Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Glühen und Entzundern von warmgewalzten oder kaltgewalzten Band aus nichtrostendem Stahl.
Für die Weiterverarbeitung sowohl von warmgewalzten als auch von kaltgewalzten Band aus nichtrostendem Stahl, z. B. durch Kaltwalzen beim Warmband und für die Herstellung der Endprodukte beim Kaltband, muss das Stahlband geglüht werden und eine zunderfreie Oberfläche haben. Daher muss der beim Warmwalzen bzw. beim Glühen entstandene Zunder vollständig entfernt werden. Das Glühen und Entzundem von nichtrostendem Stahlband außer ferritischen Warmband erfolgt bei den bekannten Verfahren in-line in kombinierten Glüh- und Beizlinien. Das Glühen von Warmband oder Kaltband aus austenitischen nichtrostenden Stahl sowie von Kaltband aus ferritischen nichtrostenden Stahl erfolgt in einem horizontalen Durchlaufofen mit anschließender Kühlzone zur Abkühlung des Bandes auf Temperaturen unter 100 °C
Warmband aus ferritischen nichtrostenden Stahl wird dagegen aus metallurgischen Gründen außerhalb der Glüh- und Beizlinie als Bund einer Langzeit-Haubenglühung mit nachfolgender Luftabkühlung des Bundes unterzogen. Die Entzunderung dieses Materials erfolgt üblicherweise in den oben genannten kombinierten Glüh- und Beizlinien, wobei wegen der bereits erfolgten Haubenglühung nur die Entzunderung erforderlich ist, oder in speziellen Beizlinien ohne Glühofen.
Besonders die Entzunderung von warmgewalztem nichtrostenden austenitischen und ferritischen Stahlband ist sehr aufwändig, wozu bei den bekannten Verfahren mehrere Stufen erforderlich sind. Dabei wird das Band zunächst durch Strahlen mit Stahlkorn und durch Bürsten mechanisch vorentzundert, womit ein großer Teil des Zunders entfernt wird. Danach wird es elektrolytisch und anschließend chemisch mittels verschiedener Säuren bei erhöhten Temperaturen gebeizt, wobei der noch vorhandene Zunder vollständig entfernt wird. Bei kaltgewalzten Band aus austenitischen und ferritischen nichtrostenden Stahl ist eine mechanische Vorentzunderung wegen der wesentlich dünneren Zunderschicht nicht erforderlich, außerdem wird damit die Rauheit zu stark erhöht.
Die z. Z. benutzten Verfahren sind sehr aufwändig, weil die Zunderschicht beim Warmband relativ dick ist und die chromreichen Eisenoxide schwer löslich und deshalb schwer zu entfernen sind. Außerdem ist ein großer Aufwand für die Entsorgung der gebrauchten Säuren, der Abwässer und der beim Beizen entstehenden giftigen Abgase erforderlich.
Die Entzunderung von nichtrostendem Stahlband ist nach wie vor mit Umweltbelastungen verbunden, deren Minimierung mit hohen Kosten verbunden ist.
Ein neues umweltfreundliches Verfahren zur Entzunderung von Band aus nichtrostendem Stahl ist die Plasma-Technologie, Es wird exemplarisch auf die
Bei der dort offenbarten Plasma-Entzunderungstechnologie läuft das zu entzundernde Stahlband zwischen speziellen Elektroden, die sich in einer Vakuumkammer befinden. Die Entzunderung erfolgt durch das zwischen Elektroden und Stahlband befindliche Plasma, wobei nach Beendigung des Entzunderungsprozesses eine metallisch saubere Bandoberfläche vorhanden ist.
Nach der Plasmaentzunderung wird das Stahlband im Vakuum mittels Kühlrollen gekühlt, um die bei der Plasmaentzunderung entstehende Banderwärmung vor dem Austritt aus der Vakuumkammer auf eine Temperatur von maximal 100 °C zu reduzieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Plamaentzunderung für den Einsatz bei Band aus nichtrostendem Stahl zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 2 und 4 sowie mit einer Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 8.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Plasma-Technologie stellt insbesondere für Band aus nichtrostendem Stahl eine umweltfreundliche, qualitativ einwandfreie und wirtschaftliche Technologie der Entzunderung dar. In einer kombinierten Glüh- und Entzunderungslinie kann das gekühlte warmgewalzte oder kaltgewalzte Band aus nicht rostendem Stahl allein mit der Plasma-Technologie vollständig entzundert werden. Eine Variante für warmgewalztes Band aus austenitischen und ferritischen nichtrostendem Stahl ist die Kombination der Vorentzunderung durch Strahlen mit Stahlkorn mit nachfolgender Plasmaentzunderung, womit die für die Plasmaentzunderung erforderliche Prozesszeit stark reduziert werden kann.
Für kaltgewalztes Band aus nichtrostendem Stahl kommt eine mechanische Vorentzunderung nicht in Frage, weil die Zunderschicht wesentlich dünner ist als bei warmgewalzten Band.
Die Erfindung soll nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung erläutert werden.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Glühen und Entzundern von nichtrostendem Stahlband schematisch dargestellt.
Das Stahlband 1 wird dabei von einem Ablaufhaspel 11 abgewickelt. Mit der Schweißmaschine 12 werden die Bandenden der jeweils folgenden Bunde aneinander geschweißt. Danach läuft das Band durch einen Bandspeicher 13, von dort über einen S-Rollenstand 14 zur Erzeugung des Bandzuges, von diesem durch den horizontalen Glühofen 2, in welchem es kurzeitig bei Temperaturen bis zu maximal 1200'C geglüht wird. Nach dem Glühen läuft das Stahlband 1 durch die Kühlzone 3, in der es mit Luft oder Luft und Wassersprühnebel auf Temperaturen unter 100 °C abgekühlt wird. Danach läuft das Stahlband 1 in der Transportrichtung R um die Umlenkrolle 15 und über den S-Rollenstand 16 durch die Streckbiegerichtvorrichtung 4 zur Erzeugung eines planen Bandes. Von dort läuft es durch die Stahlkorn-Strahlvorrichtung 5. Mit dieser kann warmgewalztes nichtrostendes Stahlband 1 vorentzundert werden. Die Stahlkom-Strahlvorrichtung 5 ist bei entsprechend leistungsstärkerer Auslegung der nachfolgendem Plasmaentzunderungsanlage 6 nicht erforderlich.
Das Stahlhand 1 läuft dann über einen weiteren S-Rollenstand 17, der zur Erzeugung des Bandzuges erforderlich ist, durch eine mehrstufige Vakuumschleuse 7 in die Prozesskammer 8 der Plasmaentzunderungsanlage 6 ein, in der die Plasmaentzunderung stattfindet. Oberhalb und unterhalb des Bandes 1 sind über die gesamte Bandbreite in einem vorgegebenen Abstand zum Band Elektroden 9 zur Erzeugung des Plasmas angeordnet. Die hier schematisch gezeigte Plasmaentzunderungsanlage 6 hat 2 Prozesskammern 8. Je nach Leistung der Anlage kann die Anzahl und Länge der Prozesskammern 8 unterschiedlich sein. Zwischen den Prozesskammern ist eine Kühlzone mit anstellbaren Kühlrollen 10 zur Bandkühlung angeordnet, die sich ebenfalls im Vakuum befinden. Das Stahlband wird mit den Kühlrollen 10 vorzugsweise auf eine Temperatur unter 100 °C gekühlt und läuft danach durch die zweite Prozesskammer 8, in der ebenfalls oberhalb und unterhalb des Stahlbandes 1 Elektroden zur Erzeugung des Plasmas angeordnet sind. In dieser Prozesskammer erfolgt die vollständige Entfernung des noch vorhandenen Zunders auf beiden Seiten des Stahlbandes. Danach läuft das entzunderte Stahlband durch die zweite Kühlzone mit 3 Kühlrollen 10, in der es auf eine Temperatur unter 100 °C abgekühlt wird. Von dort läuft es durch die mehrstufige Vakuumschleuse 7 und tritt danach in die Luftatmosphäre ein.
Über einen S-Rollenstand 18 und über einen Bandspeicher 19 läuft das Stahlband 1 zum Aufwickelhaspel 20, wo es zu dem fertigen Bund 21 aufgewickelt wird. Insgesamt ergibt sich mit dem beschriebenen Verfahren und der Anlage zum Glühen und Entzundern von Band aus nichtrostendem Stahl eine wirtschaftliche und ökologisch sehr vorteilhafte Technologie zur Herstellung von qualitativ hochwertigen nichtrostendem Stahlband, das die Anforderungen des Marktes erfüllt.
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