NL7907834A

NL7907834A - Werkwijze voor de continubehandeling van staalplaten.

Info

Publication number: NL7907834A
Application number: NL7907834A
Authority: NL
Original assignee: Centre Rech Metallurgique
Priority date: 1978-10-27
Filing date: 1979-10-25
Publication date: 1980-04-29
Also published as: AR217567A1; AU528038B2; SE446016B; SE7908816L; BR7906963A; GB2035379A; CA1142071A; AU5211479A; ZA795622B; DE2942934A1; FR2439825A1; US4389254A; ES485437A1; LU81822A1; ATA696179A; DD147116A5; NL188910B; BE871631A; FR2439825B1; MX153201A

Description

... . ..... — ... . iw, . HdB/PN/33.946 - 1 - CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,

Association sans but lucratif - Vereniging zonder winstoogmerk te BRUSSEL (België)

Werkwijze voor de continubehandeling van staalplaten.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de continue behandeling van staalplaten, en is in het bijzonder van belang in het geval, dat deze platen tevoren aan een thermische behandeling, bestaande uit een verhitting 5 met blote vlammen en/of een afkoeling met behulp van water, onderworpen zijn geweest.

Het afbijten van staalplaten is op zichzelf bekend, en wordt dikwijls uitgevoerd langs chemische weg, door middel van een mineraal zuur zoals bijvoorbeeld zwavelzuur of zoutzuur.

10 Deze bewerking is kostbaar en wordt gewoonlijk in een gesloten systeem uitgevoerd. Het bezwaar hiervan is dat de bewerking niet als een continue werkwijze kan worden uitgevoerd en wel om de volgende redenen. Bij de aanraking van een geöxydeerde plaat met een zure oplossing, zullen er ijzer-15 ionen in de oplossing overgaan. De afbijtoplossing wordt daardoor meer en meer met ijzerionen beladen, waardoor het zuur uitgeput wordt totdat, na een zekere tijd, dit niet meer zijn afbijtende werking kan uitoefenen. Het wordt dan noodzakelijk de bewerking te staken om hierin verbetering te 20 brengen, hetgeen in het algemeen gebeurt door een nieuwe oplossing van' het afbijtmiddel te gebruiken.

Een ander bezwaar van het afbijten van staalplaten door middel van een mineraalzuur vloeit voort uit het feit dat de aldus behandelde platen dikwijls onvolmaaktheden vertonen, 25 zoals bijvoorbeeld scheurtjes, die de kwaliteit van het oppervlak nadelig beïnvloeden.

Wanneer de plaat aan het afbijten onderworpen is geweest

£ A

ι - 2 - wordt hij gewoonlijk in ee.n ander vat afgespoeld teneinde de restanten van het zuur te verwijderen. Deze bewerking van het afspoelen wordt eveneens in het algemeen in een gesloten systeem uitgevoerd, waarbij het gebruikte water geleidelijk 5 aan met- zuur beladen wordt, waarvan de concentratie beperkt dient te worden indien men de goede omstandigheden voor het afspoelen wil behouden. Als gevolg hiervan vertoont deze bewerking van het afspoelen hetzelfde bezwaar, namelijk dat hij niet aan zijn continue bewerking kan worden uitgevoerd.

10 De onderhavige uitvinding heeft bedoeld een werkwijze te verschaffen die het mogelijk maakt deze bezwaren op te heffen het en het afbijten en daarop volgende afspoelen van staalplaten uit te voeren als continue bewerkingen, eventueel gecombineerd met een continue buitenbehandeling, bestaande uit een 15 verhitting met blote vlammen en/of een afkoeling met behulp van water.

De uitvinding is gebaseerd op de volgende' overwegingen met betrekking tot het gebruik van een oplossing van tenminste één organisch zuur, zoals bijvoorbeeld mierenzuur, azijnzuur, 20 citroenzuur, enz. voor het afbijten van staalplaten.

Men kan de pH van een dergelijke oplossing instellen op een waarde, die geschikt is om aan de volgende eisen te voldoen: - enerzijds een waarde die laag genoeg is om een zodanige reaktie kinetiek te verzekeren, dat de duur van het afbij- 25 tingsproces betrekkelijk kort is met als voorbeeld, dat de lengte van de behandelingslijn kleiner wordt, - anderzijds, een waarde die zodanig hoog is, dat de hydraulische' reaktie van het organische zout kan optreden met de vorm van een neerslag.

30 Men kan de - temperatuur op zodanige wijze instellen,,dat de reaktiesnelheid is aangepast aan de aard van het oxyde, dat door afbijting verwijderd dient te worden.

Bovendien heeft het gebruik van een organisch zuur het voor- .

7907834

Ai ' 4 - 3 - déél dat er geen sporen achtergelaten worden die de opper-vlakte-kwaliteit van de behandeldë platen kunnen beïnvloeden.

In het geval van afbijting met behulp van mierenzuur zijn voor een laag van zuiver FeO de optredende reakties bijvoor-5 beeld als volgt: 1) Afbijting

1 ° \ I A

2 H - C + FeO -> H - C \Fe + H-0 \ \ A 2 ° \ 2 \ \ * mierenzuur ferroformiaat 2) Oxydatie van ferroformiaat tot ferriformiaat I //01 *° / λ

2H-C Fe +0 + 2H-C —->2 H - C VFe +H Q

V , 'o VL ‘2 \ r \ \ J3 3) Hydrolyse van ferriformiaat / /] / ƒ \ I \ \J t 10 mierenzuur neerslag

De reakties 1, 2 en 3 tonen duidelijk dat het mierenzuur dat zich in de afbijtingsoplossing bevindt bij het afvoeren uit het afbijtingsvat voor de recirkulatie volledig geregenereerd is. Het mierenzuur kan alleen verloren gaan als gevolg van 15 mechanisch meesleping door de'plaat,die het afbijtingsvat passeert.

7907834 ί * \ - 4 -

Deze reakties tonen eveneens dat men uiteindelijk alleen zuurstof en water, die in kleine Hoeveelheden worden toegevoerd, verbruikt.

Bovendien is het Aanvraagster bij haar onderzoekingen geble-5 ken dat het afbijten van de plaat geheel onverwacht verbeterd wordt wanneer de afbijtingsoplossing reeds een' zekere hoeveelheid ijzer bevat.

Voor het afspoelen van een plaat die met behulp van organisch zuur is afgebeten kan men gebruik maken van een reagens 10 dat in staat is om dit zuur te neutraliseren of bij voor-keur te vernietigen zodat deze bewerking als een continu proces kan worden uitgevoerd. In het geval van het afbijten met behulp van mierenzuur kan het afspoelen van de plaat uitgevoerd worden met een oplossing die waterstofperoxyde bevat 15 in tegenwoordigheid van een katalysator volgens de volgende reaktie: 4) H - C + katalysator CC>2 + 2 H20 vo

H

Men ziet dat de produkten van deze reaktie, CO2 en H20·, het voordeel hebben dat zij het uitvoeren van de werkwijze 20 niet nadelig kunnen beïnvloeden.

Bovendien is het feit dat het afspoelen kan worden uitgevoerd in gesloten systeem van voordeel, omdat op deze wijze het belangrijke probleem van de lozing van een verontreinigde oplossing in het milieu kan worden vermeden.

25 De uitvinding betreft dan ook een werkwijze door de continue behandeling van staalplaten, waarbij men de staalplaten onderwerpt aan verhitting en afkoeling terwijl in tenminste één van deze fasen op de plaat een oxydehuid wordt gevormd 7907834 o - . % m · - 5 - waarbij men genoemde plaat in aanraking brengt met een oplossing van tenminste ëën organisch zuur en daarbij de pH van de oplossing houdt op een waarde van tenminste 1,5 en ten hoogste 4, terwijl men de temperatuur handhaaft boven een 5 waarde T , bepaald door de formule:

Tm = 20 + (pH - 1,5) x 32 waarin pH de waarde voorstelt waarop de zuurgraad van de oplossing van het bijtmiddel wordt gehandhaafd, terwijl de oplossing ijzer bevat in een hoeveelheid van meer dan 50 gram 10 per liter, en bij voorkeur van meer dan 100 gram per liter.

Het organische zuur, of de organische zuren, waaruit de oplossing is samengesteld heeft (hebben) bij voorkeur de hier volgende kenmerken: - zij bevatten geen halogeenatoom 15 - zij hebben een pK van minder dan 5, waarin pK = - log K en K de zuurkonstante voorstelt.

Zoals reeds in het voorgaande vermeld werd, dient de waarde van de pH groter te zijn dan 1,5 om een filtreerbaar precipitaat van ijzerhydroxyde te verkrijgen en minder dan 4 20 om te verzekeren dat de snelheid van het afbijten niet te gering.wordt, d.w.z. meer dan 5 mg/m' sec. (gewichtsverlies)»

Indien het organisch zuur mierenzuur is, handhaaft men de pH van de oplossing van het bijtmiddel op een waarde tussen 1,5 en 4 en bij voorkeur tussen 2,6 en 3,6, terwijl men de 25 temperatuur van deze oplossing handhaaft op een waarde van meer dan 40°C.

In het geval van warm-gewalste platen, die gewoonlijk bedekt zijn met een dikke oxydehuid, kan het van voordeel zijn om het afbijten uit te voeren in enkele opeenvolgende daden 30 d.m.v. afzonderlijke oplossingen, waarvan er tenminste ëën een pH van tussen 1,5 en 4 een temperatuur van boven 40°C en een gehalte aan ijzer van meer dan 50 mg. per liter heeft.

- 6 -

Een voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat daarin, dat men de oplossing door de verschillende platen laat stromen in dezelfde richting als de plaat, op zodanige wijze dat de reaktiecondities in het laatste bad overeen-5 komen met de condities volgens de uitvinding.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm van de‘uitvinding voert men de recirculatie van de oplossing van het bijtmiddel uit onder omstandigheden die de ontleding van het ijzerzout tot hydroxyde alsmede de precipitatie van het Fe (OH)^ bevorde-10 ren, waarna men dit precipitaat verwijdert door een op zichzelf bekende bewerking zoals decantatie, verdamping of bij voorkeur filtratie of centrifugeren.

Volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding voegt men aan de oplossing een oxydatiemiddel toe, bij voorkeur 15 waterstofperoxyde (H^O^) waarbij de concentratie van het oxydatiemiddel in deze oplossing handhaaft tussen een lage grens overeenkomende met de waarde die noodzakelijk is om tenminste 80% van de ferro-ionen in deze oplossing te oxyderen op ferri-ionen, en een bovengrens gelijk aan het 20 tienvoudige, bij voorkeur het tweevoudige van de waarde van de genoemde ondergrens.

Volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding vergemakkelijkt men de precipitatie hetzij door de toevoegingen van een geschikt coagulatie-floculatie - · middel, bij voor-25 keur een organische verbinding, hetzij door elektro-coagulatie.

Volgens nog een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding voegt men aan de oplossing van het bijtmiddel een bevochti-gingsmiddel toe.

Het is volgens de uitvinding eveneens van voordeel gebleken 30 om aan de oplossing van het bijtmiddel een corrosie-inhibitor toe te voegen.

Het öxydehuidje dat het oppervlak van de staalplaat bedekt T ft ft 7 O T JC

V

- 7 - kan eventueel, althans ten dele, ontstaan zijn door middel van een verhitting in een oven met open vlammen en/of door een afkoeling met behulp van water, bijvoorbeeld door onderdompeling in een waterig bad, bij voorkeur ingesteld op een 5 temperatuur van boven 75° C.

Alvorens de plaat in aanraking te brengen met de oplossing van het bijtmiddel wordt hij volgens de uitvinding bij voorkeur onderworpen aan een voorverhitting.

Het is eveneens voordelig gebleken om als middel voor het 10 afkoelen gebruik te maken van de oplossing van het bijtmiddel, bijvoorbeeld als hardingsbad.

Voor het zuiveren van de oplossing van het bijtmiddel heeft men een uitgesproken voorkeur voor het filtreren of centrifugeren aangezien de decantatie langzaam verloopt en vaten 15 met een groot volume vereist, terwijl bij verdamping moeilijk te verwijderen afzettingen kunnen ontstaan.

De keuze tussen filtreren en centrifugeren kan bepaald worden door verschillende overwegingen, zoals de investeringskosten, de kosten van het onderhoud, de beschikbare plaats, enz.

20 Opgemerkt dient te worden, dat het debit van de met oog op de recirculatie te zuiveren oplossing van het bijtmiddel, afhankelijk is van de omstandigheden waaronder de thermische behandeling is uitgevoerd, van de kinetiek van het bijtproces en van de toelaatbare concentratie van het ijzerprecipitaat 25 in de oplossing.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt het afspoelen van de plaat na het afbijten uitgevoerd met continue recirculatie van het spoelwater, waarbij dit onderworpen wordt aan een bewerking voor het neutraliseren of 30 chemisch vernietigen van het in het water opgenomen zuur.

Volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding 7Ü/17ÖTA

V *> - 8 - neutraliseert men langs chemische, weg het mierenzuur dat zich in de spoeloplossing bevindt, door aan deze oplossing een reagens toe te voegen dat met het zuur een oplosbare verbinding vormt, zoals hydrazine hydroxyde.

5 Deze reaktie met hydrazine vindt ogenblikkelijk plaats, zodat toevoeging van een geringe hoeveelheid van dit reagens de waarde van' de pH van de oplossing snel doet stijgen.

Deze uitvoeringsvorm kan met voordeel.toegepast worden als men het gehalte aan vrij organisch zuur snel wil verminderen 10 zonder een anorganische verbinding in het systeem te brengen.

Volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding vernietigt men het in het spoelwater aanwezige.mierenzuur langs chemische weg door aan deze oplossingen watei^peroxyde en een —-katalysator toe te voegen, zoals bijvoorbeeld koper of ijzer.

15 Zoals reeds in het voorgaande werd vermeld, heeft deze uitvoeringsvorm het voordeel dat de beide bij de reaktie gevormde verbindingen, d.w.z. CO^ en Ï^O, niet schadelijk zijn voor het uitvoeren van de werkwijze.

Daar evenwel waterstofperoxyde een krachtig oxydatiemiddel is, 20 dat onder bepaalde omstandigheden oxydatie van de plaat kan veroorzaken, is het van belang de overmaat waterstofperoxyde te verwijderen alvorens de behandelde oplossing te recircu-leren.

Volgens de uitvinding kan men hiertoe de natuurlijke ontle-25 ding van het waterstofperoxyde versnellen door het in tegenwoordigheid van metallische katalysatoren krachtig te roeren.

Om dit te bereiken kan men bij de reaktor voor het door oxydatie vernietigen van het waterstofperoxyde een hulp-reaktor plaatsen, waardoor het mogelijk is het rendement 30 van de oxydatiereaktie te verhogen, door overmaat waterstofperoxyde te elimineren en een grotere flexibiliteit te ver- 7907834 . ....... -- ►· * - 9 - krijgen (door de mogelijkheid om een van de reaktoren buiten werking te stellen).

Volgens de uitvinding kan men eveneens met voordeel een geringe hoeveelheid waters-tofperoxyde in het teruggevoerde 5 water achterlaten, teneinde het organische zuur op de plaat onmiddellijk te vernietigen zonder de plaat te oxyderen.

De onderhavige uitvinding betre'ft eveneens een volgens de in het voorgaande beschreven werkwijze bewerkte staalplaat.

Deze platen hebben als voordeel, dat zij zonder de noodzaak 10 hen d.m.v. een oliefilm te beschermen een grote corrosie-weerstand bezitten, terwijl zij na vervorming zeer geschikt zijn voor fosfatatie eh voor het aanbrengen van een verflaag.

De in het volgende beschreven toepassingen en de daarbij vermelde numerieke gegevens zijn bedoeld als niet-limita-15 tieve voorbeelden, teneinde de uitvoeringsvormen van de uitvinding nader toe te lichten. De voorbeelden volgens de uitvinding zijn aangegeven met een ster, terwijl de voorbeelden zonder ster afwijken met betrekking tot de zuurgraad, de temperatuur, of het gehalte aan ijzer in de oplossing.

20 Voorbeeld 1: Keuze van het zuur

Een staalplaat wordt in een oven met open vlammen onder lichtelijk oxyderende kondities verhit tot 550°, vervolgens onder een stikstof-waterstofatmosfeer (5% Ë^) tot 750° C., en gedurende één minuut op deze temperatuur gehouden. De 25 plaat wordt vervolgëns afgekoeld tot 60°C. door besproeien met water, waarna hij opnieuw tot 280° C. onder dezelfde atmosfeer wordt verwarmd en gedurende één minuut op deze temperatuur wordt gehouden. De plaat wordt onder de beschermende atmosfeer afgekoeld tot 120° C. en opnieuw met water 30 besproeid. De dikte van de oxydehuid: 70 nanometer.

Kondities bij het afbijtingsproces: zodanig geregeld dat 7907834 -10- de duur van de bewerking 10 tot 15 seconden bedraagt; eenvoudig naspoelen met'water.

Zuur pH T° IJzergehalte Opmerkingen van het bad 5 zoutzuur 3 60 100 mg/1 . na het spoelen gele vlekken zwavelzuur 3 60 " bij opslag ontstaan corrosiescheurtjes salpeterzuur 3 60 " onmiddellijke reoxyda- tie van de plaat hieruit blijkt dat geen dezerminerale zuren een acceptabel oppervlak opleveren.

10 Organische zuren: temperatuur van het bad steeds 85°C.

Zuur pK pH van . IJzergehalte Opmerkingen het bad van het bad x mierenzuur 3,75 2,65 250 mg/1 . plaat geheel blank; * azijnzuur 4,75 2,4 ” bi3 °Psla5 9een x oxaalzuur 1-,23 2,9 " 15xcitroenzuur 3,14 2,7 methylamino- 5,1 2,6 " onvoldoende verwij- ......... , derinq van de oxvde- benzoezuur , .Λ * huid trichloor- 2,85 2,8 " bij opslag corrosie- , . scheurtjes

azijnzuur J

20 Uit deze proefnemingen kunnen de volgende conclusies getrokken worden:

De platen die met behulp van conventionele minerale zuren zijn behandeld, zijn zeer 'moeilijk af te spoelen· en vertonen na opslag aian hun oppervlak onvolkomenheden. Hetzelfde is 7907834 • s - 11 - het geval met organische zuren die een halogeenatoom bevatten.

De met behulp van organische zuren behandelde platen vertonen daarentegen geen latere aantasting, doch de pK van deze zuren dient minder dan 5 te zijn om te verzekeren dat de voor de 5 behandeling benodigde tijd binnen redelijke grenzen blijft.

Onder de organische zuren die aan deze voorwaarden voldoen zijn azijnzuur en mierenzuur de meest algemene en minst kostbare. Het mierenzuur heeft een extra voordeel aangezien het met water een azeotroop vormt bij 107,1°C, hetgeen wil zeggen 10 dat zelfs bij het koken, de dampfase van een verdunde oplossing steeds rijker is aan water dan aan zuur.

De volgende voorbeelden zijn uitgevoerd met mierenzuur, doch kunnen eveneens uitgevoerd worden met andere organische zuren van de beschreven soort zonder daarbij buiten het kader van 15 de uitvinding te treden.

VOORBEELD 2: Effekt van de zuurgraad.

Een staalplaat wordt bij 900°C. onder een beschermende atmosfeer (N_2+ 5 % Ë^) gegloeid en vervolgens snel af gekoeld door onderdompeling in een bad van kokend water. Dikte van de 20 oxvdehuid 80 nanometer.

De volgende tabel geeft de snelheid van afbijting (V) in een oplossing van mierenzuur waarvan de ijzerconcentratie op o ongeveer 250 mg/1 wordt gehouden bij een temperatuur van 100C, als funktie van de zuurgraad (pH).

7907834 •V ** 2 - 12 - ♦ \ pH . V (mg/m .sec.) 4,2 4 x 4 6 x 3,5 21,5 5 x 2,9 40 x 2,7 44 x 2,4 57 x 1,85 '98 VOORBEELD 3: Effekt van het ijzergehalte in de oplossing.

10 Een staalplaat wordt bij 700°C. onder een beschermende atmosfeer (N^ + 5 % H^) gegloeid en vervolgens snel afgekoeld door onderdompeling in een bad van kokend water. Dikte van de oxydehuid: 30 nanometer.

Het afbijtingsproces wordt uitgevoerd met een oploss-ing van 15 mierenzuur bij een pH van 3,5 bij een temperatuur van 100°C.

IJzergehalte van het bad Reflectiviteit van het be handelde oppervlak in % van die van de oorspronkelijke plaat -10 ' 40 % 20 60 % • 40 80 % 20 x 60 100 % 'x 150 120 % x 250 140 % x 400 150 % x .500 150 % 25 Men ziet hieruit dat, verrassender wijze, een minimum gehalte 7907834 *» 9 - 13 - aan ijzer in het bad noodzakelijk is om te verzekeren dat de behandelde plaat tenminste even glanzend is als de oorspronkelijke plaat.

VOORBEELD 4: Effekt van de temperatuur van het bad.

5 Een staalplaat wordt bij 850°C. onder een beschermende atmosfeer (N2 + 5 % H2) gegloeid en vervolgens snel afgekoeld door onderdompeling in het bad van kokend water. Dikte van de oxy.deh.uid: 60 nanometer.

Het ijzergehalte van het bad wordt op ongeveer 100 mg/1 ge-10 houden.

pH Temperatuur, Afbijtings^nel- Waarde van de van het bad heid (mg/in sec) parameter .(°C) 20 + 32(pH - 1,5) 1,85 15 4 31,2 -x 1,85 41 6 31,2 2.5 43 4,5 52 15 x 2,5 60 10 -52 3.5 75 3 84 x 3,5 90 15 84 2

Men ziet dat de minimale afbijtsnelheid van 5 mg/m .sec. slechts bereikt wordt als de temperatuur tezelfdertijd hoger 20 is dan 40°C. en hoger dan een waarde gegeven door de betrekking Tmin =20+32 (pH - 1,5).

VOORBEELD 5

Warmgewalste plaat, dikte van de oxydehuid 10 micrometer.

Afbijting met'behulp van een oplossing bij een pH 1,86, een 7907834 - 14 - temperatuur van 100° C. en een ijzergehalte in de oplossing - van 400 mg/1.

2

Snelheid van afbijting: 100 mg/m .sec.· VOORBEELD 6 .

5 Koudgewaiste staalplaat met een dikte van 0,8 mm.

Continue vloeiing door verhitting met open vlammen in· 15 sec. tot 500° C. en vervolgens onder N2/5 I H2 in 40 sec. tot 710° C. met stralingspijpen (tubes radiants). Handhaving van de temperatuur op 710° C. onder N^/ 5 % gedurende 40 10 seconden.

Snelle afkoeling door onderdompeling ineen waterbad bij 95°C. tot de plaat de temperatuur van 150°C. heeft bereikt..

Herverhitting in 15 seconden onder dezelfde atmosfeer (N2/H2) tot 450° C.

15 Handhaving van de temperatuur van 450° C. gedurende 35 seconden onder dezelfde atmosfeer ( N2/H^).

Afkoeling in een oplossing van mierenzuur van 500 mg/1 gedurende 15 seconden tot 98° C., pH 2,9, ijzergehalte van de oplossing 250 mg/1.

. 20 Na afspoelen en afborstelen bleek de plaat bij het einde van de behandeling geheel schoon te zijn.

VOORBEELD 7

Koud-gewalste staalplaat met een dikte van 0,8 mm.

Continu gegloeid door verhitting met open vlammen, onder 25 lichtelijk oxyderende omstandigheden tot 600° C. en vervolgens onder een beschermende atmosfeer (N2 + 5 % H2) tot 710° C. in 30 seconden.

7907834 - 15 -

De plaat wordt gedurende 40 seconden onder een stikstof- waterstofatmosfeer (5 % E^) op 710° C. gehouden en vervolgens snel afgekoeld door stralen atmosferisch gas tot de plaat een temperatuur van 450° C. heeft bereikt.

5 Handhaving van de temperatuur van 450° gedurende 180 seconden onder stikstof-waterstof, afkoeling in 20 seconden tot 300° C.

onder stikstof-waterstof, onderdompeling in een oplossing van o mierenzuur gedurende 20 seconden b'ij 98 C., pH = 2,9, ïjzer- gehalte 400 mg/1, afspoelen en afborstelen.

10 De plaat was na afloop van de behandeling geheel schoon en vertoonde na twee maanden opslag geen corrosiescheurtjes.

VOORBEELD 8

Koud-gewalste staalplaat met een dikte van 0,8 mm.

Verhitting tot 710° C. onder ^ + 5 % E^· 15 Handhaving gedurende .40 seconden van de temperatuur van 710°C. Afkoeling met behulp van waterstralen tot 80° C.

Afbijting gedurende 5 seconden in een mierenzuuroplossing bij een pH 3, een temperatuur van 80° C. en een ijzergehalte van 300 mg/1.

20 Afspoelen en afborstelen, gevolgd door drogen. Herverhitting tot 450° C. onder stikstof-waterstof, handhaving van deze temperatuur gedurende 1 minuut.

Afkoeling door luchtstralen tot 200° C., onderdompeling in koud water tot een temperatuur van 40° C.

25 Bij het einde van deze behandeling was de staalplaat geheel schoon en vertoonde ook na twee maanden opslag geen corrosie— scheurtjes.

VOORBEELD 9 a) Omstandigheden van de thermische behandeling 30 Verhitting in een oven met open vlammen.

7 Q n 7 O T L

.-16-

Snelheid van de plaat: 0,1 ια/sec.

Breedte van de plaat: 0,15 m.

Temperatuur van de plaat: 800° C. bij het begin van de afkoeling.

5 Dikte van de plaat: 1,24 mm.

b) Omstandigheden van de afkoeling en de afbijtingsbehandeling

Temperatuur van het bad: 98° C.

Nuttig volume van het bad: 1500 liter.

Afstand van de plaat in het bad: 4.40 m.

10 pH van het bad: 2,9 door toevoeging van 500 mg/1 mierenzuur; ijzergehalte van het bad: 600 mg/1 gestabiliseerd door filtratie en toevoeging van waterstofperoxyde in een hoeveelheid van 200 mg/1.

Men heeft waargenomen dat, rekening houdende met de omstandig-15 heden van de thermische behandeling en van de afbij ting, het bad stabiel blijft waar het betreft de pH en het gehalte aan ijzer bij een filtratie van 2 liter/seconde met behulp van filters met een maaswijdte van 3 micrometer.

TOELICHTING BIJ DE FIGUUR

20 De bijgevoegde tekening, die als niet-limitatief voorbeeld is bedoeld, stelt voor een uitvoeringsvorm van een continue -afbijtinstallatie volgens de onderhavige uitvinding.

De te behandelen geoxydeerde plaat 1 doorloopt het afbijtvat 2 en het spoelvat 3 langs een weg bepaald door de geleidings-25 rollen 4, 5, 6 en 7 en verlaat het vat 3 in schoongemaakte toestand via een laatste geleidingsrol 8.

Bij de invoer in het afbijtvat 2 passeert de plaat tussen de· afdichtingsrollen 9 en bij het verlaten van dit vat langs 'de afdi-chtingsrollen 10. De bövendamp 11 van het vat 2 is 7907834 - 17 - dubbelwandig uitgevoerd en voorzien van condensatieribben. Deze dubbele wand dient voor de circulatie van het koelwater dat bij de pijl 12 binnentreedt en bij de pijl 13 wordt afgevoerd. Het afbijten d.m.v. een mierenzuuroplossing wordt 5 uitgevoerd met behulp van een serie sproeiers 14, 15 en 16 terwijl plaat alvorens het vat 2 te verlaten tussen de afwis-rollen 17 passeert.

De oplossing van het bijtmiddel wordt gerecirculeerd en wordt daartoe door de leiding 18 uit het vat 2 naar het vat 19 ge-10 voerd. Uit dit vat wordt de oplossing d.m.v. de pomp 20 gevoerd naar een dubbele filtreerinstallatie 21 vanwaar de oplossing d.m.v. de afsluiters 24 en 25 hetzij volgens de pijl 22 naar het vat 2, hetzij langs de pijl 23 naar het reservoir 19 wordt gevoerd.

15 Op het vat 19 is een voorraad voor het zuur 26 aangesloten, terwijl het voorts voorzien is van een inrichting 27 voor de aanvoer van water dat eventueel afkomstig kan zijn van de spoelbehandeling, een pH-meter 28 alsmede een verwarmings-inrichting 29 onder optimale condities voor de recirculatie 20 van het zuur te verzekeren.

Na het verlaten van het afbijtvat 2 passeert de plaat tussen de afdichtingsrollen 10, en komt dan in-het spoelvat 3, waar hij achtereenvolgens tussen twee series van sproeiers 30, twee borstels 31 en opnieuw tussen twee series van sproeiers 25 32 passeert. De op deze wijze schoongespoelde plaat verlaat het vat 3 tussen twee afwisrollen 33 en komt dan in een droogschacht 34, waarin de plaat met de lucht gedroogd wordt, alvorens de laatste geleidingsrol 8 te bereiken.

De te recirculeren spoeloplossing wordt door de leiding 35 30 uit het vat 3 naar het reservoir 36 gevoerd, terwijl een deel van dit water d.m.v. de pomp 37 naar de dubbele filtreerinstallatie 38 wordt gevoerd. Het spoelwater komt dan in een inrichting voor het verwijderen van het mierenzuur, bestaande 7907834 - 18 - uit een vat 39 waarin het mierenzuur met behulp van water-stofperoxyde dat bij 40 wordt ingevoerd, wordt vernietigd, alsmede een hulpvat 41 voor de verwijdering van de overmaat waterstofperoxyde. Het spoelwater komt uiteindelijk in het 5 reservoir 36. Een pomp 42. verzekert de terugvoer van het gezuiverde spoelwater uit het reservoir 36 naar het vat 3 volgens de pijl 43..

Het reservoir 36 is voorzien van een verwarmingsinrichting 44 om de optimale condities voor de recirculatie te hand-10 haven.

In de in het bovenstaande beschreven inrichting wordt het contact van de staalplaat met de oplossing van het bijtmiddel uitgevberd d.m.v. stralen uit sproeiers, doch dit contact kan eveneens verkregen worden door onderdompeling in een 15 geschikt bad.

7907834

Claims

1. Werkwijze voor de continue behandeling van staalplaten, waarbij men de staalplaat onderwerpt aan verhitting en afkoeling terwijl in tenminste één van deze fasen op de 5 plaat een oxydehuidje wordt gevormd, met het kenmerk, dat men genoemde plaat in aanraking brengt met een oplossing van tenminste één organisch zuur, en daarbij de pH van de oplossing houdt op een waarde van tenminste 1,5 en ten hoogste 4, terwijl men de temperatuur handhaaft boven een 10 waarde Tm' bep'aald door de formule : Tm = 20 x (pH - 1,5) x 32, waarin pH de waarde voorstelt waarop de zuurgraad van de afbijtoplossing wordt gehandhaafd, terwijl de oplossing ijzer bevat in een hoeveelheid van meer dan 50 mg per 15 liter.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat het organische zuur of de organische zuren waaruit de oplossing i.s samengesteld geen halogeenatoom bevat of bevatten.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2 , met het kenmerk, dat 20 het organische zuur of de organische zuren waaruit de oplossing is samengesteld een pK <. 5 heeft of hebben waarbij pK = - log K en K de zuurconstante voorstelt.

4. Werkwijze volgens conclusie 1 -3 met het kenmerk dat de afbijtsnelheid (gewichtsverlies) meer dan 5 kg/m^ sec. is.

5. Werkwijze volgens conclusie 1-4 met het kenmerk, dat de ’ oplossing ijzer bevat in een hoeveelheid van meer dan 100.mg per liter.

6. Werkwijze volgens één of meer der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het organische zuur mierenzuur is, dat men de 30 pH van de oplossing van het bijtmiddel houdt op een waarde tussen 1,5 en 4 en bij voorkeur tussen 2,6 en 3,6 en dat men de temperatuur van deze oplossing houdt op een waarde boven 40°C. 7907834 -20-

7. Werkwijze volgens één of meer der conclusies 1 - 6, me >: het kenmerk, dat men het afbijten uitvoert in enkele a elkaar geschakelde vaten door middel van verschillende oplossingen waarvan er tenminste één een pH tussen 1,5 5 4, een temperatuur van boven 40° en een ijzergehalte v< meer dan 50 mg per liter heeft.

8. Werkwijze volgens één of meer der conclusies 1-7 met het kenmerk, dat men aan de oplossing van het bijtmidds een oxydatiemiddel toevoegt, bij· voorkeur waterstofper- 10 oxyde (E^C^) én dat men de concentratie van het oxydatj middel in de oplossing handhaaft tussen een ondergrens die overeenkomt met de waarde die noodzakelijk is om te minste 80.% van de ferro-ionen in de oplossing tot ferri ionen te oxyderen, alsmede een bovengrens gelijk aan hè 15 tienvoudige, bij voorkeur het tweevoudige van de genoeir ondergrens.

9. Werkwijze volgens één of meer der conclusies 1 - ‘ met ke-nmerk, dat de afbijtbehandeling gevolgt wordt ee spoelbehandeling van de plaat welke spoelbehande 20 voerd wordt met continue recirculatie van het sp welk spoelwater onderworpen wordt- aan een bewerk het neutraliseren of langs chemische weg verniet het achtergebleven zuur.

10. Werkwijze volgens conclusie 9 , met het kenmerk, 25 bij gébruikmaking van mierenzuur als afbijtmidde het spoelwater opgeloste zuur langs chemische we tigt door aan de oplossing waterstofperoxyde als catalisator, zoals bij voorbeeld koper of ijzer voegen. 3011. Staalplaat met een grote bestendigheid tegen ati corrosie, welke plaat bijzonder geschikt is voor fateringsbehandeling en voor het aanbrengen van laag na vervorming, vervaardigd volgens de werJc als beschreven in één of meer der conclusies 1 m Ν _* 'Π JL. \β-Ί _I • .'-► — —Üfta ^ 1—J η _r^Tsiö'--,_L ’ ^ rt< -= ΓΟ 2 -♦ I ^ ΓΟ _<!_1 f?»V-f / ι I w° 9/^\ ) I 1 ^ a / A-rt-^-o m sjy^y^j ^ ^ p!=2llti«l I(»>WR| Ö QJ\ ·* U- ή V L---^ 00 H 'rO ^ ' ,_I Q« t i Vj t I— ~*h n in eg <r< —®- <n L_ v _φ. 7907834