DE19532278B4 - Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Bandes in einem Durchlauf - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Bandes in einem Durchlauf Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Bandes aus einem nicht rostenden, austenitischen Edelstahl, bei dem in einem Durchlauf ein durch einen Warmwalz- oder Gießvorgang hergestelltes und zu einem Bund gewickeltes Band abgewickelt und bedarfsweise mechanisch entzundert, dann chemisch und/oder elektrochemisch vorgebeizt, anschließend auf Fertigmaß kaltgewalzt, gegebenenfalls entfettet, sowie geglüht, fertig gebeizt und bedarfsweise noch passiviert, dressiert und streckgerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorbeizen mittels einer salz-, schwefel- und/oder salpetersäurehaltigen Beizlösung, die weniger als 0,75 % freie Flußsäure enthält, durchgeführt wird, wobei:
a) eine salzsäurehaltige Beizlösung max. 25 % freie Salzsäure enthält und eine Temperatur von etwa 50° bis 90° C aufweist;
b) eine schwefelsäurehaltige Beizlösung max. 45 % freie Schwefelsäure enthält und eine Temperatur von etwa 70° C bis kurz unterhalb des Siedepunktes der Schwefelsäure aufweist;
c) eine salpetersäurehaltige Beizlösung max. 30 % freie Salpetersäure enthält und eine Temperatur von etwa 30° bis 90° C aufweist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Bandes aus einem nicht rostenden, austenitischen Edelstahlnach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein solches Verfahren ist allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der JP 03075317 A die Herstellung eines Stahlbandes bekannt. Aus der EP 0 644 276 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entzunderung eines heißgewalzten Stahlbandes bekannt. Aus der DE 92 11 632 U1 eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von bandförmigem Behandlungsgut bekannt. Aus der JP 61049706 A und der JP 60059022 A ist die Herstellung eines dünnen austenitischen Stahlbandes bekannt.
  • Bei der Herstellung eines Bandes aus Edelstahl, welches anschließend zu Fertigprodukten verarbeitet wird, wird zunächst 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 Werkstoffqualität, in einem Bad oder in mehreren Bädern mit unterschiedlicher Beizlösung, beispielsweise Schwefelsäure, 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 geeignete 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 Verarbeitungsstelle – 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 mechanisch entzundert, kaltgewalzt, entfettet, geglüht, gebeizt und gegebenenfalls noch passiviert, dressiert und streckgerichtet. Durch ein solches Verfahren entfallen unnötige Abwickel- und Aufwickelvorgänge. Ebenso soll auch auf das Beizen vor dem Kaltwalzen verzichtet und durch ausreichendes 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 fertigen Bandes sicherstellt. Dazu werden Strahlanlagen und mehrwellige Bürstmaschinen verwendet, die einen verhältnismäßig hohen Aufwand erfordern. Trotz dieses hohen Aufwandes ist jedoch nicht gänzlich auszuschließen, dass auf dem durch einen Kaltwalzvorgang zu bearbeitenden Band Restzunder verbleibt, der sich nachteilig auf das Fertigprodukt auswirkt.
  • Um diesen Restzunder auszuschließen, wurde ferner vorgeschlagen, vor dem Kaltwalzvorgang eine Vorbeizung durchzuführen, die gleicher Weise wie das Beizen des warmgewalzten Bandes mittels einer Mischsäure durchgeführt wird. Diesbezügliche 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 Verfahren zur Herstellung eines zu Fertigprodukten verarbeitbaren Bande aus einem nicht rostenden Edelstahl aufzuzeigen, bei dem unter Beibehaltung der aufgezeigten Vorteile einer sogenannten integrierten Linie – das Band wird in einem Durchlauf chemisch und/oder elektrochemisch vorgebeizt, auf Fertigmaß kaltgewalzt, gegebenenfalls entfettet, geglüht, fertig gebeizt und bedarfsweise noch passiviert, dressiert und streckgerichtet – ausgeschlossen ist, dass au dem fertig behandelten Band noch irgendwelche Flecken sind, die dasselbe unbrauchbar machen.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Durch eine derartige Vorbeizung wird das Band so weit vom Zunder befreit, dass eine einwandfreie Qualität des Fertigproduktes 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. Beizlösungs-Kombination als für das sogenannte Endbeizen zu verwenden, so dass besonders wirtschaftlicher Weise ein optimales Beizergebnis erzielt wird.
  • Weitere Merkmale eines Verfahrens gemäss der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 offenbart.
    •
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen 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 Walzvorgang hergestellte Band zunächst zu einem Bund 1 gewickelt ist, von dem es jetzt wieder abgewickelt wird. Dabei ist es möglich, das Band 2 zunächst durch eine Entzunderungseinheit 3 zu führen, in der das Band 2 gestrahlt und gebürstet wird. Diese Entzunderungseinheit 3 kann verhältnismäßig einfach ausgestaltet sein und gegebenenfalls sogar 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 Kaltwalzgerüst 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 gelangt 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 dreiwertiges 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 mittels Mischsäure durchgeführt wurde. Die endgebeizten Proben waren einwandfrei. Durch eine Veränderung der physikalischen Bedingungen, beispielsweise Aufbringen der Beizlösung durch einen Spritzvorgang oder durch die Kombination von Tauchbeizen und Spritzbeizen, konnte die Behandlungszeit 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 Beizlösung betrug etwa 100 °C. Nach einer Behandlungszeit von etwa 40 Sekunden hatten die Proben nach dem Vorbeizen eine braune/graue Oberflächenfärbung, die sich in der anschließenden Glühzone vorteilhaft auswirkt. Probleme beim Kaltwalzvorgang traten nicht auf. Das sogenannte Endbeizen wurde dann wieder 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 salpetersäurehaltigen Beizlösung behandelt, die etwa 20% freie Salpetersäure u etwa 30 g/l freies Eisen enthielt. Die Temperatur der Beizlösung betrug etwa 60°C und die Beizzeit etwa 30 Sekunden. 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 (9)

  1. Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Bandes aus einem nicht rostenden, austenitischen Edelstahl, bei dem in einem Durchlauf ein durch einen Warmwalz- oder Gießvorgang hergestelltes und zu einem Bund gewickeltes Band abgewickelt und bedarfsweise mechanisch entzundert, dann chemisch und/oder elektrochemisch vorgebeizt, anschließend auf Fertigmaß kaltgewalzt, gegebenenfalls entfettet, sowie geglüht, fertig gebeizt und bedarfsweise noch passiviert, dressiert und streckgerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorbeizen mittels einer salz-, schwefel- und/oder salpetersäurehaltigen Beizlösung, die weniger als 0,75 % freie Flußsäure enthält, durchgeführt wird, wobei: a) eine salzsäurehaltige Beizlösung max. 25 % freie Salzsäure enthält und eine Temperatur von etwa 50° bis 90° C aufweist; b) eine schwefelsäurehaltige Beizlösung max. 45 % freie Schwefelsäure enthält und eine Temperatur von etwa 70° C bis kurz unterhalb des Siedepunktes der Schwefelsäure aufweist; c) eine salpetersäurehaltige Beizlösung max. 30 % freie Salpetersäure enthält und eine Temperatur von etwa 30° bis 90° C aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dass das Vorbeizen in getrennten Beizbehältern mit unterschiedlichen 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 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die salzsäurehaltige Lösung 10 % bis 17% freie Salzsäure enthält und eine Temperatur von 75° bis 85°C aufweist.
  5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die schwefelsäurehaltige Beizlösung 20 % bis 30% freie Schwefelsäure enthält und eine Temperatur von 95° bis 105°C aufweist.
  6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die salzsäurehaltige Beizlösung dem Band durch mindestens einen Spritzvorgang zugeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spritzvorgängen das Band durch ein Tauchbeizbad geführt wird.
  8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem elektrochemischen Vorbeizen die Stromdichte bis 50 A/dm2 beträgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte 10 bis 20 A/dm2 beträgt.
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