DE2627732C3

DE2627732C3 - Walze zur kontinuierlichen elektrolytischen Behandlung von bandförmigen metallischen Materialien

Info

Publication number: DE2627732C3
Application number: DE2627732A
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Sartrouville Yvelines Guillais
Original assignee: LES TRAITEMENTS DE SURFACE NOBEL-BOZEL GAILLONNET-SERAINCOURT VIGNY VAL-D'OISE FR
Current assignee: LES TRAITEMENTS DE SURFACE NOBEL-BOZEL GAILLONNET-SERAINCOURT VIGNY VAL-D'OISE FR
Priority date: 1975-06-26
Filing date: 1976-06-21
Publication date: 1982-02-25
Also published as: IT1066161B; DE2627732B2; US4036337A; CA1067860A; BE843147A; FR2315550B1; FR2315550A1; GB1518417A; DE2627732A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze zur kontinuierlichen elektrolytischen Behandlung von metallischen oder metallisierten bandförmigen Materialien, die vom elektrisch leitenden Typ ist, mit einem Kühlmittelströmungskreis versehen ist, und die einen hohlen zylindrischen Körper sowie eine Welle aufweist und mit einer äußeren Umkleidung aus einem harten Material versehen ist.

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 Abnutzung und Korrosion aufweisen. Überdies macht die im Verlauf der Behandlung erzeugte Aufheizung eine wirksame Kühlung mittels eines Wasserkreislaufes im Innern 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. Um 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 Tulpe ist elektrolytisch mit der Walzenfläcbe verbunden, und der Strom wird diesen Tulpen durch zwei Kollektoren bzw. Stromzuführungen zugeführt, die in der Nähe der äußeren Enden der Welle angeordnet sind.

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

die Walze mehrfach ineinandergesteckte Teile aufweist, woraus sich eine kostspielige und schwierige Herstellung ergibt, und mit der Zeit zwischen den aneinander gefügten Teilen ein Spiel auftritt;

die Stahlflansche mit der zentralen Welle durch eine Schweißung verbunden sind, wobei diese Schweißung 2U ernsten Beeinträchtigungen der Welle führt und häufig Anlaß zu einem Riß oder zu einer Bruchsteile g^:bt.

Das Auseinanderv:tzen der Teile kann zum Durchgang von sauren oder anderen Einsickerungen führen, die an der Welle, am empfindlichsten und mechanisch schwächsten Ort, Korrosion 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 empfindlichen Abschnitt der Welle am Ort der Flansche nicht schützt.

In der GBPS 12 08 350 wird eine Stromzuführungswalze der eingangs angegebenen Gattung beschrieben. Die mit einer Muffe versehene Welle ist über Verbindungsscheiben mit der Innenschicht des Walzenkörpers verbunden. Die Muffe ist ebenfalls über Verbindungsscheiben mit dem Walzenkörper verbunden. Die Verbindungsstellen sind geschweißt bzw. gelötet. Diese vorbekannte Walze hat den Nachteil, daß sie aus vielen einzelnen Teilen besteht, die miteinander durch Schweißen, Löten oder Ineinanderstecken verbunden werden müssen. Zwischen den einzelnen Teilen kann mit der Zeit ein Spiel auftreten, und an den zahlreichen Schweiß- und Lötstellen können Risse oder Brüche entstehen. Ferner kann Säure an den Verbindungssteilen einsickern, was Korrosionen verursachen kann und die Haltbarkeit der Welle beeinträchtigt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei der Walze der GB-PS 12 08 350 der Durchmesser zwischen den Stellen mit und ohne Verbindungsscheiben abrupt wechselt, was eine wechselnde Biegsamkeit zur Folge hat und bei Belastung zum Bruch führen kann. Ferner erfolgt der Stromfluß bei dieser Walze über verschiedene Teile mit den dazwischen liegenden Schweißnähten, was zu einem Energieverlust führt. Außerdem ist die Kühlung bei dieser Walze nicht zufriedenstellend.

Alis der DE-AS 1055 914 ist eine Stromzuführungswalze bekannt mit einer Welle, auf der über Scheiben ein Zylinder angeordnet ist. Die Scheiben sind jeweils

angeschweißt. Der Zylinder weist zwei Kupferschichten und eine Chromschicht auf. Diese Stromzuführungswalze weist dieselben Nachteile auf, wie sie oben bei der aus der GB-PS 12 08 350 bekannten Walze erläutert wurden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Walze der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die aus wenigen Einzelteilen zusammengesetzt ist, um Verbindungsstellen, an denen ein Bruch oder ein Riß auftreten können oder Säure einsickern kann, zu vermeiden, die gegen m Korrosion geschützt ist, und die sich gut kühlen läßt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Walzen zwei geschmiedete Flansche (7) aufweist, von denen jeder eine Halbwelle (8) entlang einer gemeinsamen Längsachse bildet, wobei Flansche (7) und Welle (8) aus einem Stück bestehen, daß die beiden Flansche mit dem 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 Metalles und eine durchgehende Lage (12a, i2b, 12e,)eines elektrisch gut leitenden Metalles mit konstantem Durchgangsquerschnitt für den elektrischen Strom trägt

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Walzen 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 anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine schematiche Teilansicht im Schnitt einer Walze des Pich dem Stand der Technik bekannten Typs;

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

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

Wie in der Fi g. 1 dargestellt ist, weist eine Walze des bekannten Typs eine Welle 1 auf, auf der zwei Flansche 2 angebracht sind, die einen äußeren Mantelring 3 tragen, wobei überdies i.-,r Sicherstellung des Durchganges 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 Kühlflusses 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 Biegebelasiung ausgelegte Querschnitt der Flansche beseittigt 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 10 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 z. B. mittels eines speziellen elektrolytischen Verfahrens aufgebracht wird, das zum Vernickeln geeignet ist

Um den Durchgang des elektrischen Stromes, beispielsweise 8000 bis 10 000 Ampere pro Kollektor zu ermöglichen, ist die Walze in ihrer Gesamtheit mit einer durchgehenden Schicht ve η Kollektiv zu Kollektor aus elektrolytischem Kupfer 12a, 126,12c ummantelt Diese besondere elektrolytische Beschichtung ermöglicht es, variable Kupferdicken zu :rhalten, in Abhängigkeit von den Zwangsbedingungen der Konstanz des Kupferquerschnitts i'ür den Durchgang des leketrischen Stromes, ausgehend von den Kollektoren 13. Die Verwirklichung dieser elektrolytischer, Kupferbeschichtung kann in mehreren Stufen erfolgen und besteht somit darin, aufeinanderfolgende Lajen abzuscheiden, um die passenden Dicken zu erzielen. Man kann gleichermaßen diese elektrolytische Beschichtung dadurch verwirklichen, daß man die Gestilt und die Anordnung der Anoden anpaßt, wobei die beiden Zwangsbedingungen dieser Lage darin bestehen, daß sie von Kollektor zi: Kollektor kontinuierlich durchläuft und daß ihre Dicke unterschiedlich ist. um einen konstanten Stromdurchgangsquerschniu zu erzielen.

Die Walzenfläche wird ichließlich mit einer elktrolytischen Hartchromummaitelung 14 mit konstanter Dic^be versehen. Beispielsweise kann man, ohne dabei irgendwelche Einschränkungen vorzugeben, eine Walze verwirklichen mit einem äußeren Durchmesser von 610 mm, deren Lage 14 $/10 mm dick ist, wobei die Dicke der Lagen 12a bis 1l2c sich von 10 mm bis 3 mm verändert, und die Dicke der Lage 11 ungefähr 5/100 mm beträgt.

Die Welle 8 der Walze ist selbst hohl und weist eine Kanal 15 für das Kühlfluid auf, d. h. allgemein für Wasser. Das Innere der Walze kann überdies mit irgendwelchem geeigneten Hindernissen bzw. Prallplatten 16 (Fig. 2) versehen sein, die in bekannter Weibe dazu bestimmt sind, eine bessere Ausnutzung des Kühlhuids sicherzustellen.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Walze ei gibt sich somit aus Zwangsbedingungen bzw. Foi lerungen. gemäß denen das Kupfer zwangsläufig vorgesehen ist, um die elektrische Leitfähigkeit sicherzustellen, während es bisher ni< ht möglich war auf Stahlflanschen angebrachte Kupferflansche insbesondere im Bereich der Welle aufrechtzuerhalten, wegen der Bildung von elektrischen Potentialpaarem, die zur 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patenl ansprüche:

1. Walze zur kontinuierlichen elektrolytischen Behandlung von metallischen oder metallisierten bandförmigen Materialien, die vom elektrisch leitenden Typ ist, mit einem Kühlmittelströmungskreis versehen ist, und die einen hohlen zylindrischen Körper sowie eine Welle aufweist und mit einer äußeren Umkleidung aus einem harten Material versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze zwei geschmiedete Flansche (7) aufweist, von denen jeder eine Halbwelle (8) entlang einer gemeinsamen Längsachse bildet, wobei Flansche (7) und Welle (8) aus einem Stück bestehen, daß die beiden Flansche mit dem 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 Metalles und eine durchgehende Lage (12a, 12b, 12c) eines elektrisch gut leitenden Metalles mit konstantem Durchgangsquerschnitt für den elektrischen Strom trägt

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

3. 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 da- harte Me all Chrom ist

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