DE3412329A1

DE3412329A1 - Verfahren zum beizen von edelstaehlen, kupfer, buntmetallegierungen, sonderlegierungen, titan, zirkon, tantal usw. mittels salpetersaurer beizbaeder

Info

Publication number: DE3412329A1
Application number: DE19843412329
Authority: DE
Inventors: Albert Dipl.-Ing. Dr.Techn. Wien Krepler; Udo Dipl.-Ing. 5433 Siershahn Lehmann
Original assignee: Andritz AG
Current assignee: Andritz AG
Priority date: 1984-04-03
Filing date: 1984-04-03
Publication date: 1985-10-10
Also published as: DE3412329C2

Description

X
Verfahren zum Beizen von Edel stählen, Kupfer, Bunt-metallegierungen, Titan, Zirkon, Tantal usw. mittels sapetersaurer Beizbäder Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beizen von Edelstählen, Kupfer, Buntmetallegierungen, Sonderlegierungen, Titan, Zirkon, Tantal usw. mittels salpetersaurer Beizbäder, die auch andere Säuren wie z.B. Flußsäure enthalten können.
Die Belastung der Umwelt durch die beim Beizen oder ätzen von Edelstählen, Kupfer, Buntmetallegierungen, Sonderlegierungen, Titan, Zirkon, Tantal usw. mit Salpetersäure in wässriger Lösung oder Säuregemischen in wässriger Lösung, die Salpetersäure enthalten, entstehenden Stickoxide, welche ohne besondere Obsorge in die Atmosphäre entweichen, ist ein altes und bis heute noch nicht befriedigend gelöstes Problem. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um die dabei entstehenden NOx-Mengen nicht, wie üblich, erst nach dem Beizen aus den Abgasen großteils herauszuholen, sondern bereits die Bildung der Stickoxide beim Beizen der genannten Metalle in salpetersauren wässrigen Lösungen auf einen Bruchteil herabzumindern.
Es wurde für diesen Zweck zwar bereits vorgeschlagen, den Beizbädern Wasserstoffperoxid zuzusetzen, es zeigte sich aber, daB ein so großer Teil dieses teuren Stoffes durch andere als die gewünschten Raktionen zersetzt wird, daß das Verfahren zu teuer wird.
Auch der Zusatz von Harnstoff beim Beizen bestimmter Edelstahl sorten ist bereits in Betracht gezogen worden.
Abgesehen davon, daß gemäß dem bekannten Stand der Technik dieser Zusatz zu einem anderen Zweck vorgeschlagen wird als gemäß der Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung, nämlich zur Verbesserung der Beizeigenschaften und zur Verkürzung der Beizdauer, vermittelt dieser Stand der Technik keinerlei Lehre bezüglich der Dosierung des Harnstoffzusatzes als Funktion der NO -Konzentration, ja überhaupt nicht bezüglich einer geregelten Dosierung des Zusatzes.
überraschend zeigte sich nun, daß eine gleichmäßige Zugabe von Harnstoff CO(NH2)2 in fester oder bequemer in wässrig gelöster Form z.B. als 50-prozentige Lösung in wesentlich ökonomischerer Art und Weise den gewünschten Effekt zeitigt.
In Summe kann man die hierbei stattfindenden Hauptreaktionen durch folgende Formel ausdrücken: CO(NH2)2 + N2O3 = 2 N2 + CO2 + 2 H20 Somit ist das Verfahren gemäß der Erfindung zum Beizen von Edelstählen, Kupfer, Buntmetallegierungen, Sonderlegierungen, Titan, Zirkon, Tantal usw. mittels salpetersaurer Beizbäder, die auch andere Säuren wie z.B. Flußsäure enthalten können, unter Zugabe von Harnstoff oder einer wässrigen Harnstofflösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des Harnstoffes direkt mittels eines kontinuierlich arbeitenden NO -Fühlers in der Abgasleitung und eines Reglers, z.B. eines PID-Reglers geregelt bzw. auf die gewünschte NOx -Minimalkonzentration im Abgas eingestellt wird.
Es liegt auf der Hand, daß man nie mit nur einem Harnstoffmolekül pro N2O3-Einheit (also z.B. einem NO- und einem NO2-Molekül, dessen Bildung verhindert wird) das Auslangen findet, weil auch Nebenreaktionen stattfinden. Je nach Art des gebeizten Metalls, der Beiztemperaturen usw. ist der erforderliche überschuß verschieden. Es zeigte sich aber, daß man mit 130 bis 160% d.Th. in den meisten Fällen das Auslangen findet:und dennoch die NOx-Entwicklung unter ein Viertel, mitunter unter 20% der sonst entstehenden Menge herabgesetzt werden kann.
Da bei sonst gleichen Beizbedingungen ein ursächlicher Zusammenhang zwischen NO -Konzentration und Harnstoffzugabe zum Beizbad besteht, erwies es sich als sehr effektiv, die kontinuierliche NO -Andlyse d-er Abgase über einen PID-Regler zur Einstellung der zudosierten Harnstoffmenge zu benützen. Natürlich muß man wegen der begrenzten Löslichkeit des Harnstoffes in nitrathältigen Lösungen darauf sehen, daß keine Harnstoffsättigung eintritt d.h. das Löslichkeitsprodukt des Harnstoffnitrats überschritten wird.
Dies ist aber, wie wie zeigte, bei Einstellung der Regelsysteme immer möglich.
Die Erfindung wird durch das nachfolgende Beispiel näher veranschaulicht: Beispiel; Bei der Herstellung von rostfreiem Kaltband ist eine Glüh- und Beizbehandlung des warmgewalzten Edelstahlbandes unumgänglich. Das Beizen erfolgt in einer kontinuierlich betriebenen Behandlungslinie. Hiefür wird für Ausenite ein Säuregemisch von ca. 15 Gew.% HNO3 und ca. 2,5 Gew.% HF und für Ferrite ein Sauregemisch von ca. 15 Gew.% HNO3 und ca. 0,5 Gew.% HF angesetzt.
Um ein Austreten von Säuredämpfen in die Halle zu verhin -deren, sind die Beizbäder abgedeckt und werden abgesaugt.
Das Abgas wird durch einen Gaswäscher über einen Kamin ins Freie geleitet.
Um die Umweltbelastung durch NO -Emissionen zu verringern, wurde Harnstoff in den Beizbottich in geregelter Form zugegeben. Hiebei zeigte sich, daß beim Beizen von Austeni ten der NO -Gehait der abgesaugten Baddämpfe von 1200 ppm NOX durch die Zugabe von Harnstoff auf einen Bereich von 300 bis 100 ppm NO reduziert werden konnte. Beim Beizen von Ferriten konnte der NOx -Gehalt der abgesaugten Dämpfe von 3000 ppm NOX auf einen Bereich von 150 bis 100 ppm NOX durch die Harnstoffzugabe reduziert werden.

Claims

Verfahren zum Beizen von Edelstählen, Kupfer, Buntmetalllegierungen, Sonderlegierungen, Titan, Zirkon, Tantal usw.

mittels salpetersaurer Beizbäder Patentanspruch Verfahren zum Beizen..von Edelstählen, Kupfer, Buntmetalllegierungen, Sonderlegierungen, Titan, Zirkon, Tantal usw.

mittels salpetersaurer Beizbäder, die auch andere Säuren wie z.B. Flußsäure enthalten können, unter Zugabe von Harnstoff oder einer wässrigen Harnstgffl ösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuga-be des Harnstoffes direkt mittels eines kontinuierlich arbeitenden NO -Fühlers in der Abgasleitung und eines Reglers, z.B. eines PID-Reglers geregelt bzw. auf die gewünschte NOx-Minimalkonzentration im Abgas eingestellt wird.