DE69803138T2

DE69803138T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Metallbändern

Info

Publication number: DE69803138T2
Application number: DE69803138T
Authority: DE
Inventors: Setsuo Hotani
Original assignee: Hotani Co Ltd
Current assignee: Hotani Co Ltd
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 2002-11-14
Anticipated expiration: 2018-03-28
Also published as: ES2172084T3; KR100490573B1; DE69803138D1; EP0870854A1; KR19980081313A; EP0870854B1; US6216304B1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Reinigung eines Metallbands, und genauer ein Verfahren und eine Einrichtung zur Reinigung eines Metallbands durch eine elektrolytische Reinigungstechnik in der Stahlindustrie.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Verfahren zur elektrolytischen Reinigung eines Bands wurden herkömmlicherweise in der Stahlindustrie durchgeführt, indem ein Metallband zwischen sich gegenüberliegenden positiven und negativen Platten in einer in einer elektrolytischen Zelle enthaltenen wässrigen Lösung von Alkali hindurch geführt wurde. Diese herkömmlichen Verfahren bringen jedoch die folgenden Probleme mit sich.
Üblicherweise bewegt sich ein Band, das zwischen den positiven und negativen Platten hindurch geführt wird, in Richtung der Banddicke in einer Zickzackbewegung. Folglich kann das Band wegen der Zickzackbewegung die positiven und negativen Platten berühren oder mit ihnen zusammen stoßen. Um die Berührung oder den Zusammenstoß zu vermeiden, sollten die positiven und negativen Platten relativ weit von dem Band, das durch die Alkalilösung geführt wird, entfernt angeordnet sein oder die Platten sollten mit einem ausreichenden Zwischenraum angeordnet sein. In der Anordnung von weit voneinander entfernten Platten sollte ein starker Strom an den Platten angelegt werden, um das Band elektrolytisch zu reinigen. Herkömmlicherweise wurde ein Strom von etwa 4.000 bis etwa 10.000 Ampere an den Platten angelegt. Wenn ein starker Strom angelegt wird, tritt aufgrund von Streustrom ein ernsthaftes Problem der elektrischen Korrosion auf.
Wenn ein geringer Strom an die Platten angelegt wird, um das sich aus dem Streustrom bei Anlegen eines starken Stroms ergebende Problem der elektrischen Korrosion zu umgehen, ergibt sich eine niedrige Stromdichte, was zu einem verringerten elektrolytischen Reinigungseffekt führt.
Gemäß der herkömmlichen Techniken zur elektrolytischen Reinigung eines Bands sind die Platten mit einem Zwischenraum von etwa 1,5 m an 10 bis 30 Stellen in Laufrichtung des Bands in einer Bandreinigungsstraße angeordnet, die mit einer Laufgeschwindigkeit von etwa 500 bis etwa 700 m/Min betrieben wird.
In dieser Art von elektrolytischem Reinigungsbetrieb fließt eine alkalische wässrige Lösung aus einer elektrolytischen Zelle und kann nach der Regenerierung oder nach dem Auffüllen mit einer neuen alkalischen wässrigen Lösung außerhalb der elektrolytischen Zelle zurückgeführt werden. Sogar in diesem Fall sollte eine große Menge an alkalischer wässriger Lösung (etwa 20 bis etwa 30 m³) in der elektrolytischen Zelle enthalten sein.
Dies bedeutet, dass nur eine geringe Energiewirkung beim elektrolytischen Reinigungsbetrieb erzeugt wird und dass eine große elektrolytische Reinigungsausrüstung erforderlich ist, was zu hohen laufenden Kosten und hohen Wartungskosten führt.
Da das herkömmliche elektrolytische Reinigungssystem ein Eintauchsystem ist, wird das an dem Band abgelagerte Öl in dem Alkalibad gelöst und lagert sich unvermeidlich wieder an dem Band ab, das durch das Alkalibad hindurch geführt wird, was zusätzlich zu den vorgenannten Nachteilen zu einer verringerten Entfettungs- oder Reinigungseffizienz führt.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorstehenden Probleme des Stands der Technik zu umgehen. Genauer gesagt besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Reinigung eines Metallbands durch eine elektrolytische Reinigungstechnik mit den folgenden Vorteilen zur Verfügung zu stellen:
(1) unter Anlegung eines geringen Stroms kann eine hohe elektrolytische Reinigungseffizienz erreicht werden;
(2) es ist möglich, das Problem zu lösen, das in den herkömmlichen Techniken durch den durch Anlegen eines starken Stroms erzeugten Streustrom entsteht;
(3) durch den elektrolytischen Reinigungsbetrieb kann eine hohe Energiewirkung erzeugt werden;
(4) es kann eine im Vergleich zu herkömmlichen Ausrüstungen erheblich kleinere elektrolytische Reinigungsausrüstung geschaffen werden;
(5) die laufenden Kosten beim elektrolytischen Reinigungsbetrieb können weit unter die bisher angefallenen Kosten gesenkt werden;
(6) die Wartungskosten des elektrolytischen Reinigungsbetriebs können gesenkt werden; und
(7) es wird verhindert, dass sich das beim elektrolytischen Reinigungsbetrieb von dem Band gelöste Öl wieder an dem Band ablagert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Reinigung eines Metallbands vorgesehen, welches Verfahren folgende Schritte aufweist:
(i) elektrolytisches Reinigen eines zu reinigenden Bands durch Hindurchführen des Bands zwischen gegenüberliegenden Düsen zum Aussprühen einer alkalischen wässrigen Lösung über das Band, wobei eine der Düsen eine positive Elektrode und die andere eine negative Elektrode ist und eine Spannung an die Düsen angelegt wird, und
(ii) Bürsten des Bands in einem Strahl von Reinigungswasser mit einer Bürstenwalze oder mit Bürstenwalzen, die an einer Position (an Positionen) neben den Düsen des elektrolytischen Reinigungsschritts (i) stromabwärts der Düsen in Laufrichtung des Bands angeordnet ist (sind),
wobei das Band mindestens einmal den Abläufen in den Schritten (i) und (ii) ausgesetzt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch eine Einrichtung zur Reinigung eines Metallbands vorgesehen, wobei die Einrichtung mindestens eine Reinigungseinheit aufweist, aufweisend:
(a) gegenüberliegende Düsen zum Aussprühen einer alkalischen wässrigen Lösung über das Band, zwischen denen das zu reinigende Band hindurchgeführt wird, wobei eine der Düsen eine positive Elektrode und die andere eine negative Elektrode ist, und
(b) eine Bürstenwalze oder Bürstenwalzen zum Bürsten des Bands in einem Strahl von Reinigungswasser, wobei die Bürstenwalze oder die Bürstenwalzen an einer Position (an Positionen) neben den Düsen stromabwärts von diesen in Laufrichtung des Bands angeordnet ist (sind).
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine der gegenüberliegenden Düsen zum Aussprühen einer alkalischen wässrigen Lösung über das Band die Anode und die andere ist die Kathode. Das zu behandelnde Band wird zwischen den gegenüberliegenden Düsen durchgeführt, wobei es elektrolytisch gereinigt wird.
In diesem Fall berührt das Band aus den folgenden Gründen weder die Düsen noch stößt es mit diesen zusammen, wenn es sich sogar in einem engen Raum zwischen den Düsen zickzackartig bewegt.
Die Lösung wird mit einem Druck aus den Düsen herausgepresst, der umgekehrt proportional zu dem Abstand zwischen der Düse und dem Band ist. Folglich wird das sich den Düsen nähernde Band gemäß dem Abstand zwischen der Düse und dem Band einem höheren Druck ausgesetzt. Je näher sich das Band bewegt, desto stärker wird es durch einen größeren Druck daran gehindert, sich näher heranzubewegen.
Gemäß der Erfindung kann das Band zwischen den Düsen hindurch geführt werden, ohne die als die Elektroden dienenden Düsen zu berühren oder mit diesen zusammen zu stoßen, wenn die alkalische wässrige Lösung bei einem Druck von 1 kg/cm² den Düsen, die mit einem Abstand von 10 mm von dem Band angeordnet sind, zugeführt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die gegenüberliegenden Elektroden mit einem solchen kleinen Zwischenraum angeordnet werden, dass eine hohe elektrolytische Reinigungseffizienz bei Anlegen eines geringen Stroms erreicht werden kann, was die Probleme des Stands der Technik der elektrischen Korrosion aufgrund von Streustrom durch Anlegen eines starken Stroms umgeht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Stromdichte pro Eingangseinheit von Strom viel weiter erhöht werden als beim Stand der Technik, wodurch ein Band mit einer bemerkenswerten hohen Effizienz elektrolytisch gereinigt werden kann.
Zum Beispiel kann die gewünschte elektrolytische Reinigungswirkung unter Verwendung von Düsen mit einer Größe von 7 bis 8 mm in der Bandlaufrichtung in der Bandreinigungsstraße, die mit der oben genannten Laufgeschwindigkeit betrieben wird, erzeugt werden. In dieser Ausführungsform muss keine große Menge an Elektrolyt in der elektrolytischen Zelle enthalten sein, so dass eine hohe Energiewirkung durch den elektrolytischen Reinigungsbetrieb erreicht werden kann.
Genauer gesagt kann die elektrolytische Reinigungswirkung erreicht werden, wie sie bei Anlegen eines Stroms von 10 Ampere bei 7-8 Volt unter Verwendung einer einzigen Reinigungseinheit erwogen wird, wobei Düsen mit der oben genannten Größe mit einem Abstand von 10 mm zwischen der Düse und dem Band in einer Bandreinigungsstraße angeordnet sind, die mit der oben genannten Laufgeschwindigkeit betrieben wird. Im Gegensatz dazu erfordern die herkömmlichen Techniken einen Strom von 4000 bis 10000 Ampere bei 20 Volt in einer Bandreinigungsstraße, die mit der gleichen Laufgeschwindigkeit betrieben wird.
Gemäß der Erfindung kann eine erheblich kleinere elektrolytische Reinigungsausrüstung geschaffen werden, und die elektrolytische Reinigungsausrüstung kann mit erheblich geringeren laufenden Kosten betrieben und zu geringeren Kosten gewartet werden als beim Stand der Technik.
Das auf dem Band abgelagerte Öl kann durch den oben genannten elektrolytischen Reinigungsbetrieb in einer kurzen Zeit von dem Band entfernt werden. Das sich lose auf der Bandoberfläche befindende Öl kann leicht mit der alkalischen wässrigen Lösung, die aus den Düsen ausgesprüht wird, weggewaschen werden.
Bei dem Bürstenreinigungsschritt ist das Band einem Strahl von Reinigungswasser ausgesetzt und wird gleichzeitig mit einer Bürstenwalze oder mit Bürstenwalzen, die neben der elektrolytischen Reinigungseinrichtung stromabwärts davon in Laufrichtung des Bands angeordnet sind, gebürstet. Daraus ergibt sich, dass das auf dem Band verbliebene Öl durch die Bürstenwalze oder die Bürstenwalzen in dem Bürstenreinigungsschritt wirksam entfernt werden kann.
Daher können sich bei der Erfindung die in dem Elektrolyt bestehenden Ölpartikel nicht wieder auf dem Band ablagern, im Gegensatz zu dem herkömmlichen elektrolytischen Reinigungssystem durch Eintauchen, so dass in dieser Hinsicht bei der Erfindung eine hohe elektrolytische Reinigungseffizienz erreicht werden kann, und die Energiewirkung kann durch den elektrolytischen Reinigungsbetrieb verbessert werden. Eisenpartikel können auch in dem Bürstenreinigungsschritt von dem Band entfernt werden.
In der praktischen Umsetzung der Erfindung wird, wenn das Band mehrfach dem elektrolytischen Reinigungsschritt und dem Bürstenreinigungsschritt, die in der Bandlaufrichtung auszuführen sind, unterworfen wird, das durch den vorhergehenden Reinigungsbetrieb gereinigte Band durch den anschließenden Reinigungsbetrieb weiter gereinigt, wodurch ein besseres Reinigungsergebnis erreicht wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Vorderansicht, die schematisch eine Ausführungsform des Systems zur Reinigung eines Bands gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine Vorderansicht, die schematisch eine weitere Ausführungsform des Systems zur Reinigung eines Bands gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der Düsen in den Systemen zur Reinigung eines Bands, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine Düse zeigt, die in den Systemen zur Reinigung eines Bands, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, anzuordnen ist.

GENAUE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unten mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Bei einem Bezugszeichen A ist eine Einrichtung zur Reinigung eines Bands als Ganzes gezeigt. Die Einrichtung A umfasst eine Reinigungseinheit I. Die Reinigungseinheit I schließt einen ersten Abschnitt 1a und einen zweiten Abschnitt 1b ein.
Der erste Abschnitt 1a schließt Düsen 1, 2 ein, die vertikal gegenüberliegend angeordnet sind. Eine der Düsen 1, 2 ist eine positive Elektrode und die andere ist eine negative Elektrode, von denen jeweils eine alkalische wässrige Lösung ausgesprüht wird. Der erste Abschnitt 1a ist ein Abschnitt, in dem der elektrolytische Reinigungsschritt für ein zu reinigendes Band S durchgeführt wird.
Der zweite Abschnitt 1b schließt eine (oder mehrere) Bürstenwalze(n) 3 zum Bürsten des Bands S in einem Strahl bzw. Sprühstrahl von Reinigungswasser ein. Der zweite Abschnitt 1b ist ein Abschnitt, in dem der Bürstenreinigungsschritt für das Band S durchgeführt wird. Die Bürstenwalze(n) 3 im zweiten Abschnitt 1b ist (sind) neben den Düsen 1, 2 in dem ersten Abschnitt 1a stromabwärtig davon in Laufrichtung des Bands S angeordnet.
Die Düsen 1, 2 sind mit Leitungen 1a, 2a zum Zuführen einer alkalischen wässrigen Lösung verbunden. Die alkalische wässrige Lösung, die aus den Düsen 1, 2 ausgesprüht wird, wird durch eine Umlaufleitung (nicht gezeigt) geführt und zu den Leitungen 1a, 2a zur Wiederverwendung zurück geführt.
Die Reinigungseinheit 1, einschließend den ersten und den zweiten Abschnitt 1a, 1b, kann einzeln angeordnet sein, wie in Fig. 1 gezeigt, oder sie kann in einer Vielzahl in Laufrichtung des Bands S angeordnet sein, wie in Fig. 2 gezeigt.
Die Bürstenwalze(n) 3 in dem zweiten Abschnitt 1b kann (können) irgendeine (irgendwelche) herkömmliche(n) Bürstenwalze(n) sein. Das Reinigungswasser wird durch das an sich bekannte Verfahren gleichzeitig mit dem Bürsten mit einer Bürstenwalze (mit Bürstenwalzen) 3 gesprüht. Demgemäß sind die Art des Sprühens des Reinigungswassers und die Art des Bürstens mit einer Bürstenwalze oder mit Bürstenwalzen in den Zeichnungen nur in Form eines Diagramms dargestellt. Bezugszeichen 4 ist eine Düse zum Aussprühen des Reinigungswassers als ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Aussprühen des Reinigungswassers.
In den dargestellten Ausführungsformen hat die Einrichtung A eine, Spülreinigungseinheit II, die neben der Reinigungseinheit I stromabwärtig von dieser in Laufrichtung des Bands S angeordnet ist. Die Reinigungseinheit II kann herkömmlicher Artsein. Ein Sprühkopf für das Reinigungswasser ist mit 5 bezeichnet und eine Stützwalze für das Band S ist mit 6 bezeichnet.
Eine Abquetsch- bzw. Auswringwalze 7 ist zwischen der Reinigungseinheit I und der daneben aufgestellten Reinigungseinheit II angeordnet, eine Abquetsch- bzw. Auswringwalze 8 ist an der Eingangsseite in den ersten Abschnitt 1a und eine Abquetsch- Auswringwalze 9 ist an der Ausgangsseite aus der Reinigungseinheit II angeordnet.
Eine Spannung wird an die Düsen 1, 2 angelegt, von denen eine die Anode und die andere die Kathode ist. Eine alkalische wässrige Lösung wird aus den Düsen 1, 2 herausgepresst.
Das zu reinigende Band S wird zwischen den gegenüberliegenden Düsen 1, 2 durchgeführt, während es einem Strahl der alkalischen wässrigen Lösung ausgesetzt ist, der aus den Düsen 1, 2 herausgepresst wird, wodurch das Band S elektrolytisch gereinigt wird.
In dem elektrolytischen Reinigungsverfahren wird bevorzugt, eine Spannung an die Düsen 1, 2 anzulegen, wenn die Laufgeschwindigkeit des in der Bandreinigungsstraße laufenden Bandes S 10 m/Min oder mehr erreicht hat, anstelle des Anlegens einer Spannung direkt nach Beginn des Laufens. Wenn eine Spannung direkt nach dem Beginn des Laufens angelegt wird, kann dem Band eine Beschädigung, wie eine Änderung der Eigenschaften, zugefügt werden. Die Beschädigung wird vermutlich verursacht, da ein an die Düsen 1, 2 angelegter Strom in das Band fließt und das Band erwärmt. Das Problem der Verursachung einer solchen Beschädigung wird vermieden, wenn eine Spannung an die Düsen 1, 2 angelegt wird, wenn die Laufgeschwindigkeit des in der Bandreinigungsstraße laufenden Bands S 10 m/Min oder mehr erreicht hat.
Von den Düsen 1, 2 ist vorzugsweise die oben angeordnete Düse die Kathode und die unten angeordnete Düse die Anode. Wenn die Anordnung der Düsen 1, 2 umgekehrt zum vorgenannten Beispiel ist, kann das zu reinigende Band an den Seitenabschnitten unzureichend gereinigt werden. Dieses Problem könnte umgangen werden, wenn die obere Düse die Kathode und die untere Düse die Anode ist.
Die Düsen 1, 2 liegen sich vertikal gegenüber, und sie liegen sich vorzugsweise diametral gegenüber. Wenn die Düsen 1, 2 in diametral gegenüberliegender Anordnung vorgesehen sind, kann das Band mit der besten Elektrolyseintensität gereinigt werden.
Das zu reinigende Band S wird mit Reinigungswasser an einer Stelle neben der Eingangsseite in die Reinigungseinheit I befeuchtet und durch den ersten Abschnitt 1a geführt. In diesem Fall wird das Band S mit einer verbesserten Wirkung elektrolytisch gereinigt.
In den Fig. 1 und 2 ist der Bereich III ein Bereich, in dem das Band S mit Reinigungswasser an einer Stelle neben dem Seiteneingang in die Reinigungseinheit I befeuchtet wird, und ein Strahl III-5 ist in dem Bereich III angeordnet.
Das Band S. das durch den ersten Abschnitt 1a hindurch geführt wurde, wird durch Bürsten in einem Strahl von Reinigungswasser mit einer Bürstenwalze oder Bürstenwalzen 3 an einer Position (Positionen) neben den Düsen 1, 2 stromabwärts davon in Laufrichtung des Bands S gereinigt.
In den dargestellten Ausführungsformen wird das Band S. das in dem zweiten Abschnitt 1b am hinteren Ende der Reinigungseinheit I behandelt wurde, in der Reinigungseinheit II mit Wasser gespült.
Das auf dem Band S. das in der Reinigungseinheit I gereinigt wurde, verbliebene Öl wird durch Reinigen in der Reinigungseinheit II entfernt. In diesem Fall liegt das verbliebene Öl so lose auf dem Band, dass das Öl wirksam in der Reinigungseinheit II weggewaschen werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Reinigung eines Metallbands, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

(i) elektrolytisches Reinigen eines zu reinigenden Metallbands durch Hindurchführen des Bands zwischen gegenüberliegenden Düsen (1, 2) zum Aussprühen einer alkalischen wässrigen Lösung über das Band, wobei eine der Düsen (1) eine positive Elektrode und die andere (2) eine negative Elektrode ist und eine Spannung an die Düsen angelegt wird, und

(ii) Bürsten des Bands in einem Strahl sauberen Wassers mit einer Bürstenwalze oder mit Bürstenwalzen (3), die an einer Position (an Positionen) neben den Düsen des elektrolytischen Reinigungsschritts (i) stromabwärts der Düsen in Laufrichtung des Bands angeordnet ist (sind), wobei das Band mindestens einmal den Abläufen in den Schritten (i) und (ii) ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Band mindestens zwei mal den Abläufen in Schritten (i) und (ii) unterworfen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, das einen Schritt des Befeuchtens des Bands mit Reinigungswasser umfasst, der vor Durchführung des Reinigungsschritts (i) durchzuführen ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Düsen (1, 2) sich vertikal gegenüberliegen und die oben angeordnete Düse (1) die Kathode und die unten angeordnete Düse die Anode ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Spannung an die Düsen (1, 2) angelegt wird, wenn die Laufgeschwindigkeit des in der Bandreinigungsstraße laufenden Bandes 10 m/Min oder mehr erreicht hat, anstelle des Anlegens einer Spannung direkt nach Beginn des Laufens.

6. Einrichtung zum Reinigen eines Metallbands, wobei die Einrichtung mindestens eine Reinigungseinheit aufweist, aufweisend:

(a) gegenüberliegende Düsen (1, 2) zum Aussprühen einer alkalischen wässrigen Lösung über das Band, zwischen denen das zu reinigende Band hindurchgeführt wird, wobei eine der Düsen (1) eine positive Elektrode und die andere eine negative Elektrode (2) ist, und

(b) eine Bürstenwalze oder Bürstenwalzen (3) zum Bürsten des Bands in einem Strahl Reinigungswasser, wobei die Bürstenwalze oder die Bürstenwalzen an einer Position (an Positionen) neben den Düsen stromabwärts von diesen in Laufrichtung des Bands angeordnet ist (sind).

7. Einrichtung nach Anspruch 6, wobei eine Vielzahl der Reinigungseinheit in Laufrichtung des Bandes vorgesehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, wobei ein Sprayapparat zum Besprühen des Bandes mit Reinigungswasser an einer Stelle neben den Düsen stromaufwärts von diesen in Laufrichtung des Bandes angeordnet ist.

9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die sich gegenüberliegenden Düsen an oberen und unteren Positionen angeordnet sind und wobei die oben angeordnete Düse die Kathode und die unten angeordnete Düse die Anode ist.