des Kühlwassers eine vollständige Entleerung der Walze sehr schwierig gestaltet.

Die obigen Nachteile ergeben sich direkt aus dem erläuterten Aufbau, welcher den Hauptnachteil aufweist, daß

er den empfindlichsten Abschnitt der Welle am Ort der Flansche nicht schützt.

Durch die Erfindung soll eine Walze geschaffen werden, die keine Steckverbindung, keine Schweißung an der Welle und keine aneinandergesetzten und verbundenen Teile aufweist, und somit die Möglichkeit von Einsickerungen und des daraus folgenden Bruches der Welle unterdrückt. Überdies bietet die erfindungsgemäße Walze einen absoluten Schutz gegen die Korrosion des äußeren Aufbaus der Walze.

Die erfindungsgemäße Walze ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei geschmiedete Plansche aufweist, von denen ^ «der eine Halbwelle entlang einer gemeinsamen Längsachse bildet, daß die beiden Plansche fest mit einem hohlen zylindrischen Körper verbunden sind, daß der Aufbau der Flansche und des Körpers aufeinanderfolgend eine durchgehende Lage gleichmäßiger Dicke eines gegen Korrosion widerstandsfähigen Metalls trägt, eine durchgehende Lage eines Metall! mit guter elektrischer Leitfähigkeit und mit

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konstantem Stromdurchgangsquerschnitt, und daß die Walzenfläche mit einer äußeren Hülle aus einem harten Metall versehen ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Walze bestehen darin, daß

- die Flansche an der Innenseite eine schalenförmige Gestalt aufweisen;

- die geschmiedeten Flansche ebenso wie der zylindrische Körper aus Stahl bestehen, daß das gegen Korrosion widerstandsfähige. Metall Nickel ist, das elektrisch gut leitende Metall Kupfer ist und das harte Metall aus Chrom besteht; und

- daß die beiden Halbwellen mit einem Strömungsdurchgang für das Kühlfluid der Walze versehen sind.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1 eine sshematische Teilansicht im Schnitt einer Walze des nach dem Stand der Technik bekannten Typs;

Fig. 2 eine allgemeine,echematische Schnittansicht einer Walze gemäß der Erfindung; und

Fig. 3 eine vergrößerte thematische Schnittansicht im Bereich eines Flansches einer Walze gemäß der Fig. 2.

Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, weist eine Walze des bekannten Typs eine Welle 1 auf, auf der zwei Flansche 2 ange-

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"bracht sind, die einen äußeren Mantelring 3 tragen, wobei überdies zur Sicherstellung des Durchgangs des elektrischen Stromes zwei "Tulpen" 4- hinzugefügt sind, welche elektrisch mit einer Kupferumhüllung 5 verbunden sind; der elektrische Strom wird dabei mittels eines Kollektors 6 der Muffe der Tulpe zugeführt. Wie oben ausgeführt, kann dieser Aufbau zu einem Bruch der Welle führen, hauptsächlich wegen der Schweißung des Flansches 2 auf der Welle 1 und wegen der möglichen Einsickerungen zwischen dem Flansch und der Tulpe 4.

Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ist eine erfindungsgemäße Walze mit zwei geschmiedeten Flanschen 7 versehen, deren innere Form vorzugsweise die Gestalt einer Schale bzw. eines Trichters aufweist und dadurch eine einfache und vollständige Entleerung des Kühlfluides ermöglicht, das durch den Körper der Walze hindurchgeht. Die Verlängerung der Flansche 7 nach außen stellt die mit dem Bezugszeichen 8 versehene Welle mit der Längsachse A-A dar, und ist auf irgendeinem passenden (nicht dargestellten) Lager abgestützt. Der speziell mit Rücksicht auf wechselnde Biegebelastung ausgelegte Querschnitt der Flansche beseitigt den schwächsten Punkt des in der Fig. 1 dargestellten bekannten Ausführungsbeispiels.

Die Flansche sind auf dem stählernen, zylindrischen, hohlen Körper 9 beispielsweise mittels einer umfangsmäßig verlaufenden Schweißung angebracht. Die Flansche und die Welle, die somit aus einem einzigen Stück bestehen, ergeben eine Form mit ausgezeichneter Festigkeit, und berücksichtigen die Wechselbelastungen, mit denen die Walze beansprucht ist.

Der Aufbau aus Flanschen und Körper ist zuallererst außen gegen die Korrosion durch eine durchgehende Nickelschicht 11 mit gleichmäßiger Dicke geschützt, die mittels eines elektrolytischen Verfahrens aufgebracht wird, beispielsweise mit dem

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Verfahren der "Fescolisation".

Um den Durchgang des elektrischen Stromes, beispielsweise 8 000 bis 10 000 Ampere pro Kollektor zu ermöglichen, ist die Walze in ihrer Gesamtheit mit einer durchgehenden Schicht von Kollektor zu Kollektor aus elektrolytischem Kupfer 12a, 12b, 12c ummantelt. Diese besondere elektrolytische Beschichtung ermöglicht es, variable Kupferdicken zu erhalten, in Abhängigkeit von den Zwangsbedingungen der Konstanz des Kupferquerschnitts für den Durchgang des elektrischen Stromes, ausgehend von den Kollektoren 13. Die Verwirklichung dieser elektrolytischen Kupferbeschichtung kann in mehreren Stufen erfolgen und besteht somit darin, aufeinanderfolgende Lagen abzuscheiden, um die passenden Dicken zu erzielen. Man kann gleichermaßen diese eMrtrolytdsdae Beschichtung dadurch verwirklichen, daß man die Gestalt und die Anordnung der Anoden anpaßt, wobei die beiden Zwangsbedingungen dieser Lage darin bestehen, daß sie von Kollektor zu Kollektor kontinuierlich durchläuft und daß ihre Dicke unterschiedlich ist, um einen konstanten Stromdurchgangsquerschnitt zu erzielen.

Die Walzenfläche kann schließlich mit einer elektrolytischen Hartehromummantelung 14 mit konstanter Dicke versehen werden. Beispielsweise kann man, ohne dabei irgendwelche Einschränkungen vorzugeben, eine Walze verwirklichen mit einem äußeren Durchmesser von 610 mm, deren Lage 14 3/10 mm dick ist,wobei die Dicke der Lagen 12a bis 12c sidnon 10 mm bis 3 mm verändert, und die Dicke der Lage 11 ungefähr 5/100 mm betrügt.

Die Welle 8 der Walze ist selbst hohl und weist einen Kanal 15 für das Kühlfluid aif, d.h. allgemein für Wasser. Das Innere der Walze kann überdies mit irgendwelchem geeigneten Hindernissen bzw. Prallplatten 16 (lig. 2) versehen sein, die

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in "bekannter Weise dazu bestimmt sind, eine bessere Ausnutzung des Kühlfluides sicherzustellen.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Walze ergibt sich somit aus Zwangsbedingungen bzw. Forderungen, gemäß denen das Kupfer zwangsläufig vorgesehen ist, um die elektrische Leitfähigkeit sicherzustellen, während es nicht möglich war auf Stahlflanschen angebrachte Kupferflansche insbesondere im Bereich der Welle aufrechtzuerhalten, wegen der Bildung von elektrischen Potentialpaaren, die zu Korrosion führten; gleichermaßen konnte die erforderliche Dichtigkeit durch eine Aneinanderfügung oder eine Verbindung von mechanischen Teilen nicht erreicht werden, da dies zu Einsickerungen führte, die gleichermaßen eine Ursache des Bruches der Welle darstellten.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

; 1. Walze zur kontinuierlichen elektrolytischen Behandlung ^y> von metallischen oder metallisierten bandförmigen Materialien, welche vom elektrisch leitenden Typ ist und mit einem Kühlmittelströmungskreis versehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Walze zwei geschmiedete Flansche (7) aufweist, von denen jeder eine Halbwelle (8) entlang einer gemeinsamen Längsachse bildet, daß die beiden Flansche mit einem hohlen, zylindrischen Körper (9) fest verbunden sind, daß die Gesamtheit der Flansche und des Körpers aufeinanderfolgend eine durchgehende Lage (11) mit gleichmäßiger Dicke eines gegen Korrosion widerstandsfähigen Metalls trägt, eine durchgehende Lage (12a, 12b, 12c) eines elektrisch gut leitenden Metalls mit konstantem Durchgangsquerschnitt für den elektrischen Strom, und daß die Walzenfläche mit einer äußeren Umkleidung aus einem harten Metall versehen ist.

2· Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche eine innere Gestalt mit der Form einer Schale aufweisen.

J. Walze nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die geschmiedeten Flansche ebenso wie der zylindrische Körper aus Stahl bestehen, daß das gegen Korrosion widerstandsfähige Metall Nickel, das elektrisch gut leitende Metall Kupfer und das harte Metall Chrom ist.

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4, Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Halbwellen mit einem Strömungsdurchgang (15) für das Kühlfluid der Walze ausgestattet sind.

5. Vorrichtung zur kontinuierlichen elektrolytischen Behandlung von bandförmigen metallischen oder metallisierten Materialien, dadurch gekennzeich» net, daß wenigstens eine Walze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4- vorgesehen ist.

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