DE19532278A1 - Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Bandes in einem Durchlauf - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel­ lung eines kaltgewalzten Bandes aus einem nicht rostenden, ferritischen oder austenitischen Edelstahl oder einer Ti­ tanlegierung, bei dem in Edelstahl oder einer Titanlegie­ rung, bei dem in einem Durchlauf ein durch einen Warmwalz- oder Gießvorgang hergestelltes und zu einem Bund gewickel­ tes Band abgewickelt und bedarfsweise mechanisch entzun­ dert, dann chemisch und/oder elektrochemisch vorgebeizt, anschließend auf Fertigmaß kaltgewalzt, gegebenenfalls entfettet, geglüht, fertig gebeizt und bedarfsweise noch passiviert, dressiert und streckgerichtet wird.

Bei der Herstellung eines Bandes aus Edelstahl, welches an­ schließend zu Fertigprodukten verarbeitet wird, wird zu­ nächst durch einen Warmwalzvorgang ein verhältnismäßig dickes Band erzeugt, welches nach dem Warmwalzvorgang zu einem Bund aufgewickelt wird. Dieses Bund wird dann zu einer anderen Verarbeitungsstelle transportiert, in der es abgewickelt, geglüht, eventuell mechanisch entzundert und gebeizt wird. Das mechanische Entzundern besteht dabei hauptsächlich aus einem Strahl- und Bürstvorgang, wobei das Band mehrere Bürstenpaare durchlaufen kann. Das Beizen des noch nicht fertigen Bandes erfolgt dann, je nach Werk­ stoffqualität, in einem Bad oder in mehreren Bädern mit unterschiedlicher Beizlösung, beispielsweise Schwefelsäu­ re, Flußsäure mit Zusätzen ohne Salpetersäure, Mischsäure (Flußsäure-Salpetersäuregemisch) oder in elektrolytischen Bädern mittels Schwefelsäure oder eines neutralen Salzes. Anschließend wird das gebeizte, noch nicht fertige Band wieder zu einem Bund aufgewickelt, welches dann, ebenfalls wieder von einer anderen Verarbeitungsstelle, durch einen Kaltwalzvorgang auf die fertige, für das Fertigprodukt ge­ eignete Dicke gewalzt wird. Auch nach dem Kaltwalzvorgang wird das nun fertige Band wieder zu einem Bund aufgewickelt. Dieses Bund wird dann - wieder an einer anderen Verarbei­ tungsstelle - entfettet, geglüht und gebeizt, wobei hier aus wirtschaftlichen Gründen meist die gleiche Beizanlage und damit die gleiche Beizlösung wie bei der Behandlung des Warmbandes verwendet wird. Gegebenenfalls kann nach dem letzten Beizvorgang das Band noch passiviert, dressiert und streckgerichtet werden.

Um das unnötige und vor allem Dingen zeitraubende Ab- und Aufwickeln des Bandes zu vermeiden, wurde vorgeschlagen, mehrere Behandlungsstufen in einem Durchlauf hintereinander zusammenzufassen. Gemäß diesem Vorschlag wird das auf einem Bund gewickelte Band abgewickelt und in einem Durchlauf me­ chanisch entzundert, kaltgewalzt, entfettet, geglüht, ge­ beizt und gegebenenfalls noch passiviert, dressiert und streckgerichtet. Durch ein solches Verfahren entfallen un­ nötige Abwickel- und Aufwickelvorgänge. Ebenso soll auch auf das Beizen vor dem Kaltwalzen verzichtet und durch aus­ reichendes Strahlen und Bürsten eine Oberflächenqualität des Bandes vor dem Kaltwalzen erreicht werden, die nach den weiteren Behandlungs- und Bearbeitungsschritten die Erreichung einer spezifikationsgerechten Qualität des fer­ tigen Bandes sicherstellt. Dazu werden Strahlanlagen und mehrwellige Bürstmaschinen verwendet, die einen verhältnis­ mäßig hohen Aufwand erfordern. Trotz dieses hohen Aufwandes ist jedoch nicht gänzlich auszuschließen, daß auf dem durch einen Kaltwalzvorgang zu bearbeitenden Band Restzunder ver­ bleibt, der sich nachteilig auf das Fertigprodukt auswirkt.

Um diesen Restzunder auszuschließen, wurde ferner vorge­ schlagen, vor dem Kaltwalzvorgang eine Vorbeizung durchzu­ führen, die in gleicher Weise wie das Beizen des warmgewalz­ ten Bandes mittels einer Mischsäure durchgeführt wird. Dies­ bezügliche Versuche haben jedoch ergeben, daß das Band nach der Vorbeize zwar sauber ist, nach dem Fertigbeizen aber Flecken aufweist, die das Band für eine weitere Verarbeitung unbrauchbar macht.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zur Herstellung eines zu Fertigprodukten verarbeit­ baren Bandes aus einem nicht rostenden Edelstahl oder einer Titanlegierung aufzuzeigen, bei dem unter Beibehaltung der aufgezeigten Vorteile einer sogenannten integrierten Linie - das Band wird in einem Durchlauf chemisch und/oder elek­ trochemisch vorgebeizt, auf Fertigmaß kaltgewalzt, gegebe­ nenfalls entfettet, geglüht, fertig gebeizt und bedarfswei­ se noch passiviert, dressiert und streckgerichtet - ausge­ schlossen ist, daß auf dem fertig behandelten Band noch ir­ gendwelche Flecken sind, die dasselbe unbrauchbar machen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß das Vorbeizen mittels einer salz-, schwefel- und/oder salpetersäurehaltigen Beizlösung durchgeführt wird.

Durch eine derartige Vorbeizung wird das Band so weit vom Zunder befreit, daß eine einwandfreie Qualität des Fertig­ produktes bzw. des fertig behandelten Bandes sichergestellt ist. Dabei kann die Vorbeizung in besondere Weise auf die Endbeize abgestimmt werden. Dabei ist es möglich, für das sogenannte Vorbeizen eine andere Beizlösung bzw. Beizlö­ sungs-Kombination als für das sogenannte Endbeizen zu ver­ wenden, so daß in besonders wirtschaftlicher Weise ein optimales Beizergebnis erzielt wird.

Weitere Merkmale eines Verfahrens gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 15 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen und einer Zeichnung näher erläutert.

In dieser Zeichnung ist das Verfahrensschema einer Anlage zur Herstellung eines zu Fertigprodukten verarbeitbaren Bandes aus Edelstahl gezeigt, bei dem das durch einen Walz­ vorgang hergestellte Band zunächst zu einem Bund 1 ge­ wickelt ist, von dem es jetzt wieder abgewickelt wird. Da­ bei ist es möglich, das Band 2 zunächst durch eine Entzun­ derungseinheit 3 zu führen, in der das Band 2 gestrahlt und gebürstet wird. Diese Entzunderungseinheit 3 kann verhält­ nismäßig einfach ausgestaltet sein und gegebenenfalls so­ gar entfallen. Nach dieser Entzunderungseinheit 3 gelangt das Band 2 in eine Beizeinrichtung 4, die zumindest aus einem Beizbehälter mit einer Beizlösung besteht und die die sogenannte Vorbeize bildet.

An die Beizeinrichtung 4 schließt sich mindestens ein Kalt­ walzgerüst 5 an, in dem das Band 2 auf die angestrebte Dicke reduziert wird. Danach wird das kaltgewalzte Band durch eine Entfettungsanlage 6 und eine Glühanlage 7 geführt und ge­ langt dann zu einer weiteren Beizeinrichtung 8, die aus mindestens zwei Flachbehältern besteht. Hier wird das Band 2 in der üblichen Weise fertiggebeizt. Danach wird das Band 2 in einer Einheit 9 bedarfsweise passiviert, dressiert und noch streckgerichtet.

Bei einem Vorbeizen mit entsprechenden Proben aus Edelstahl wurden dieselben zunächst über einen Zeitraum von etwa 45 Sekunden mit einer Beizlösung behandelt, die etwa 130 g/l freie Salzsäure sowie etwa 90 g/l Gesamteisen, welches als zwei- oder dreiwettiges Eisen vorliegt, enthält und eine Temperatur von etwa 80°C aufweist. Unter diesen Bedingungen wurde eine saubere, vollständige entzunderte, glänzende Oberfläche der Proben erzielt. Nach dem Kaltwalzvorgang und einem anschließenden Glühen erfolgte das Endbeizen, welches in der üblichen Weise zunächst elektrochemisch mittels einer schwefelsäurehaltigen Beizlösung und anschließend mit­ tels Mischsäure durchgeführt wurde. Die endgebeizten Pro­ ben waren einwandfrei. Durch eine Veränderung der physika­ lischen Bedingungen, beispielsweise Aufbringen der Beizlö­ sung durch einen Spritzvorgang oder durch die Kombination von Tauchbeizen und Spritzbeizen, konnte die Behandlungs­ zeit erheblich reduziert werden.

Bei einem vorbeizen mit einer schwefelsäurehaltigen Lösung enthielt dieselbe etwa 290 g/l freie Schwefelsäure und ein Eisengehalt von etwa 25 g/l. Die Temperatur dieser Beizlö­ sung betrug etwa 100°C. Nach einer Behandlungszeit von etwa 40 Sekunden hatten die Proben nach dem Vorbeizen eine brau­ ne/graue Oberflächenfärbung, die sich in der anschließenden Glühzone vorteilhaft auswirkt. Probleme beim Kaltwalzvorgang traten nicht auf. Das sogenannte Endbeizen wurde dann wie­ der zunächst elektrochemisch in einer schwefelsäurehaltigen Beizlösung und anschließend in Mischsäure durchgeführt. Auch hier war die Qualität der Proben einwandfrei.

Schließlich wurden auch noch Proben mit einer salpetersäure­ haltigen Beizlösung behandelt, die etwa 20% freie Salpeter­ säure und etwa 30 g/l freies Eisen enthielt. Die Temperatur der Beizlösung betrug etwa 60°C und die Beizzeit etwa 30 Se­ kunden. Die salpetersäurehaltige Beizlösung wurde bei diesen Proben einmal durch einen Spritzvorgang zugeführt, während bei anderen Proben in der Beizlösung eine Turbulenz erzeugt wurde. Nach der sogenannten Vorbeizung hatten die Proben eine leicht aufgehellte Oberfläche, auf der jedoch noch Zunderreste zu erkennen waren. Diese Zunderreste wirken sich jedoch auf die nachfolgenden Behandlungen nicht nachteilig aus. Nach dem Endbeizen war ebenfalls eine zunderfreie, glänzende Oberfläche feststellbar.

Bei entsprechenden Versuchen mit einer salpetersäurehaltigen Beizlösung die etwa 16 bis 17% Salpetersäure enthält, wurde festgestellt, daß bereits bei einer Zudosierung von 0,75% Flußsäure erste Flecken auf den fertigen Proben zu erkennen waren, die ab etwa 3% Flußsäure regelmäßig auftraten.

Claims (15)

1. Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Bandes aus einem nicht rostenden, ferritischen oder austeni­ tischen Edelstahl oder einer Titanlegierung, bei dem in einem Durchlauf ein durch einen Warmwalz- oder Gieß­ vorgang hergestelltes und zu einem Bund gewickeltes Band abgewickelt und bedarfsweise mechanisch entzun­ dert, dann chemisch und/oder elektrochemisch vorge­ beizt, anschließend auf Fertigmaß kaltgewalzt, gegebe­ nenfalls entfettet, geglüht, fertig gebeizt und be­ darfsweise noch passiviert, dressiert und streckge­ richtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbeizen mittels einer salz-, schwefel- und/ oder salpetersäurehaltigen Beizlösung durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, daß das Vorbeizen in getrennten Beizbehältern mit unter­ schiedlichen Beizlösungen durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbeizen in mindestens einem Beizbehälter mit einem Beizlösungsgemisch durchgeführt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbeizen mit einer salzsäurehaltigen Beizlö­ sung durchgeführt wird, die bis maximal 25% freie Salzsäure enthält und eine Temperatur von etwa 50° bis 90°C aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die salzsäurehaltige Lösung 10 bis 17% freie Salz­ säure enthält und eine Temperatur von 75° bis 85°C auf­ weist.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbeizen mit einer schwefelsäurehaltigen Beiz­ lösung durchgeführt wird, die bis maximal 45% freie Schwefelsäure enthält und eine Temperatur von etwa 70°C bis kurz unterhalb des Siedepunktes der Schwefelsäure aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schwefelsäurehaltige Beizlösung 20 bis 30% freie Schwefelsäure enthält und eine Temperatur von 95 bis 105°C aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Band nach dem Vorbeizen an seiner Oberfläche eine dunkle Belagschicht aufweist.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbeizen mit einer salpetersäurehaltigen Beizlösung durchgeführt wird, die bis maximal 30% freie Salpetersäure enthält und eine Temperatur von etwa 30 bis 90°C aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Band nach dem Vorbeizen an seiner Oberfläche noch eine Restzunderschicht aufweist.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die säurehaltige Beizlösung weniger als 0,75% freie Flußsäure enthält.

12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die salzsäurehaltige Beizlösung dem Band durch mindestens einen Spritzvorgang zugeführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spritzvorgängen das Band durch ein Tauchheizbad geführt wird.

14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem elektrochemischen Vorbeizen die Stromdich­ te bis 50A/dm² beträgt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte 10 bis 20A/dm² beträgt.