DE3516600A1

DE3516600A1 - Wanne zum saeurebeizen von metallbaendern

Info

Publication number: DE3516600A1
Application number: DE19853516600
Authority: DE
Inventors: Jacques Riom Brosson; Pierre-Marie Damiron; Jean-Luc Paris Legoupil
Original assignee: Clecim SAS
Current assignee: Clecim SAS
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1985-05-08
Publication date: 1986-11-13
Also published as: FR2562098A1; FR2562098B1; AT382169B; DE3516600C2; ATA139985A; US4604157A

Description

CLECIM
924o2 Courbevoie, Frankreich

Wanne zum Säurebeizen von Metallbändern

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wanne zum Säurebeizen von Metallbändern einer Breite gleich oder über 0,50m.

Die warmgewalzten und zu einem späteren Kaltwalzen bestimmten Metallbänder müssen vor diesem Kaltwalzen einem Beizen unterworfen werden, das sich zur Entfernung des auf ihrer Oberfläche am Ausgang des Warmwalzens gebildeten Oxids oder anderer Abscheidungen oder Ansätze eignet, die dazu neigen, sich beim Kaltwalzen in das Blech einzudrücken.

Das Beizen der Bleche vor ihrem Kaltwalzen wird allgemein in Wannen sehr großer Länge durchgeführt, die eine heiße Schwefelsäure- oder Salzsäurelösung enthalten. Das Blech oder Band einer Breite von wenigstens 0,50 m wird auf seinem Durchlauf geführt, um in die Wannen einzutreten und sie in die Säurelösung eingetaucht zu durchlaufen.

Das Blech gelangt anschließend in Spülwannen, die die Beseitigung der auf der Oberfläche des Blechs zurückbleibenden Säure ermöglichen.

Die Beizwannen haben allgemein eine sehr große Länge in der

Größenordnung von 20 bis 25 m und einen über ihre gesamte Länge konstanten Querschnitt. Dieser Querschnitt hängt von der maximalen Breite der Bänder ab, die man beizen will.

Die Beizwanne weist ein Stützgerüst und eine äußere Hülle aus Stahl auf, die die mechanische Festigkeit der Wanne sichern. Man muß jeden Kontakt der Säurelösung mit dem Stahlteil der Beizwanne vermeiden und deren Wärmeisolation gegenüber der Säurelösung sichern, die auf einer verhältnismäßig hohen Temperatur ist. Die Stahlwand der Beizwannen ist daher mit einer Kautschukschicht ausgekleidet, die ihrerseits von wenigstens einer Schicht aus Aluminosilikatsteinen bedeckt ist.

Die Aluminosilikatsteine werden durch Schwefelsäure (110 ⁰C) oder Salzsäure (85 ⁰C) nicht angegriffen und ermöglichen eine ausreichende Wärmeisolation zwischen der heißen Säurelösung und der Metallhülle der Wanne. Außerdem widerstehen diese Steine dem Verschleiß, der durch die Reibung des Stahlbandes beim Durchlauf durch die Wanne hervorgerufen wird.

Der Vorgang der inneren Ausmauerung der Beizwanne ist sehr langwierig und muß mit großer Sorgfalt durch qualifiziertes Personal durchgeführt werden. Die Steine müssen regelmäßig nebeneinander gelegt und durch Verbindungsfugen aus einem gegenüber Säuren beständigen Zement verbunden werden. Diese Verbindungsfugen müssen vollkommen dicht sein, um jedes Eindringen von Säure durch die Steinschicht zu vermeiden. Wegen der großen Zahl der verwendeten Steine ist die Gesamtzahl der Verbindungsfugen für eine Beizwanne äußerst groß, und es ist sehr schwierig, eine vollkommene Qualität aller dieser Verbindungsfugen zu sichern.

Die Lebensdauer einer Beizwanne ist daher stark von der Qualität

ihrer inneren Ausmauerung abhängig. Durch Verwendung mehrerer übereinander! legender Steinschichten verringert man die Gefahren eines Eindringens von Säure durch die Verbindungsfugen, jedoch sind die Ausmauerungsarbeitsgänge noch langwieriger und kostspieliger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Wanne zum Säurebeizen von wenigstens 0,5 m breiten Metallbändern zu entwickeln, deren säurebeständige Auskleidung schneller und aufwendiger herstellbar ist und eine verläßlichere Abdichtung gegen einen Säureangriff der Metallhülle gewährleistet.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist eine Wanne zum Säurebeizen von Metallbändern einer Breite von wenigstens 0,50m, die die Wanne in deren Längsrichtung durchlaufen und dabei in eine Säurelösung eingetaucht sind, die in der Wanne enthalten ist, die ein äußeres Stützgerüst und eine Metallhülle aufweist, die innen mit einer Kautschukschicht ausgekleidet ist, die ihrerseits innen mit wenigstens einer Schicht aus einem gegenüber der heißen Saure beständigen Material bedeckt ist, wobei die Wanne mit einem über ihre gesamte Länge konstanten Querschnitt zwei Seitenwände, zwei Endwände und einen ebenen Boden mit jeweils einer Höhe und Breite über 0,5 m aufweist, mit dem Kennzeichen, daß die innere Schicht im Kontakt mit der Säure aus nebeneinanderliegenden Platten solcher Abmessungen gebildet ist, daß der Boden der Wanne in Breitenrichtung mit höchstens drei Platten bedeckt ist und daß die Seiten- und Endwände in ihrer Gesamthöhe mit einer einzigen Platte bedeckt sind, und daß die Platten aus einem natürlichen Gestein eruptiven Ursprungs bestehen, dessen Gesamtgehalt an SiO₂ und Al₂O₃ über 60 % liegt, dessen Porosität 6 bis 30 % beträgt und dessen Dichte unter 3 ist.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ermöglicht eine wesentliche Vereinfachung der Herstellung oder Wiederherstellung der säurebeständigen Auskleidung der inneren Wannenoberfläche, begrenzt ein Durchsickern durch die Schicht säurebeständiger Platten und führt so zu einer längeren Betriebslebensdauer der Beizwanne.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer Beizwanne gemäß der Erfindung;

Fig. 1a eine vergrößerte Querschnittsdarstellung der Einzelheit A der Fig. 1 zur Veranschaulichung der verschiedenen die Wand der Beizwanne bildenden Schichten; und

Fig. 1b eine der Fig. 1a analoge Querschnittsdarstellung zur Veranschaulichung einer vereinfachten Ausführungsvariante der Wand der Beizwanne.

In Fig. 1 sieht man den Stahlteil 1 der Wanne, der das Stützgerüst bildet, das die mechanische Stabilität und die Halterung der Wanne 3 sichert. Am oberen Ende weist dieser Stahlteil 1 zwei Flansche 4 auf, worauf der Deckel 2 der Beizwanne aufgesetzt wird.

Die innere Oberfläche der Wanne 3 und die Oberseite der Flansche sind mit einer Kautschukschicht 6 guter Beständigkeit gegenüber der Säure bedeckt.

In Fig. 1 und 1a sieht man die Ausbildung der verschiedenen Schichten der Beizwanne. Die Kautschukschicht 6 auf der Innenoberfläche der Wanne 3 ist mit einer ersten Schicht von Platten 8 bedeckt, die wärmeisolierend und gegenüber der heißen Säure beständig sowie mit dem Kautschuk durch eine Schicht 7 aus gegenüber der Säure beständigem

Zement verbunden ist. Die Schicht von Platten 8 ist ihrerseits von einer zweiten Schicht 10 von wärmeisolierenden und gegenüber der Säure beständigen Platten größerer Breite durch eine Schicht 9 aus säurebeständigem Zement getrennt.

Die Schicht von Platten 8 und die feuerfeste isolierende Schicht bestehen aus demselben Material, das noch näher erläutert wird.

Die innere Schicht 10, die im Kontakt mit der die Beizwanne bis zum Niveau 12 füllenden Säure ist, besteht aus Platten 10a, 10b großer Abmessungen, während die die andere innere Schicht bildenden Platten 8 von geringeren Abmessungen sind.

Die vertikalen Wände der Wanne sind über ihre gesamte Höhe mit je einer einzigen Platte 10a bedeckt. Der Boden der Wanne ist mit je zwei an einer ihrer Seitenkanten nebeneinanderliegenden Platten 10b bedeckt. Für die Gesamtheit der inneren Schicht 10 gibt es so nur je drei Verbindungsfugen 14, die mit einem gegenüber der Säure beständigen Zement gleicher Art wie dem die Verbindungsschicht 9 zwischen den Plattenschichten 8 und 10 bildenden hergestellt werden.

Die verschiedenen die senkrechten Wände der Beizwanne bildenden Schichten sind an ihrem oberen Teil mit Hilfe von U-Teilen 15 aus dem gleichen Material wie die Platten 8 und 10a, 10b zusammengehalten.

Zur Herstellung von Platten großer Abmessungen, wie den Platten 10a und 10b, verwendete man Volvic-Lava, die in Form regelmäßiger Platten großer Abmessungen, z. B. bis zu einem Format von 1 m χ 2,40 m, verarbeitet werden kann.

Die Volvic-Lava ist ein Gestein eruptiven Ursprungs des Andesit-Typs, dessen Säurebeständigkeitseigenschaften bemerkenswert sind.

Außerdem weist dieses Material eine große Verschleißbeständigkeit gegenüber thermischen oder mechanischen Stößen und gute Wärmeisolationseigenschaften auf.

Die chemische Zusammensetzung der Volvic-Lava ist in der folgenden Tabelle angegeben:

Siliziumdioxid 55 bis 60 % Aluminiumoxid als _1O . . _{oo 0/}

Λ-1 (-> IO DlS CC la

Kalk als CaO 4,5 bis 5,5 %

Eisen als Fe₂O₃ 6,5 bis 7,5 %

Magnesiumoxid als MgO 2,5 bis 3,5 % Alkalien als K₀O und _c ₀,

C OA

Na₂O

Die gute Beständigkeit dieses Gesteins gegenüber den Säuren ist auf einen hohen Gesamtgehalt an Siliziumdioxid und Aluminiumoxid (zwischen 73 und 82 %) zurückzuführen. Wenn es mit Säure in Berührung gebracht wird, erfährt dieses Gestein zu Beginn der Einwirkung einen Gewichtsverlust von etwa 3 %, was der Entfernung des Eisens durch die Säure entspricht. Die Beständigkeit gegenüber der Säure ist anschließend sehr gut, und ein weiterer Gewichtsverlust tritt nicht ein.

Die Gesamtporosität der Volvic-Lava ist erheblich, so daß dieses Gestein gute Wärmeisolationseigenschaften und eine geringe Dichte in der Größenordnung von 2,3 aufweist.

16 Am Eintritt und am Ausgang der Beizwannen ordnet man Schwellen zur

Führung des Blechs an, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, wobei diese Führungsbauteile ebenfalls aus Volvic-Lava hergestellt sind.

Im Fall des Beizens von Blechen einer maximalen Breite von 1,40 m verwendet man eine Beizwanne, wie in Fig. 1 dargestellt, deren Boden eine Breite von etwas über 2 m und deren Wände eine Höhe von etwa 1,50 m haben. Die Säurehöhe in der Wanne wird bei einem Wert von etwa 1,25 m gehalten.

Dabei haben die Platten 10a eine Länge von 1,50 m, und ihre Längsabmessung ist etwa 1 m. Die den Boden der Wanne bildenden Platten 10b haben ihrerseits entsprechend der Breite der Wanne Abmessungen von etwa 0,50 bzw. 1,50 m. Ihre Abmessung in der Richtung der Länge der Wanne ist ebenfalls etwa 1 m. Die Wanne besteht also in ihrer Schicht-10 aus einer Folge von solchen Platten 10a 10b, die Querabschnitte der Wanne einer Länge von 1 m bilden.

Zwischen einigen Abschnitten ordnet man je nach der Länge der Wanne Dehnungsfugen an, die beispielsweise aus einem stark kompressiblen, gegenüber den Säuren beständigen Kautschuk bestehen. Man kann auch eine zusätzliche, aus einem elastischen, gegenüber den Säuren beständigen Kautschuk bestehende Schicht zwischen den Plattenschichten 8 und 10 anbringen.

Die innere Schicht 8, die nicht in direkten Kontakt mit der Säure kommt, sondern eine vollständigere Abdichtung gegenüber der Säure bildet, besteht aus Platten aus Volvic-Lava geringerer Abmessungen und in größerer Zahl als in der inneren Schicht 10. Die Dichtungsfugen dieser Platten 8 geringerer Abmessungen befinden sich in solchen Lagen, die gegenüber den Dichtungsfugen der Platten großer Abmessungen der Schicht 10 versetzt sind. Diese Dichtungsfugen bestehen aus einem gegenüber den Säuren beständigen Zement. Je nach der Länge der Wanne ist die innere Schicht 8 in mehrere Teile unterteilt, die durch Ausdehnungsfugen aus gegenüber den Säuren beständigem Kautschuk getrennt sind.

Im Fall einer Wanne, die eine Behandlung von Blechen bis zu einer Breite in der Größenordnung von 1,40 m, wie oben beschrieben, ermöglicht, verwendete man Platten 10a und 10b einer Dicke von 0,12 m und Platten zur Bildung der Schicht 8 mit einer Dicke von etwa 0,05 m.

Falls man eine säurebeständige Kautschukschicht zwischen den Schichten 8 und 10 anbringt, bildet man so eine zusätzliche Abdichtungssperre gegenüber der Säure und verbessert die jeder Schicht eigenen Wärmeausdehnungsmöglichkeiten.

In Fig. 1b sieht man eine vereinfachte Ausführungsart der Wand einer Beizwanne, wo die Schichten, die den im Zusammenhang mit Fig. 1a beschriebenen entsprechen, die gleichen Bezugszeichen tragen.

Die Stahlhülle 3 ist mit einer Kautschukschicht 6 ausgekleidet, die ihrerseits mit Platten großer Dicke und großer Abmessungen bedeckt ist, die mit den in Fig. 1 dargestellten Platten 10a und 10b vergleichbar sind. Diese Platten sind untereinander und/oder mit der Kautschukschicht 6 durch einen eine Schicht 7 und Dichtungsfugen 14 bildenden Zement verbunden.

Der Aufbau der Wand der in Fig. 1b dargestellten Beizwanne ermöglicht nicht die Erzielung eines so guten Verhaltens wie desjenigen des Aufbaus nach der Fig. 1a, was die Betriebslebensdauer der Wanne und das Isolationsvermögen dieser Wand betrifft. Jedoch sind für den Aufbau nach Fig. 1b die Konstruktion und die Wiederauskleidung der Wanne beträchtlich vereinfacht, und die Standzeit der Beizwanne bleibt annehmbar.

Man sieht, daß die Hauptvorteile der Beizwanne gemäß der Erfindung darin liegen, eine schnelle Auskleidung oder Wiederauskleidung dieser

Wanne dank der Verwendung von Platten viel größerer Abmessungen als derjenigen der Steine nach dem Stand der Technik zu ermöglichen und die Zahl der Verbindungsfugen in sehr hohem Ausmaß zu verringern, was eine sehr erhebliche Unterdrückung eines Eindringens von Säure unter die Schichten 8 und 10 und eine Verbesserung ihres Wärmeisolationsvermögens ermöglicht.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsarten.

So kann man anstelle der Volvic-Lava jedes andere eruptive Gestein von Andesit-Typ oder auch von anderen Typen verwenden, sofern dieses Gestein gute Eigenschaften hinsichtlich seiner Beständigkeit gegenüber der heißen Säure und gute Wärmeisolationseigenschaften aufweist und sich in die Form von Platten einer Abmessung in der Größenordnung von 1 m χ 0,5 m und mindestens von 0,50 m χ 0,50 m verarbeiten läßt.

Es ist möglich, Platten einer Breite unter 1 m in der Längsrichtung der Wanne für die Schicht 10 zu verwenden, doch vermeidet man,um keine zu große Zahl von Verbindungsfugen zu haben und ein Durchsickern von Säure , wie es im Fall der Steinausmauerungen beobachtet wurde, zu vermeiden, unter eine Breite von 0,50 m herunterzugehen. Ebenso soll die Länge der Platten in der Richtung der Höhe oder der Breite der Wanne nicht unter 0,50 m gewählt werden.

Andererseits begrenzt man die Maximal abmessungen der Platten 8, um eine leichte Handhabung und Anbringung zu ermöglichen.

Allgemein eignet sich jedes Gestein eruptiven Ursprungs, dessen Minimalgehalt an Siliziumdioxid + Aluminiumoxid über oder gleich 60 % ist, dessen Gesamtporosität im Bereich von 6 bis 30 % liegt

und dessen Dichte unter 3 ist, das gegenüber der Salzsäure und der Schwefelsäure beständig ist und gute Wärmeisolationseigenschaften aufweist.

Man kann also die Volvic-Lava durch ein den vorstehend aufgeführten Kriterien ent sprechendes Gestein ersetzen.

Solche Gesteine haben eine Dichte im Bereich von 1,5 bis 3.

Allgemein verwendet man für die Wannen zum Beizen von Blech, dessen Breite über 0,60 m ist und bis zu 1,50 m oder mehr gehen kann, höchstens drei nebeneinanderliegende Platten zur Bildung des Bodens und eine Platte 10a in der ganzen Höhe der vertikalen Wände der Wanne. Dies setzt die Verwendung von Platten 10a, 10b einer ++) in der Größenordnung von 0,50 m voraus. Für Platten 10a,. 10b geringerer Abmessung, durch die die Herstellung einer größeren Länge von Verbindungsfugen nötig wird, findet man die Nachteile der Steinausmauerung nach dem Stand der Technik wieder.

Schließlich ist die Beizwanne gemäß der Erfindung nicht nur zum Beizen mit Schwefelsäure, sondern auch zum Beizen mit Salzsäure oder bei Verwendung anderer Säuren, jedoch mit Ausnahme der Flußsäure, verwendbar. Man kann auch die Beizwanne gemäß der Erfindung zum Spülen von Bändern nach dem Beizen verwenden, wobei diese Spülwannen zur Aufnahme einer viel weniger konzentrierten Säurelösung bei einer niedrigeren Temperatur bestimmt sind.

++) Mindestabmessung

Claims

Ansprüche

1. Wanne zum Säurebeizen von Metallbändern einer Breite von wenigstens 0,50p, die die Wanne in deren Längsrichtung durchlaufen und dabei in eine Säurelösung eingetaucht sind, die in der Wanne enthalten ist, die ein äußeres Stützgerüst (1) und eine Metallhülle (3) aufweist, die innen mit einer Kautschukschicht (6) ausgekleidet ist, die ihrerseits innen mit wenigstens einer Schicht (10) aus einem gegenüber der heißen Säure beständigen Material bedeckt ist, wobei die Wanne mit einem über ihre gesamte Länge konstanten Querschnitt zwei Seitenwände, zwei Endwände und einen ebenen Boden mit jeweils einer Höhe und Breite über 0,5 m aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die innere Schicht (10) im Kontakt mit der Säure aus nebeneinanderliegenden Platten (10a, 10b) solcher Abmessungen gebildet ist, daß der Boden der Wanne in Breitenrichtung mit höchstens drei Platten (10b) bedeckt ist und daß die Seiten- und Endwände in ihrer Gesamthöhe mit einer einzigen Platte (10a) bedeckt sind, und

daß die Platten (10a, 10b) aus einem natürlichen Gestein eruptiven Ursprungs bestehen, dessen Gesamtgehalt an SiO₂ und Al₂O₃ über 60 % liegt, dessen Porosität 6 bis 30 % beträgt und dessen Dichte unter 3 ist.

2. Wanne nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß sie außerdem zwischen der Kautschukschicht (6) und der inneren

083-8726DE 3946- TF

Schicht (10) aus gegenüber der heißen Säure beständigem Material eine weitere Schicht aus gegenüber der heißen Säure beständigem Material aufweist, die aus Platten (8) geringer Dicke und kleinerer Oberfläche als die Platten (10a, 1Ob) der inneren Schicht (10) besteht, und

daß die Verbindungsspalte dieser Platten (8) gegenüber den Verbindungsspalten (14) der Platten (10a, 1Ob) versetzt sind.

3. Wanne nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Schichten (8, 10) aus gegenüber der heißen Säure beständigem Material untereinander und/oder mit der Kautschukschicht (6) mittels Schichten (7, 9) aus gegenüber der Säure beständigem Zement verbunden sind.

4. Wanne nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Schichten (8, 10) aus gegenüber der Säure beständigem Material durch eine sehr elastische, gegenüber der heißen Säure beständige Kautschukschicht getrennt sind.

5. Wanne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Platten (8, 10a, 10b) aus einem Eruptivgestein des Andesitthyps, wie der Volic-Lava, bestehen.