Stromübertragende Umlenkwalze

Abstract

 Vorgeschlagen wird eine stromübertragende Umlenkwalze mit einer Lauffläche aus Stahl, insbesondere zur Führung eines Metallbandes in einer Anlage zum kontinuierlichen Elektroplattieren, vorzugsweise Verzinken, bei der zumindest die Walzenlauffläche aus einem rostfreien bzw. rostträgen Stahl mit einem N-Gehalt von 0,1 bis 0,6 % gebildet ist, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie die Verwendung von Stählen mit einem N-Gehalt von 0,1 bis 0,6 % für stromübertragende Elemente beim Elektroplattieren von Gegenständen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine stromübertragende Umlenkwalze mit einer Lauffläche aus Stahl, insbesondere zur Führung eines Metallbandes in einer Anlage zum kontinuierlichen Elektroplattieren, vorzugsweise Verzinken.

[0002] Stromübertragende Umlenkwalzen mit einer Lauffläche aus Stahl sind aus der US-PS 4 294 179 bekannt; als Beispiel ist dort rostfreier Stahl ohne weitere Angabe genannt.

[0003] Stromübertragungen an feuchten Oberflächen sind stets mit elektrochemischen Vorgängen verbunden. So z.B. durchläuft in horizontalen und vertikalen Galvanisierungsanordnungen das Walzband galvanische Zellen und stromleitende Vorrichtungen, wovon ein Teil als rollenförmige Körper aus elektrisch leitendem Material mit dazugehörigen Schleifringen ausgeführt wird. Solcherart ausgeführte Stromrollen werden funktionsgemäß mit dem negativen Pol der Gleichrichteranlage verbunden und haben die Aufgabe, den Stromfluß vom Gleichrichter (Pluspol) über lösliche oder unlösliche Anoden durch den Elektrolyten hindurch zum Walzband und von diesem weiter zur Stromrolle und zurück zum Gleichrichter zu ermöglichen. Durch die für den Stromfluß erforderliche innige Berührung zwischen feuchtem Walzband und Stromrolle kommt es auf deren Oberfläche zu einer elektrochemischen und mechanischen Beanspruchung. Das Material der äußersten Schicht einer Stromrolle sollte daher besonders hohe mechanische und elektrochemische Beständigkeit aufweisen und neben der hohen Widerstandsfähigkeit bei mechanischer Beanspruchung eine gute elektrische Leitfähigkeit und ein hohes Wärmeschluckvermögen aufweisen.

[0004] Materialien mit guten elektrischen Eigenschaften allein, wie z.B. Cu und AI, versagen meistens aufgrund der weiteren Beanspruchung. Wegen der vielfältigen Beanspruchungsmechanismen werden oft Stromonllenmäntel als Verschleißteile konzipiert, welche aus einem elektrisch gut leitenden und gekühlten Grundkörper bestehen, welcher mit einem austauschbaren Überzug versehen wird. Je nach Werkstoffwahl ist in entsprechenden Zeitabständen die Oberfläche mechanisch nachzubearbeiten, was die Lebensdauer und Verfügbarkeit der Galvanisierungsanordnung beeinflußt.

[0005] In der Praxis tritt ein starker Verschleiß dieser Bauteile auf und auch die Verwendung von hochlegierten Materialien, z.B. von Ni-Legierungen vom Hastelloy-Typ, die mit sehr hohen Gestehungskosten verbunden sind, hat nicht zur wünschenswerten Standfestigkeit geführt.

[0006] Es bestand daher die Aufgabe, Materialien zu finden, die bei Anwendung an stromübertragenden Umlenkwalzen eine entsprechende Standfestigkeit bei vertretbaren Gestehungskosten auf weisen und überraschenderweise wurde gefunden, daß dies auch mit handelsüblichen Stahlsorten erreicht werden kann, wenn sie einen bestimmten Stickstoffgehalt aufweisen.

[0007] Demgemäß ist eine erfindungsgemäße stromübertragende Umlenkwalze vor allem dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Walzenlauffläche aus einem rostfreien bzw. rostträgen Stahl mit einem N-Gehalt von 0,1 bis 0,6 % gebildet ist.

[0008] Insbesondere ist der Stahl demgemäß ein austenitischer Stahl, da Stickstoff austenit-stabilisierend wirkt und hohe Löslichkeit im austenitischen Gefüge aufweist.

[0009] Vorzugsweise ist der Stahl ein Stahl vom CrNiMo-Typ, dessen bevorzugte Zusammensetzung in folgenden Bereichen liegt: C ≦ 0,6 %, insbesondere ≦ 0,1 %, Cr 13 - 27 %, Ni 5 - 26 %, Mo 1,5 - 7 %, N 0,1 - 0,6 %.

[0010] In der folgenden Tabelle sind Beispiele für erfindungsgemäß als Laufflächenmaterial für stromübertragende Umlenkwalzen verwendbare Stahlsorten angegeben:

[0011] Die Lauffläche der Walze kann an einem nahtlosen Rohr, insbesondere einem Schleudergußrohr, oder an einem aus einem Blech geschweißten Rohr ausgebildet sein.

[0012] Bei einem geschweißten Rohr ist es insbesondere aufgrund des elektrochemischen Angriffs nötig, die Schweißzone dem benachbarten Material möglichst gen au anzugleichen. Dazu wird einerseits der Materialverlust beim Schweißen durch die Verwendung höher legierter Elektroden ausgeglichen und anderseits das fertig geschweißte Rohr diffusionsgeglüht.

[0013] Erfindungsgemäß werden noch verbesserte Eigenschaften durch Verdichten der Lauffläche, insbesondere durch Walzen, erzielt.

[0014] Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine stromübertragende Umlenkwalze hergestellt, indem aus einem rostfreien bzw. rostträgen Stahlblech mit einem N-Gehalt von 0,1 bis 0,6 % ein Rohr geschweißt, diffusions-geglüht und auf einen Walzenkörper aufgeschrumpft wird.

[0015] Die Erfindung ist nicht auf stromübertragende Umlenkwalzen beschränkt, sondern betrifft ganz allgemein die Verwendung von rostfreien bzw. rostträgen Stählen mit einem N-Gehalt von 0,1 bis 0,6 % für stromübertragende Elemente beim Elektroplattieren von Gegenständen, und weiterhin deren Verwendung überall dort, wo durch das Vorhandensein eines Elektrolyten ein elektrochemischer Angriff zu erwarten ist.

Ansprüche

1. Stromübertragende Umlenkwalze mit einer Walzenlauffläche aus Stahl, insbesondere zur Führung eines Metallbandes in einer Anlage zum kontinuierlichen Elektroplattieren, vorzugsweise Verzinken, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Walzenlauffläche aus einem rostfreien bzw. rostträgen Stahl mit einem N-Gehalt von 0,1 bis 0,6 % gebildet ist.

2. Umlenkwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl ein austenitischer Stahl ist.

3. Umlenkwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichent, daß der Stahl ein Stahl vom CrNiMo-Typ ist.

4. Umlenkwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, da der Stahl folgende Zusammensetzung aufweist: C≦0,6 %, insbesondere ≦0,1 %, Cr 13 - 27 %, Ni 5 - 26 %, Mo 1,5 -7 %, N 0,1 - 0,6 %.

5. Umlenkwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche an einem nahtlosen Rohr, insbesondere einem Schleudergußrohr, ausgebildet ist.

6. Umlenkwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche an einem aus einem Blech zusammengeschweißten und anschließend diffusionsgeglühten Rohr ausgebildet ist.

7. Umlenkwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl an der Lauffläche - insbesondere durch Walzen - verdichtet ist.

8. Verfahren zur Herstellung einer stromübertragenden Umlenkwalze, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem rostfreien bzw. rostträgen Stahlblech mit einem N-Gehalt von 0,1 bis 0,6 % ein Rohr geschweißt, diffusionsgeglüht und auf einen Wal zenkörper aufgeschrümpft wird.

9. Verwendung von rostfreien bzw. rostträgen Stählen mit einem N-Ge-halt von 0,1-bis 0,6 % für stromübertragende Elemente beim Elektroplattieren von Gegenständen , insbesondere für Umlenkwalzen bei der kontinuierlichen Blechverzinkung.