Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beizen von band- oder drahtförmigem
Material, mit Führungseinrichtungen für das Material in mehreren Schlangen mit
vertikalen Abschnitten und Einrichtungen, um das Material mit einer Beizflüssigkeit
in Kontakt zu bringen.
Eine derartige Anlage ist beispielsweise aus der AT 206 247 B1 bekannt, in welcher
ein Beizturm beschrieben ist, der eine oder mehrere vertikal orientierte
Schlangen eines band- oder drahtförmigen Materials aufnimmt und in welchem
Beizturm Sprühdüsen zur Aufbringung des Beizmediums auf das Material vorgesehen
sind. Eine ähnliche Anlage beschreibt die AT 218 331 B1 mit ihrem Beizturm,
in welchem das vertikal in Schlingen geführte Beizgut durch eine das Beizgut
umfassende Ringdüse mit dem Beizmedium besprüht wird, welches Beizmedium
dann am Beizgut hinunterfließt. Mit diesen Anlagen konnte bei guter Platzersparnis
bezüglich der verbauten Fläche eine große Beizlänge erreicht werden.
Sobald es aber erwünscht ist, auch beim rein chemischen Beizen eine variable
Beizwirkung durch Veränderung der wirksamen Länge der Einwirkung des Beizmediums
auf das Band zu ermöglichen, kann durch die feste Länge, welche das
Beizgut in den beschriebenen Beiztürmen durchläuft, diese Aufgabe nicht erfüllt
werden. Gleiches gilt für die herkömmlichen Horizontalbeizen, bei welchen das
Beizgut durch wannenförmige Beizbottiche geführt wird, die mit dem Beizmedium
gefüllt sind. Daher wurde, wie beispielsweise in der DE 42 40 572 A1 offenbart ist,
eine Lösung vorgeschlagen, bei der zusätzlich Einspritzdüsen mit Möglichkeit variabler
Ansteuerung in den Beizbottichen vorgesehen sind. Eine besonders exakte
Abgrenzung der Bereiche mit hoher Beizwirkung von solchen mit niedriger Beizwirkung
ist damit nicht möglich, ebenso nicht die Möglichkeit eine Mindestbeizlänge
zu unterschreiten, welche durch die Länge des Beizbeckens gegeben ist.
Selbst die Horizontalbeize gemäß der US 4,807,653 B1 mit ihren mehreren, hintereinander
folgenden Zellen, welche durch Rollen abgedichtet sind, welche
gleichzeitig auch das Beizgut führen, ermöglicht keine vollständige Trennung der
einzelnen Abschnitte. Trotz Abquetschrollen wird immer eine gewisse Menge an
Beizmedium auf dem horizontalen Beizgut verbleiben, allenfalls sogar in anschließende
Zellen mit Spülmedium verschleppt, und somit ist eine exakt bestimmbare
Verkürzung der wirksamen Beizlänge mit vertretbarem Aufwand ebenfalls nicht
möglich.
Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anlage der eingangs
angegebenen Art derart zu verbessern, dass selbst bei rein chemischem Beizen
eine exakte Veränderung bzw. Einstellung der wirksamen Beizlänge und damit
eine genau bestimmbare variable Beizwirkung erzielt werden kann, wobei die
platzsparende Bauweise der Anlage beibehalten werden sollte.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zumindest zwei
vertikale Beizzellen mit je zwei vertikalen Strängen vorgesehen sind, und dass die
einzelnen Zellen wahlweise und unabhängig voneinander zu- und wegschaltbar
sind. Die vertikale Bauweise führt bei geringstem Platzbedarf an verbauter Fläche
zu einer großen maximalen Beizlänge, wobei durch das wahlweise Zu- oder Wegschalten
gesamter Beizzellen eine exakte Veränderung der wirksamen Länge der
Einwirkung des Beizmediums möglich ist, was wesentlich durch das verbesserte
Abfließen des Beizmediums vom vertikalen Beizgut bestimmt ist.
Vorteilhafterweise ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß
innerhalb zumindest einer, vorzugsweise aller Zellen die einzelnen Stränge wahlweise
und unabhängig voneinander zu- und wegschaltbar sind. Damit ist natürlich
eine noch feinere Unterteilung der möglichen wirksamen Beizlängen realisierbar.
Wenn gemäß einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Anlage zumindest
fünf Beizzellen mit je zwei vertikalen Strängen vorgesehen sind, kann eine
Veränderung der wirksamen Länge von 0 bis 100% in exakten 10%-Schritten,
somit sehr fein unterteilt, erfolgen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfassen die Einrichtungen, um
das Material mit einer Beizflüssigkeit in Kontakt zu bringen, auch Überläufe für ein
wasserfallartiges Überfließen. Damit ist auf einfache Weise ein aufgrund der Turbulenzen
die Wirkung des Beizmediums optimal zur Geltung bringender Fallfilm
des Beizmediums auf dem Beizgut zu erhalten.
Um dabei die Beizwirkung bei Bedarf und vorzugsweise nur zeitweilig zu erhöhen,
können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zusätzlich, vorzugsweise
in einer oder mehreren Beizzellen an der Einlaufseite der Anlage, über
zumindest eine Hochdruckpumpe versorgte Hochdruckdüsen zum Aufspritzen des
Beizmediums auf das Material vorgesehen sein.
Wenn ein Strang oder eine komplette Zelle nicht für die Beize des Materials genutzt
werden, kann das Band gespült oder zumindest feucht gehalten werden,
wenn an zumindest einem Strang zumindest einer Beizzelle Einrichtungen vorgesehen
sind, um das Material mit einer Spülflüssigkeit in Kontakt zu bringen.
Zur alleinigen Feuchthaltung ohne richtige Spülwirkung ist eine Variante der erfindungsgemäßen
Anlage geeignet, bei welcher Nebeldüsen vorgesehen sind, um
Spülflüssigkeit mit dem Material in Kontakt zu bringen.
Vereinfachungen beim apparativen Aufbau der Anlagen können bei einer Ausführungsform
erzielt werden, bei welcher die Einrichtungen zur Zu- bzw. Abführung
der Beizflüssigkeit bzw. Spülflüssigkeit und zur Speicherung und/oder Behandlung
der Flüssigkeit für alle Stränge einer Beizzelle zu einer Anlage zusammengefasst
sind.
Dabei kann vorteilhafterweise weiter vorgesehen sein, daß die Einrichtungen zur
Zu- bzw. Abführung der Beizflüssigkeit bzw. Spülflüssigkeit und zur Speicherung
und/oder Behandlung der Flüssigkeit für zumindest zwei Beizzellen, allenfalls auch
aller Beizzellen, zu- sammengefasst sind.
Eine zusätzliche Veränderung der wirksamen Beizlänge kann, wenn auch apparativ
ein wenig aufwendiger als bei reinem Zu- bzw. Wegschalten einzelner Stränge
oder Zellen, dadurch erreicht werden, daß in zumindest einer Beizzelle Einrichtungen
zur Veränderung der Höhe zumindest eines der vertikalen Stränge vorgesehen
sind. Dies können beispielsweise höhenverstellbare Führungsrollen od. dgl.
sein.
Um die chemische Beizwirkung zu unterstützen und/oder eine allgemeine elektrolytische
Behandlung des Materials vornehmen zu können, können gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung in zumindest einem Strang, vorzugsweise in einer
Beizzelle, Einrichttungen zur Beaufschlagung des Materials mit Strom vorgesehen
sein.
In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungsfiguren
schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert
werden. Dabei zeigt die Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anlage mit fünf zweisträngigen
Beizzellen und allen Beizzellen gemeinsamem System für das Beizmedium,
die Fig. 2 stellt eine Variante mit getrennten Systemen für die ersten drei bzw. die
letzten zwei Beizzellen dar, und Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform entsprechend
Fig. 2 mit einem zusätzlichen Hochdruckteil.
Das zu behandelnde band- oder drahtförmige Beizgut 1, insbesonders Edelstahl-Warm-
oder Kaltband, tritt über eine erste Umlenkrolle 2 in die Anlage ein und wird
über diese, der ersten der zweisträngigen Beizzellen 3 zugehörigen Umlenkrolle 2
im wesentlichen vertikal nach unten in den ersten Strang 4 umgelenkt. An der tiefesten
Stelle der Beizzelle 3 ist eine untere Umlenkrolle 5 vorgesehen, über welche
das Beizgut 1 in den zweiten, wieder im wesentlichen vertikal verlaufenden Strang
6 der ersten Beizzelle 3 umgelenkt wird und nach oben zur zweiten oberen Umlenkrolle
7 gelangt. Diese zweite obere Umlenkrolle 7 gehört sowohl zur ersten
Beizzelle 3 als auch zur zweiten Beizzelle 3a der Anlage, welche im dargestellten
Ausführungsbeispiel den gleichen Aufbau aufweist wie die erste, vorhergehenden
Beizzelle 3 und auch die folgenden drei Beizzellen, nach welchen das Beizgut die
Anlage über die letzte obere Umlenkrolle 8 wieder verläßt.
Die Höhe der einzelnen Beizzellen 3, 3a kann je nach der Anzahl der vorhandenen
Zellen und der gewünschten maximalen und/oder minimalen wirksamen Beizlänge
variieren. Im Allgemeinen wird die wirksame Beizlänge der einzelnen Stränge,
d.h. die Länge zwischen dem obersten Kontaktpunkt mit der Beizflüssigkeit 9
und deren Ablösung vom Beizgut 1 aber zwischen einem und 10 Metern liegen,
wobei vorzugsweise Höhen zwischen 3 und 6 Metern gewählt werden, idealerweise
etwa 3,5 Meter. Dann sind bei bevorzugt fünf Beizzellen 3, 3a wirksame Beizlängen
von maximal 35 Metern zu erreichen, jedoch auf einer horizontalen Länge
von ca. 10 Metern, d.h. weniger als einem Drittel der Länge einer herkömmlichen
Horizontalbeize.
Über die vorzugsweise fernsteuerbaren Absperreinrichtungen 10 jeder Beizzelle 3,
3a, vorzugsweise jedes einzelnen Stranges 4, 6, kann das Beizmedium, vorzugsweise
Säure bzw. Mischsäure, dem jeweiligen Strang 4, 6 über die Überläufe 11
zugeführt oder diese Zufuhr gedrosselt bzw. ganz gesperrt werden. Der allfällige
Spülflüssigkeitskreislauf ist in den Zeichnungsfiguren nicht dargestellt, während
der Kreislauf der Beizflüssigkeit schematisch zu erkennen ist, der neben den Beizzellen
3, 3a und den Überläufen 11 (und/oder den Hochdruckdüsen) auch die entsprechenden
Leitungssysteme 12, eine oder mehrere Pumpen13, zumindest einen
Tank 14 oder Auffangbehälter und zugehörige, nicht dargestellte Aufbereitungs-,
Filter- und ähnliche Einrichtungen umfaßt. Dabei kann der Tank 14, wie in
Fig. 1 dargestellt ist, allen Beizzellen 3, 3a zugeordnet sein. Eine Abquetschrolle
15 kann vorteilhafterweise an der letzten Umlenkrolle 8 vorgesehen sein, über
welche das Beizgut 1 aus der Anlage austritt.
Fig. 2 und Fig. 3 hingegen zeigen beispielhaft eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anlage, bei welcher getrennte Systeme für das Beizmedium vorgesehen
sind. Die drei ersten Beizzellen 3, 3a der Anlage besitzen einen gemeinsamen
Kreislauf, charakterisiert durch die Pumpe 13a und den zugehörigen Tank
14a. Die beiden letzten Beizzellen 3 der Anlage der Fig. 2 und Fig. 3 hingegen
werden von einem separaten Kreislauf versorgt, in welchem sich die Pumpe 13
und der Tank 14 befinden. Dabei ist vorteilhafterweise beim Übergang zwischen
der letzten Beizzelle 3 des ersten Kreislaufsystems 13a, 14a und der ersten Beizzelle
3 des zweiten Kreislaufsystems 13, 14, welcher Übergang über die gemeinsame
Umlenkrolle 7a erfolgt, ebenfalls eine Abquetschrolle 15a vorgesehen. Prinzipiell
können separate Kreisläufe für das Beizmedium oder jegliche Art von in den
Zellen 3 verwendeten Flüssigkeiten oder Medien für alle oder nur einzelne
Beizzellen, Gruppen von Beizzellen oder auch nur einzelne Stränge 4, 6 einer
oder mehrerer Beizzellen 3, 3a vorgesehen sein.
Welche der Beizzellen 3, 3a bzw. Stränge 4, 6 bei gewünschter Verkürzung der
wirksamen Beizlänge durch Schließen der Absperreinrichtungen 10 weggeschaltet
werden, hängt von der Art der Beize und der gewünschten Beizcharakteristik ab,
wobei in den meisten Fällen das Wegschalten von dem Ende der Anlage her begonnen
wird, an dem das Beizgut 1 eintritt.
Neben den Überläufen 11 für ein wasserfallartiges Überfließen, welches zu einem
hoch turbulenten Fallfilm mit wesentlich erhöhter Wirksamkeit des Beizmediums
und damit effizienterem Einsatz der verwendeten Säuren und/oder kleiner dimensionierbaren
Pumpen usw. führt, können auch über eine Hochdruckpumpe 16
(siehe Fig. 3) aus dem jeweiligen Kreislaufsystem 13a, 14a versorgte Hochdruckdüsen
17 zum Aufspritzen des Beizmediums auf das band- oder drahtförmige
Beizgut 1 vorgesehen sein. Damit kann die Beizwirkung noch weiter gesteigert
werden. Diese Düsen 17 können allenfalls auch dazu verwendet werden, um Spülflüssigkeit,
beispielsweise Wasser, auf das Beizgut 1 in denjenigen Zellen 3, 3a
aufzubringen, bei welchen die Zufuhr von Beizmedium gesperrt ist, um es in diesen
Zellen feucht zu halten.
Eine weitere Möglichkeit der Veränderung der wirksamen Beizlänge ist eine Veränderung
der Höhe, über die das Beizgut in den vertikalen Bereichen jeder Beizzelle
3, 3a mit dem Beizmedium in Kontakt gebracht werden kann. Dies kann sowohl
über eine Veränderung der Höhe der Überläufe 11 und/oder der Hochdruckdüsen
17 in Relation zur unteren Umlenkrolle 5 jeder Beizzelle geschehen, wozu
entweder die Überläufe 11 bzw. Hochdruckdüsen 17 und/oder vorzugsweise die
unteren Umlenkrollen 5 höhenverschiebbar sein können.
Einzelne oder alle Zellen 3, 3a der erfindungsgemäßen Anlage können auch Einrichtungen
enthalten, welche der Beaufschlagung des Beizgutes 1 mit elektrischem
Strom dienen, um die Beizwirkung zu Unterstützen bzw. das elektrolytische
Beizen oder auch andere elektrolytische Behandlungen unter Erzielen der oben
erwähnten Vorteile zu ermöglichen.