EP2459330A1 - Verfahren und vorrichtung zur entzunderung oder reinigung von metallischen oberflächen, unter anderem bänder oder brammen im durchlauf - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur entzunderung oder reinigung von metallischen oberflächen, unter anderem bänder oder brammen im durchlauf

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EP2459330A1
EP2459330A1 EP10740543A EP10740543A EP2459330A1 EP 2459330 A1 EP2459330 A1 EP 2459330A1 EP 10740543 A EP10740543 A EP 10740543A EP 10740543 A EP10740543 A EP 10740543A EP 2459330 A1 EP2459330 A1 EP 2459330A1
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EP
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cryogen
strip
water
application
belt
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EP10740543A
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Andreas Gramer
Hartmut Pawelski
Hans-Peter Richter
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SMS Siemag AG
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SMS Siemag AG
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    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
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    • B24C1/08—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for polishing surfaces, e.g. smoothing a surface by making use of liquid-borne abrasives
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    • C23G3/00—Apparatus for cleaning or pickling metallic material
    • C23G3/02—Apparatus for cleaning or pickling metallic material for cleaning wires, strips, filaments continuously
    • C23G3/023—Apparatus for cleaning or pickling metallic material for cleaning wires, strips, filaments continuously by spraying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents

Definitions

  • the invention relates to a process for the descaling or cleaning of metallic surfaces, i.a. of tapes wherein a cryogen is applied to remove scale or debris from its metallic surface. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method.
  • the broken by the stretch-bending straightening scale can be to relieve the acid bath, for example, by blowing off, brushing or spraying partly already eliminate before.
  • One method for this is to apply cryogenic to the surface.
  • Cryogens are generally understood as including substances with extremely low temperatures.
  • deep-frozen gases in liquid form such as nitrogen or dry ice, are used.
  • Such a method is known from WO
  • 2007/062749 A1 known.
  • cryogens such as nitrogen, or a combination of cryogens.
  • the cryogen is applied to the belt or slab surface in liquid form with a carrier medium, for example by means of compressed air.
  • the present invention is therefore based on the object of further developing a method for descaling or cleaning a strip, and proposing a corresponding device that a better descaling or cleaning effect can be achieved when using a cryogen.
  • the solution of this object by the invention is procedurally characterized in that prior to the application of the cryogen a minimum amount of water is applied to the surface to be descaled or cleaned.
  • the amount of water has the task, on the one hand to bind the impurities and on the other hand in the scale in cracks and small openings (pores) penetrate to freeze on impact of the cryogen abruptly and the blasting example. to support the scale layer. In order not to dampen the thermal effect of the descaling or cleaning, the amount of water must not be too large.
  • the preferred cryogen is liquid nitrogen or dry ice.
  • a preferred further development provides that when cleaning or descaling strip material, the strip is bent around one or more rolls mounted transversely to the direction of striping in order to assist cleaning or descaling. Due to the bending deformation, a strong elongation of the respective upper side of the band takes place. In principle there are 2 possible implementations which increase the effect of the procedure:
  • the water is applied in a defined amount before the bending deformation, so that a thin film can form on the surface or the water penetrates into the pores of the scale.
  • the cryogen is then applied to the respective upper side (outside of the bend). In this case, bending stresses and thermal stresses complement each other when the scale is blown off.
  • the cryogen is then applied to the water-soaked surfaces of the belt and the scale removed.
  • the bending deformation may be both a bending-straightening and a stretch-bending straightening process or related method.
  • the water or the cryogen is preferably in the range of max. Band curvature or bending applied to the strip surface. This is usually the case in the field of bending cassettes.
  • FIG. 1 Schematic representation of a device for descaling a band by means of the release of water and a cyrogen
  • Fig. 2 is an alternative to Figure 1 embodiment of the device.
  • a device for descaling a belt 1 is shown.
  • the belt 1 passes through the device in the direction of conveyance F.
  • the belt guiding means (rollers) 6 and 7 the belt 1 is guided through the device, with further rollers 4 and 5 being located between the rollers 6 and 7.
  • these are arranged offset greatly from the actual height of the tape, so that the tape must be subjected to the passing of these rollers 4 and 5 of a strong bend.
  • the strip 1 is subjected to a bending-straightening or bending-straightening operation, which, as such, increases the flatness of the strip 1 in a manner known per se.
  • the descaling is carried out according to the invention by a combined application of a cryogen K and water W.
  • the band 1 is sufficiently wetted when entering the device (from the right) by means of a spray or spray device 9 both at the upper belt surface 2 and at the lower surface of the belt 3 with water.
  • the thus prepared band 1 enters between the rollers 4, 5 and is bent there.
  • the roller 4 bends the tape 1 in such a way that it bulges convexly upwards.
  • the roller 5 results in the band 1 bulging convexly downwards. Exactly in this area of max. Bending the task of the cryogen K by another appropriate injection or spray device 8.
  • Fig. 2 alternative embodiment of the invention is based on the fact that the task of water in the area of the bending rollers 4 and 5 takes place.
  • the water application with the spraying or spraying device 9 takes place precisely in the region in which the strip 1 is maximally bent by the rollers 4 and 5. Only in connection and behind the role 7 then takes place the task of the cryogen by means of appropriate spray or spray device 8
  • the amount of water remaining on belt 1 should be kept low, so that excess water can not function as a cold-protection layer.
  • there is a roller contact on each belt surface which reduces the amount of water on the corresponding surface and leaves only a thin film of water, which is advantageous for the use of the effect described.
  • the other variant shown in FIG. 2 provides that the water is applied to the band side, which convexly bent by one of the rollers 4, 5 outwards and thereby the tinder is torn open. This facilitates the penetration of the water into the scale layer.
  • the cryogen 8 is then applied, for example, after elimination of longitudinal and transverse curvature.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung oder Entzunderung eines Bandes (1), bei dem auf die Bandoberfläche (2, 3) ein Kryogen (K) aufgebracht wird, um Schmutz- bzw. Zunderpartikel vom Band (1) zu lösen. Um eine effiziente Reinigung bzw. Entzunderung zu erzielen, sieht die Erfindung verfahrensgemäß vor, dass vor dem Aufbringen des Kryogens (K) Wasser (W) auf die Bandoberfläche (2, 3) aufgebracht wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ENTZUNDERUNG ODER REINIGUNG VON METALLISCHEN OBERFLACHEN, UNTER ANDEREM BÄNDER ODER BRAMMEN IM DURCHLAUF
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entzunderung oder Reinigung von metallischen Oberflächen, u.a. von Bändern, bei dem ein Kryogen aufgebracht wird, um Zunder- oder Schmutzpartikel von deren metallischer Oberfläche zu entfernen. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Erzielung einer guten Oberflächenqualität, insbesondere bei der Herstellung metallischer Bänder, wird z.B. ein verzundertes Warmband mit einer heißen Säurelösung sehr stark benetzt um die Oxidschicht vollständig von der Bandoberfläche zu entfernen, bevor es der Weiterverarbeitung z.B. durch Kaltwalzen zugeführt wird. Um den Prozess des Beizens mittels heißer Säure positiv zu beeinflussen, wird vor dem Prozessbeginn die geschlossene Zunderoberfläche durch starkes Biegen um mehrere kleine Rollen quer zu eigentlichen Bandlaufrichtung, aufgebrochen, um den Säureangriff zu erleichtern. Positiver Nebeneffekt dabei ist, dass durch den zum Biegen um die Rollen notwendigen Bandzug während des Biegens das Band in der Weise gelängt wird, dass weitgehend alle Bandbreitenbereiche auf gleiche Länge gebracht werden und somit Plan- heitsfehler im Band beseitigt werden können. Der Gesamtprozess wird als Streck-Biege-Richten oder Zunderbrechen bezeichnet.
Den durch das Streck-Biege-Richten aufgebrochenen Zunder kann man zur Entlastung des Säurebades z.B. durch Abblasen, Abbürsten oder Abspritzen zum Teil schon vorher beseitigen. Ein Verfahren hierzu ist das Beaufschlagen der Oberfläche mit Kryogenen. Unter Kryogenen werden generell und auch hier Stoffe mit extrem niedrigen Temperaturen verstanden. Primär gedacht ist im Rahmen dieser Erfindung dabei an tiefgekühlte Gase in flüssiger Form wie Stickstoff oder an Trockeneis. Ein solches Verfahren, wie es eingangs genannt ist, ist aus der WO
2007/062749 A1 bekannt. Dort sollen Bänder oder Dünnbrammen gereinigt bzw. entzundert werden, wofür der Einsatz von Kryogenen, wie beispielsweise Stickstoff, oder einer Verbindung von Kryogenen vorgesehen ist. Das Kryogen wird mit einem Trägermedium, beispielsweise mittels Druckluft, auf die Band- oder Brammenoberfläche in flüssiger Form aufgebracht.
Ähnliche Verfahren, die mittels eines Kryogens eine Reinigung vornehmen, sind aus der DE 101 60 902 A1 , aus der EP 1 311 369 B1 und aus der WO
2005/016565 A1 bekannt.
Es hat sich gezeigt, dass der Erfolg der Entzunderung oder Reinigung der O- berfläche eines Bandes oder einer Bramme auch beim Einsatz von Kryogen nicht immer den gewünschten Erfolg hat. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Entzundern bzw. Reinigen eines Bandes so weiterzuentwickeln, und eine entsprechende Vorrichtung vorzuschlagen, dass beim Einsatz eines Kryogens eine bessere Entzunderungs- bzw. Reinigungswirkung erreicht werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist verfahrenstechnisch dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen des Kryogens eine minimale Menge Wasser auf die zu entzundernde oder zu reinigende Oberfläche aufgebracht wird. Die Wassermenge hat die Aufgabe, einerseits die Verunreinigungen zu binden und andererseits beim Zunder in Risse und kleine Öffnungen (Poren) einzudringen um beim Auftreffen des Kryogens schlagartig zu vereisen und das Absprengen z.B. der Zunderschicht zu unterstützen. Um den thermischen Effekt des Entzunderns bzw. Reinigens nicht zu dämpfen, darf die Wassermenge nicht zu groß gewählt werden.
Als Kryogen kommt bevorzugt flüssiger Stickstoff oder Trockeneis zum Einsatz. Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass beim Reinigen bzw. Entzundern von Bandmaterial das Band zur Unterstützung der Reinigung bzw. der Entzunderung um eine oder mehrere, quer zur Bandlaufrichtung angebrachte Rolle gebogen wird. Durch die Biegeverformung erfolgt eine starke Dehnung der jeweiligen Oberseite des Bandes. Dabei gibt es im Grundsatz 2 mögliche Ausfüh- rungen, die zu einer Steigerung der Wirkung des Verfahrens führen:
- Es wird vor der Biegeverformung das Wasser in definierter Menge aufgebracht, damit sich ein dünner Film auf der Oberfläche bilden kann bzw. das Wasser in die Poren des Zunders eindringt. Während der Biegeverformung wird dann auf die jeweilige Oberseite (Außenseite der Biegung) das Kryogen aufgebracht. Dabei ergänzen sich Biegespannungen und thermische Spannungen beim Absprengen des Zunders.
- Das Wasser wird genau während der Biegeumformung auf die jeweilige Bandoberseite (Außenseite der Biegung) aufgebracht, wobei beim En- zundern die Zunderschicht aufreißt (Zunderbrechen vor einer Säurebei- ze) und das Wasser in diese Poren tief eindringen kann. Nach dem
Durchlaufen des Biegeprozesses wird dann auf die mit Wasser getränkten Oberflächen des Bandes das Kryogen aufgebracht und der Zunder entfernt. Bei der Biegeverformung kann es sich sowohl um ein Biege-Richten als auch ein Streck-Biege-Richtverfahren oder artverwandtes Verfahren handeln. Je nach Verfahrensablauf, wird das Wasser bzw. das Kryogen bevorzugt in dem Bereich der max. Bandkrümmung bzw. Biegung auf die Bandoberfläche aufgebracht. Dies ist meist im Bereich der Biegekassetten der Fall.
In der beigefügten Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt:
Fig.1 Schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Entzundern eines Ban- des mittels Aufgabe von Wasser und eines Kyrogens Fig. 2 eine zu Fig.1 alternative Ausgestaltung der Vorrichtung.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Entzunderung eines Bandes 1 dargestellt. Das Band 1 durchläuft die Vorrichtung in Föderrichtung F. Mittels der Bandführungsmittel (Rollen) 6 und 7 wird das Band 1 durch die Vorrichtung geführt, wo- bei sich zwischen den Rollen 6 und 7 weitere Rollen 4 und 5 befinden. Diese sind aber allerdings gegenüber der eigentlichen Höhe des Bandlauf stark versetzt angeordnet, damit das Band zum passieren dieser Rollen 4 und 5 einer starken Biegung unterworfen werden müssen. Hierdurch wird das Band 1 einer Biege-Richt- bzw Streck-Biege-Richt-Operation unterworfen, die als solche be- kannter Weise den Planheitsgrad des Bandes 1 erhöht.
Die Entzunderung wird erfindungsgemäß durch eine kombinierte Anwendung eines Kryogens K und von Wasser W vorgenommen. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, wird das Band 1 beim Eintritt in die Vorrichtung (von rechts) mittels eines Spritz- oder Sprühvorrichtung 9 sowohl an der oberen Bandoberfläche 2 als auch an der unter Bandoberfläche 3 mit Wasser ausreichend benetzt. Das so vorbereitete Band 1 tritt zwischen die Rollen 4, 5 ein und wird dort gebogen. Die Rolle 4 biegt das Band 1 in einer solchen Weise, das es sich konvex nach oben wölbt. Indes hat die Rolle 5 zur Folge, dass das Band 1 sich konvex nach unten wölbt. Genau in diesem Bereich der max. Biegung erfolgt die Aufgabe des Kryogens K durch eine weitere entsprechende Spritz- oder Sprühein- richtung 8.
Die in Fig. 2 dargestellte alternative Ausführungsform der Erfindung stellt darauf ab, dass die Wasseraufgabe im Bereich der Biegerollen 4 und 5 erfolgt. Analog der Lösung gemäß Fig. 1 erfolgt die Wasseraufgabe mit der Spritz- oder Sprüh- einrichtung 9 genau in dem Bereich, in dem das Band 1 durch die Rollen 4 und 5 maximal gebogen wird. Erst im Anschluss und hinter der Rolle 7 erfolgt dann die Aufgabe des Kryogens mittels entsprechender Spritz- oder Sprühvorrichtung 8
Die am Band 1 verbleibende Wassermenge sollte gering gehalten werden, damit überschüssige Wassermenge nicht als Kälte-Schutzschicht fungieren kann. Bei den Ausführungsbeispielen ist zu sehen, dass vor dem Aufbringen des Kryogens jeweils ein Rollenkontakt an jeder Bandoberfläche vorliegt, der die Wassermenge auf der entsprechenden Fläche reduziert und nur einen dünnen Wasserfilm hinterlässt, der für die Nutzung des beschriebenen Effektes vorteilhaft ist.
Die eine dargestellte Variante gemäß Fig. 1 stellt das Aufbringen des Wassers W vor dem (Streck-)Biege-Richt-Prozess dar, wobei auf die durch die Rollen 4, 5 konvex gebogene Bandoberfläche das Kryogen aufgebracht wird. Der Zunder wird in diesem Bereich an der Bandaußenseite überstreckt, die Kühlung mittels des Kryogens lässt den Zunder sich schockartig zusammenziehen, wodurch der abgesprengt wird.
Die andere dargestellte Variante gemäß Fig. 2 sieht vor, dass das Wasser auf die Bandseite aufgebracht wird, die durch jeweils eine der Rollen 4, 5 konvex nach außen gebogen und dabei der Zunder aufgerissen wird. Damit wird das Eindringe des Wassers in die Zunderschicht erleichtert. Das Kryogen 8 wird dann beispielsweise nach der Beseitigung von Längs- und Querkrümmung aufgebracht.
Bezeichnungsliste:
1 Band
2 Bandoberfläche
3 Bandoberfläche
4 Rolle
5 Rolle
6 Bandführungsmittel
7 Bandführungsmittel
8 Spritz- bzw. Sprüheinrichtung Wasser
9 Spritz- bzw. Sprüheinrichtung Kryogen
K Kryogen
W Wasser
F Föderrichtung

Claims

Patentansprüche:
1) Verfahren zur Reinigung oder Entzunderung eines metallischen Bandes (1), bei dem auf die Bandoberfläche (2,3) ein Kryogen aufgebracht (K) wird, um Schmutz- bzw. Zunderpartikel zu lösen und zu entfernen, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen des Kryogens (K) Wasser (W) auf die Bandoberfläche (2,3) aufgebracht wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Wasser (W) so aufgebracht wird, dass das Band (1) beim Aufbringen des Kryogens (K) an seine Oberfläche (2,3) noch mit Wasser versehen ist.
3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2
dadurch gekennzeichnet,
dass das Wasser (W) als gleichmäßiger Film auf die Bandoberfläche (2,3) aufgebracht wird.
4) Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der verbleibende Wasserfilm eine geringe Dicke von weniger als 1 ,0 mm aufweist.
5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet,
dass das Kryogen (K) flüssiger Stickstoff ist.
6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kryogen (K) Trockeneis ist.
7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei oder nach der Aufbringung des Wassers (W) und vor der Aufbringung des Kryogens (K) das Band (1) zumindest einseitig so über mindestens eine Rolle (4,5) geführt wird, dass das Band (1) eine Biegeverformung um ein quer zur Förderrichtung des Bandes (1) liegende Achse unterzogen wird.
8) Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei oder nach der Aufbringung des Wasser (w) und vor der Aufbringung des Kryogens (K) das Band (1) so über zwei in Förderrichtung (F) des Bandes beabstandete Rollen (4,5) geführt wird, dass das Band (1) zweier gegenseitiger Biegeumformungen um quer zur Förderrichtung (F) des Bandes (1) liegende Achsen unterzogen wird.
9) Verfahren nach einem der Anspüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei oder nach der Aufbringung des Kryogens (K) und nach der Aufbringung des Wassers (W) das Band (1) zumindest einseitig so über mindestens eine der Rollen (4,5) geführt wird, das Band (1) eine Biegeumformung um eine quer zur Förderrichtung (F) des Bandes (1) liegende Achse unterzogen wird.
10) Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei oder nach der Aufbringung des Kryogens (K) und nach der Aufbringung des Wassers (W) das Band (1) so über zwei in Förderrichtung (F) des Bandes (1) beabstandete Rollen (4,5) geführt wird, dass das Band (1) zweier gegensinniger Biegeverformungen um quer zu Förderrichtung (F) des Bandes (1) liegende Achsen unterzogen wird.
11) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Band (1) bei Aufbringung des Wassers (W) oder des Kryogens (K) einer Biege-Richt-Operation unterzogen wird.
12) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Band (1) bei Aufbringung des Wassers (W) oder des Kryogens (K) einer Streck-Biege-Richt-Operation oder einer artverwandten Operation unterzogen wird.
13) Verfahren nach Anspruch
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kryogen (K) oder das Wasser (W) in dem Bereich der max. Krümmung des Bandes (1) aufgebracht wird. 14) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, das Bandführungsmittel (6, 7) aufweist, mit denen das Band (1) in einer Förderrichtung (F) geführt werden kann, wobei erste Sprüh- bzw. Spritzeinrichtungen (8) für das Aufbringen eines Kryogens (K) auf die Bandoberflächen geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin in räumlicher Nähe der ersten Sprüh- oder Spritzeinrichtungen (8) zweite Spritz- oder Sprüheinrichtungen (9) angeordnet sind, die zur Aufbrin- gung von Wasser (W) auf dien Bandoberflächen (2, 3) geeignet sind.
EP10740543A 2009-07-29 2010-07-28 Verfahren und vorrichtung zur entzunderung oder reinigung von metallischen oberflächen, unter anderem bänder oder brammen im durchlauf Withdrawn EP2459330A1 (de)

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