EP1283914A2 - Verfahren und einrichtung zum beizen von edelstahlwarmbändern - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum beizen von edelstahlwarmbändern

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EP1283914A2
EP1283914A2 EP01938180A EP01938180A EP1283914A2 EP 1283914 A2 EP1283914 A2 EP 1283914A2 EP 01938180 A EP01938180 A EP 01938180A EP 01938180 A EP01938180 A EP 01938180A EP 1283914 A2 EP1283914 A2 EP 1283914A2
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pickling
rinsing
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Michael Haentjes
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08—Iron or steel

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for pickling stainless steel warm tapes with austenitic, ferritic and / or martensitic structure, which is guided in a pickling line through pickling stages with acids and rinsing stages with rinsing water.
  • the object of the invention is to eliminate the need for an additional blasting process for descaling in pickling and, above all, to reduce the cost of pickling.
  • the object is achieved according to the invention in that the stainless steel hot band is pickled in the pickling stages with hydrochloric acid and softened with nitric acid or an equivalent replacement pickling medium in the first rinsing stages and treated with rinsing water in further rinsing stages.
  • pickling with nitric acid or an equivalent replacement pickling medium any remaining scale residue on the belt can be removed.
  • the use of blasting cabins is not necessary. Since the annealing of stainless steel hot band is not absolutely necessary after further processing, the costly production on an annealing and pickling line can be avoided under certain circumstances.
  • the pickling in hydrochloric acid drastically reduces the amount of metal dissolved in the nitric acid. This is associated with a reduction in the known problematic reaction products (NO x gases in the exhaust air and nitrates in the waste water) which are known from production. Even when using an appropriate replacement medium for the nitric acid, the known disadvantages are also eliminated. According to the teaching of the invention, pickled stainless steel warming tapes with an improved surface quality are also achieved. In addition, the operating costs are significantly lower compared to the known methods. In an embodiment it is provided that the stainless steel hot band is pickled with hydrochloric acid in at least one pickling stage. The advantage is the drastic reduction in the amount of metal released by pickling,
  • the stainless steel hot band is treated with the nitric acid or an equivalent replacement pickling medium in at least one or more rinsing stages. Complete descaling can thereby advantageously be achieved.
  • the stainless steel hot band is then treated with rinsing water in two or more rinsing stages. This completely eliminates the acids used.
  • An improvement of the invention further consists in that a pickling medium containing hydrogen peroxide is provided as the equivalent replacement pickling medium.
  • This pickling medium works in the same way as nitric acid.
  • the equivalent replacement pickling medium can be formed from a mixture of sulfuric acid or hydrochloric acid with hydrogen peroxide and other additives.
  • the device for pickling stainless steel hot strip with an austenitic, ferritic and / or martensitic structure which can possibly be guided through a pickling line behind a soft annealing furnace, achieves the object according to the invention.
  • the stainless steel hot band can be treated with rinse water when entering a pickling line consisting of several pickling tanks with hydrochloric acid and several washing tanks with nitric acid or an equivalent replacement pickling medium and further washing tanks.
  • the advantages are the improvements compared to the prior art that have already been mentioned for the method steps.
  • the number of pickling stages can be varied. A preferred design results from the fact that the first three pickling tanks in the pickling line are filled with hydrochloric acid.
  • the pickling can also be lengthened or shortened by the number of pickling stages, in that the rinsing mares in the pickling line consist of rinsing tanks with nitric acid or an equivalent substitute pickling medium and subsequent rinsing tanks with rinsing water.
  • the rinsing stages are formed from at least one rinsing tank with nitric acid or with an equivalent replacement pickling medium and from at least two rinsing tanks with rinsing water.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a complete belt system for pickling
  • Figure 3 shows the pickling stages of the pickling or washing tanks in stainless steel production.
  • the stainless steel warm strip 1 of strip coils of an input section 2 passes through a welding device 3 (for a coil change) through 120 a trimming machine 4 into an input loop former 5 and, if necessary, through a soft annealing furnace 6 into the pickling line 7.
  • the pickling line 7 forms Strippers stages 8 and rinse stages 9, which are described in more detail below.
  • the stainless steel hot strip 1 exits the last rinsing stage 9 and enters an exit loop former 10 and passes through an output pair of scissors 125 11 at the end of the strip. During the continuous passage, the stainless steel warm strip 1 is wound again in the exit section 12.
  • the pickling line 7 in the pickling stage 8 is operated with three pickling tanks and hydrochloric acid during normal steel production, during which the rinsing stages 130 all work with rinsing water (rinsing No. 1 and 2, rinsing 3 to 6).
  • the pickling line 7 is constructed as follows. In pickling tanks 16 of the pickling line 7 there is hydrochloric acid 13 in the pickling stages 8 as pickling medium 14a.
  • the rinsing mares 9 are formed by rinsing tanks 17, in which there is nitric acid 14 or a replacement pickling mode 14 in the sink No. 1 135 and in the sink No. 2 14b is located. In the following rinse stages 9, rinse water 15 is used.

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Description

Verfahren und Einrichtung zum Bt≥izeiYon Edelstahlwarmbändern
Die Erfindun betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Beizen von Edelstahlwarmbändern mit austenitischem , ferritischem und/oder martensitischem Gefiige, das in einer Beizlinie durch Beizstufen mit Säuren und Spülstufen mit Spülwasser geführt wird.
Beim Beizen eines Edelstahlwarmbandes (DE 195 05 324 C2) wird dieses durch eine Glüh- und Beizlinie geschickt. Vor dem Beizen findet eine Entzunderung statt, die sich in zwei Verfahrensabschnitte gliedert: Das Strahlen und das Beizen. Beim Strahlen wird die Bandoberfläche mechanisch entzundert, indem Partikel auf die Bandoberfläche geschleudert werden, welche den Zunder aufgrund ihrer kinetischen Energie entfernen. Es ist bekannt, In einigen Glüh- und Beizlinien noch zusätzlich einen Streckrichter einzusetzen, der zum einen die Bandqualität im Hinblick auf die Planheit verbessert und zum anderen durch Erzeugen von Rissen in den Zunderschichten den späteren chemischen Beizprozess erleichtern soll. Im Änschluss an die mechanischen Vorentzunderungsschritte wird nasschemisch gebeizt. Dieser Beizvorgang kann je nach Anlagenkonfiguration aus mehreren Schritten bestehen. Für reine Warmbandanlagen wird in der Regel in Schwe- feisäure vorgebeizt, während die Restentzunderung in einer Mischsäure aus Salpetersäure und Flusssäure erfolgt.
Diese bekannten Verfahren sind schon nachteilig durch den Einsatz von Strahlver- fahren, die die Bandoberfläche in der Rauhigkeit erhöhen und damit die Band- Qualität mindern. Außerdem sind die Betriebskosten durch den Einsatz der Mischsäuren, insbesondere durch die Flusssäure, sehr hoch. Das eingangs bezeichnete Verfahren ist in der Form bekannt (EP 0 706 840 A2), die Herstellung von Edeistahlkaltband inline in unmittelbar aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten Entzundern des Vorbandes, Reduzieren des Vorbandes auf Fer- tigdikke, Glühen und Beizen durchzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Beizen ohne ein zusätzliches Strahlverfahren zum Entzundern auszukommen und die vor allen Dingen die Ko- sten für das Beizen zu senken.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Edelstahlwarmband in den Beizstufen mit Salzsäure gebeizt und in ersten Spülstufen mit Salpetersäure oder einem gleichwertigen Ersatzbeizmedium gesoft und in weite- ren Spülstufen mit Spülwasser behandelt wird. Dadurch kommt das Verfahren ohne ein zusätzliches Strahlen aus und die Kosten für die Säuren werden gesenkt. Bei dem Beizen mit Salpetersäure oder einem gleichwertigen Ersatzbeizmedium können noch verbliebene Zunderreste auf dem Band entfernt worden. Der Einsatz von Strahlkabinen ist nicht erforderlich. Da das Glühen von Edelstahlwarmband jeweils nach der weiteren Verarbeitung nicht zwingend erforderlich ist, kann die kostspielige Produktion auf einer Glüh- und Beizlinie bei gegebenen Umständen umgangen werden. Das Vorbeizen in der Salzsäure reduziert die gelöste Metallmenge in der Salpetersäure drastisch. Damit ist eine Reduzierung der bekannten problematischen Reaktionsprodukte (NOx-Gase in der Abluft und Nitrate im Ab- wasser), die aus der Produktion bekannt sind, verbunden. Auch bei Einsatz eines entsprechenden Ersatzmediums für die Salpetersäure entfallen ebenfalls die bekannten Nachteile. Nach der Lehre der Erfindung werden außerdem gebeizte Edelstahlwarmbander mit einer verbesserten Oberflächenqualität erzielt. Zudem gestalten sich die Betriebskosten wesentlich niedriger im Vergleich zu den be- kannten Verfahren. In Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Edelstahl warmband in zumindest einer Beizstufe mit Salzsäure gebeizt wird. Der Vorteil ist die drastische Reduzierung der gelösten Metallmenge durch Vorbeizen,
65
Eine weitere Verbesserung besteht darin, dass das Edelstahl warmband in zumindest einer oder mehreren Spülstufen mit der Salpetersäure oder einem gleichwertigen Ersatzbeizmedium behandelt wird. Vorteilhafterweise kann dadurch ein vollständiges Entzundern erreicht worden.
70
Nach weiteren Maßnahmen ist vorgesehen, dass das Edelstahlwarmband anschließend in zwei oder mehr Spülstufen mit Spülwasser behandelt wird. Dadurch werden die verwendeten Sauren vollends beseitigt.
75 Eine Verbesserung der Erfindung besteht ferner darin, dass als gleichwertiges Ersatzbeizmedium ein Wasserstoffperoxid enthaltendes Beizmedium vorgesehen ist. Dieses Beizmedium arbeitet in gleicher Art und Weise wie die Salpetersäure.
Dabei kann das gleichwertige Ersatzbeizmedium aus einem Gemisch von Schwe- 80 feloder Salzsäure mit Wasserstoffperoxid und weiteren Zusätzen gebildet werden.
Die Einrichtung zum Beizen von Edelstahl warmband mit austenitischem, ferritischem und/oder martensitischem Gefüge, das ggfs. hinter einem Weichglühofen durch eine Beizlinie führbar ist, löst die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß da-
85 durch, dass das Edelstahlwarmband bei Eintritt in eine Beizlinie, bestehend aus mehreren Beiztanks mit Salzsäure und mehreren Spültanks mit Salpetersäure oder einem gleichwertigen Ersatzbeizmedium und weiteren Spültanks mit Spülwasser behandelbar ist. Die Vorteile sind die bereits zu den Verfahrensschritten erwähnten Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik.
90 Dabei kann die Anzahl der Beizstufen variiert werden. Eine vorzuziehende Gestaltung ergibt sich daraus, dass in der Beizlinie die ersten drei Beiztanks mit Salzsäure gefüllt sind.
95 Ebenfalls kann das Vorbeizen durch die Anzahl der Beizstufen verlängert oder verkürzt werden, indem in der Beizlinie die Spülstuten aus Spültanks mit Salpetersäure oder einem gleichwertigen Ersatzbeizmedium und anschließenden Spültanks mit Spülwasser bestehen.
100 Eine vorteilhafte Ausgestaltung wird dahingehend vorgeschlagen, dass die Spülstufen aus zumindest einem Spültank mit Salpetersäure oder mit einem gleichwertigen Ersatzbeizmedium und aus zumindest zwei Spültanks mit Spülwasser gebildet sind.
105 Ein Ausführungsbeispiel der Beizlinie ist in der Zeichnung dargestellt, anhand deren das Verfahren nachfolgend beschrieben wird,
Es zeigen:
110 Figur 1 ein Blockdiagramm einer vollständigen Bandanlage zum Beizen,
Figur 2 zum Vergleich die Beizstufen einer Normalstahlproduktion und
115 Figur 3 die Beizstufen der Beiz- oder Spültanks in der Edelstahlproduktion.
Gemäß Fig. 1 gelangt das Edelstahlwarmband 1 von Bandbunden eines Eingangsabschnittes 2 durch eine Schweiß Vorrichtung 3 (für einen Bundwechsel) durch 120 eine Besäummaschine 4 in einen Eingangsschlingenbildner 5 und , falls erforderlich, durch einen Weichglühofen 6 in die Beizlinie 7. Die Beizlinie 7 bildet Beiz- stufen 8 und Spülstufen 9, die nachstehend noch genauer beschrieben werden. Aus der letzten Spülstufe 9 tritt das Edelstahlwarmband 1 aus und in einen Aus- gangsSchlingenbildner 10 ein und durchläuft bei Bandende eine Ausgangsschere 125 11. Während des kontinuierlichen Durchlaufs wird das Edelstahlwarmband 1 im Ausgangsabschnitt 12 wieder zu Bumden gewickelt.
Gemäß Fig. 2 mfird innerhalb einer Normalstahlproduktion die Beizlinie 7 in der Beizstufe 8 mit drei Beiztanks und Salzsäure betrieben, während dem die Spülstu- 130 fen sämtlich mit Spülwasser arbeiten (Spülen Nr. 1 und 2, Spülen 3 bis 6).
Gemäß Fig. 3 ist die Beizlinie 7 wie folgt aufgebaut. In Beiztanks 16 der Beizlinie 7 befindet sich jeweils in den Beizstufen 8 als Beizmedium 14a Salzsäure 13. Die Spülstuten 9 werden durch Spültanks 17 gebildet, in denen sich in der Spüle Nr. 1 135 und in der Spüle Nr. 2 Salpetersäure 14 oder ein Ersatzbeizmodium 14b befindet. In den folgenden Spülstufen 9 wird Spülwasser 15 eingesetzt.
Das Verfahren läuft nun derart ab, dass das Edelstahlwarmband 1 in den Beizstufen 8 mit Salzsäure 13 gebeizt und in ersten Spülstuten 9 mit Salpetersäure 14
140 oder einem gleichwirkenden Ersatzbeizmedium 14b gespült und in weiteren Spülstufen 9 mit Spülwasser 15 behandelt wird. Hierbei können zwei oder mehr Beizstufen 8 mit Salzsäure 13 eingesetzt werden. Ebenso kann das Edeistahlwarmband 1 in zwei oder mehr Spülstufen 9 mit der Salpetersäure 14 oder einem gleichwertigen Ersatzbeizmodium 14b behandelt werden. Anschließend wird das Edel-
145 stahlwarmband 1 in zwei oder mehr Spülstufen 9 mit Spülwasser 15 gespült. Bezugszeichenliste
1 Edelstahlwarmb and
2 Eingangsabschnitt
3 Schweißvorrichtung
4 Besäummaschine
5 Eingangs-Schlingenbildner
6 Weichglühofen
7 Beizlinie
8 Beizstufen
9 Spülstufen
10 Ausgangs-Schlingenbildner
11 Ausgangsschere
12 Ausgangsab schnitt
13 Salzsäure
14 Salpetersäure
14a Beizmedium
14b Ersatzbeizmedium
15 Spülwasser
16 Beiztanks
17 Spültanks

Claims

Patentansprüche
175
1. Verfahren zum Beizen von Edelstahlwarmbändern mit austenitischem, ferritischem und/oder martensitischem Gefiige, das in einer Beizlinie durch Beizstufen mit Säuren und Spülstufen mit Spülwasser geführt wird, 180 dadurch gekennzeichnet, dass das Edelstahlwarmband in den Beizstufen mit Salzsäure gebeizt und in ersten Spülstufen mit Salpetersäure oder einem gleichwertigen Ersatzbeizmedium gespült und in weiteren Spülstufen mit Spülwasser behandelt wird.
185 2. Verfahrennach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Edelstahl warmband in zwei oder mehr Beizstufen mit Salzsäure gebeizt wird.
190 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Edelstahlwarmband in zumindest einer oder mehreren Spülstufen mit der Salpetersäure oder einem gleichwertigen Ersatzbeizmedium behandelt wird.
195
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Edelstahlwarmband anschließend in zwei oder mehr Spülstufen mit Spülwasser behandelt wird.
200
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülstufen (9) aus zumindest einem Spültank (17) mit Salpetersäure (14) oder mit einem gleichwertigen Ersatzbeizmedium (14b) und aus zu- 205 mindest zwei Spültanks (17) Mit Spülwasser (15) gebildet sind.
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