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Vorrichtung zum Entfetten und Ätzen von kaltgewalztem Metallband o.
dgl. Der in den letzten Jahren erfolgte Fortschritt in der Herstellung von Stahlblech,
Weißblech u. dgl. hat auch neue, verbesserte Verfahren für das Beizen, Entfetten
und überhaupt für die Oberflächenbehandlung als Vorbereitung für Metall- oder nichtmetallische
Überzüge notwendig gemacht. Die Erfindung bezieht sich auf dieses Gebiet und hat
den Zweck, dem Fortschritt im. Walzen aller Metalle und ähnlicher Werkstoffe gerecht
zu werden.
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Früher wurden Walz-Erzeugnisse aus Stahl, Eisen usw. ebenso wie die
aus Kupfer, Messing, Aluminium, Zink u. dgl. in handbedienten Gerüsten gewalzt sowohl
im Warmals auch im Kaltverfahren, und zwar in Tafeln, sogenannten Blechlängen.
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Das Auswalzen von Bändern war nur für schmale Streifen bis zu 5oo
mm Breite in Anwendung. Durch die Fortentwicklung der Reversierwalzwerke oder kontinuierlichen
Walzwerke (mehrere Gerüste hintereinander) für Warm- und Kaltwalzen können jetzt
mit g CY utem Erfolg Metallbänder bis zu r6oo mm Breite ausgewalzt werden. Die in
Wirklichkeit mögliche obere Grenze ist damit noch nicht erreicht.
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Heute wird im allgemeinen der Rohblock oder die Bramme auf dem kontinuierlichen
oder Reversierwalzwerk warm ausgewalzt bis herab auf 5 mm und darunter. Dieser warmgewalzte.
Werkstoff wird aber zum Kaltwalzen nicht in Tafeln geteilt, sondern aufgehaspelt
zu einem Ring oder Rolle von etwa rooo kg Gewicht auf je 30o mm Breite. Die so aufgehaspelte
schwere Werkstoffrolle besitzt eine sehr hohe Eigenwärme, vermöge deren der Werkstoff
so ausgeglüht wird, daß er sich nach dem Abkühlen und Beizen ohne Zwischenglühung
bis auf die gewünschte Endstärke kalt auswalzen läßt. Dieses Verfahren wird außer
bei Metallblechen auch bei gewöhnlichen Stählen von niedrigem Kohlenstoffgehalt
angewandt. Manche hochgekohlten und/oder legierten Stähle, wie z. B. die rostfreien
Stähle, erfordern jedoch einen anderen Arbeitsvorgang.
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Der so in Rollen selbst- oder ausgeglühte.-Werkstoff wird nach dem
Beizen auf die geforderte Stärke kalt ausgewalzt entweder in kontinuierlichen Walzenstraßen
(mehrere Gerüste hintereinander) oder in Reversierwalzwerken etwa bis herunter auf
0,20 mm und weniger. Bei diesem Kaltwalzvorgang, der bei hoher Geschwindigkeit und
hohem Walzendruck - stattfindet, ist es vorteilhaft, als Schmiermittel entweder
01 oder eine Mischung von wasserlöslichem Öl und Wasser anzuwenden.
Bevor
das so ,ausgewalzte Band für das Glühen oder den Überzug mit Zinn, Lack oder sonst
einem metallischen oder nichtmetallischen Schutzstoff zubereitet wird, müssen erst
alle Spuren von Fett auch aus den feinsten Poren entfernt werden. Die Erfahrung
hat gelehrt, daß dies rnit geringstem Zeit- und Kostenaufwand nur geschehen kann
im elektrolytischen Verfahren, das Gegenstand der Erfindung ist.
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Soll das Walz-Erzeu"nis mit Zinn oder ähnlichem Schutzstoff oder auch
mit einerdünnen Schicht Lack überzogen werden, dann ist außer der Entfettung und
dem üblichen nachfolgenden Spülen und Trocknen keine weitere vorbereitende Behandlung
erforderlich. Soll es aber einen anderen Überzug erhalten, etwa von Email o. dgl.
oder von gewissen Metallarten oder nichtmetallischen Stoffen, die eine feste Verklammerung
mit dem zu überziehenden Kern erfordern, so ist es üblich, ihm eine samtartige,
matte Oberfläche zu geben. Nach der Erfahrung des Erfinders wird dies am besten
erreicht durch elektrolytische Ätzbeizung im Anschluß an das Entfettungsverfahren.
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Dies sind die Gründe, die es notwendig machten, die bisherigen Verfahren
zum Entfetten und Ätzen wesentlich zu ändern, um sie den Fortschritten neuzeitlicher
Walzverfahren anzupassen und gleichzeitig die Erfordernisse der Leistung in der
Zeiteinheit, der Wirtschaftlichk eit und :der Betriebssicherheit zu erfüllen.
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Dies geschieht dadurch, daß dem als Elektrode geschalteten und waagerecht
durch das Bad geführten Band der elektrische Strom in an sich schon bekannter Weise
an mehreren über seine jeweils in Behandlung befindliche Länge verteilten Stellen
durch Rollen zugeführt wird und daß die Gegenhaltung des Bandes gegen diese Rollen
nicht wie bisher durch seine ganze Breite überdeckende Einzeldruckrollen geschieht,
sondern an jeder Stelle durch eine Reihe schmaler Gewichtsringe, die mit viel Spiel
auf mit den Stromzuführungsrollen elektrisch verbundenen Haltebolzen laufen und
im Unterschied zu der bisherigen Art der Gegenhaltung eine weiche, gedämpfte und
daher schwingungsfreie Führung des Bandes gewährleisten und darum größere Durcblaufsgeschwindigkeit,
also höhere Leistung und größere Wirtschaftlichkeit zulassen.
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Weiter ist durch die neue Gegenhaltung auch eine viel größere Sicherheit
gegen Unregelmäßigkeiten in der Stromzuführung und -verteilung über das Band gegeben,
und die erhöhte Durchlaufgeschwindigkeit ermöglicht eine wesentlich erhöhte Spülwirkung.
Die Gefahr unvollkommener Entfettung bzw. Ätzung wird auch für längere Betriebsdauer
dadurch ausgeschaltet, daß die einen sehr großen Teil des Bandweges im Bad bedeckenden,
in der Durchlaufrichtung sehr breiten Gegenelektroden sämtlich gleichsinnig auf
das Band einwirken; und dadurch, daß die über die ganze Badbreite laufenden Gitterelektrodenstäbe,
deren Querschnitt nach dem Band zu verjüngt ist, Polarisationserscheinungen verhüten,
also einen praktisch dauernd gleichmäßigen Stromdurchgang gewährleisten.
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Um zu verhüten, daß bei Schlaffwerden des Bandes dieses mit den Barunterliegenden
Elektrodenstäben in Berührung kommt, werden in an sich bekannter Weise unterhalb
des Bandes drehbare Fangrollen angeordnet; und zwar so, daß sie bei normaler Spannung
des Bandes dieses nicht berühren.
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Zum Fernhalten des beim Entfettungsvorgang sich bildenden Schlammes
oder Schaumes werden- Ein- und Austrittsende der Badbehälter in ebenfalls an sich
bekannter Weise durch unter den Badspiegel ragende Einsatzwände abgeschleust.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für sich
und im Zusainmenhang der üblichen Gesaintreinigungs-und Trockenanlage dargestellt.
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Abb. z ist eine Seitenansicht einer vollständigen Reinigüngs- und
Trockenanlage, Abb. z eine Draufsicht der elektrolytischen Badeinrichtung nach der
Erfindung, Abb. 3 ein Teillängsschnitt nach LinielI I-I I I in Abb. z.
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Abb.d. ist ein Querschnitt-nachLinieIV-IV in Abb. 3.
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Abb. 5 ist ein (Querschnitt nach Linie V-V in Abb. 3.
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In der Gesamtanlage nach Abb. r, deren Anordnung an sich bekannt ist;
geht das zu behandelnde Metallband 7 von dein Haspel H, wie es aus dem Kaltwalzwerk
kommt; durch eine Heftmaschine S, wo mehrere Einzelbänder zu einem längeren Band
verbunden werden können, und zum Entfernen des groben Fett- und Schmutzansatzes
durch einen mit Bürsten und am Auslaufende mit einem Satz. Wasserabquetschrollen
1a versehenen Kraft-Strahl-Wäscher 6 bekannter Art. Mittels einer Heizvorrichtung
g wird die Waschflüssigkeit, die durch Düsen r i auf das Band gespritzt wird, auf
einem gewünschten Wärmegrad erhalten: Von hier geht das Band durch eine elektrolytische
Reinigungsvorrichtung i q. nach der Erfindung. Dabei wird. der Rest des verbliebenen
Fettes entfernt, insbesondere das; welches sich in die mikroskopisch kleinen Poren
der Bandoberfläche eingesogen hat und durch Bürsten nicht entfernt werden kann,
aber doch genügen würde, um die
einwandfreie Anbringgung eines Überzuges
unmöglich zu machen. Auch beim Verlassen dieser elektrolytischen Vorrichtung 14
läuft das Band durch einen Satz Abquetschrollen 12, damit es möglichst wenig Badfliissigkeit
mitnimmt. Um auch den Rest derselben zu entfernen, geht es dann noch in an sich
bekannter Weise durch eine Spülvorrichtung 15 mit Spülbürsten 13 hindurch,
bevor es durch eine zweite, der ersten ähnliche elektrolytische Vorrichtung 14 nach
der- Erfindung geführt wird, wo seine Oberfläche eine Ät7ung erfährt, um das Anhaften
eines Überzuges zu erleichtern und auch ein Aneinanderkleben der hoch aufeinandergestapellen
Bleche in der Hitze der nachfolgenden Glühung zu vermeiden. Auch am Auslaufende
dieser Vorrichtung ist ein Satz Abquetschrollen 12 und eine Spülvorrichtung 15 mit
Spülbürsten 13 angeordnet und dahinter ein Warmwasserspülbottich
17 mit Abquetschrollen 12 und eine geeignete Putzvorrichtung 18, aus
der dasBand 7 in vollkommen trockenem Zustand herauskommt, um auf den Haspel 2 i
aufgewickelt zu werden, der zugleich als Zugvorrichtung dienen kann, um es durch
die ganze Vorrichtung durchzuziehen.
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Die zum Gegenstand der Erfindung gehörende Bauart der elektrolytischen
Vorrichtung 14 ist in den Abb. 2 bis 5 dargestellt. Sie besteht aus einem Bottich
22 bekannter Art, der jede gewünschte Länge erhalten kann, die notwendig ist, um
eine ausreichende Zeitdauer der Einwirkung auf das Band bei einer vorher bestimmten
Durchlaufgeschwindigkeit sicherzustellen. Der Bottich für die Reinigung wird finit
einem für diesen Zweck geeigneten Elektrolyten gefüllt, vorzugsweise etwa mit einer
Lösung von Pottasche, kaustischer Soda und etwas Trinatriumphosphat in reichlich
Wasser. " Die zweite elektrolytische Vorrichtung r4,, die für das Ätzen benutzt
wird, wird am besten mit einer 6prozentigen Lösung von Schwefelsäure und Wasser
gefüllt.
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Zum Zweck der an sich als vorteilhaft bekannten Aufrechterhaltung
des Elektrolyten auf einer gewünschten Temperatur ist in an sich ebenfalls bekannter
Weise eine Heizschlange 23 am Boden des Bottichs vorgesehen und an seiner Einlaufseite
eine an Stützen 25 gelagerte Bandführungsrolle 24.. Die Stützen 25 sind mit Bolzen
26 auf den waagerechten Flanschen der Verstärkungswinkeleisen 27 am oberen Rand
des Bottichs befestigt und gegen diesen durch ;geeignetle Unterlagen 28 isoliert.
Die Rolle 24 und eine entsprechende Gegenrolle 24 am Auslaufende des Bottichs sind
so angeordnet, daß sie zusammen mit einer Mehrzahl von nach der Erfindung auf die
Länge der Durchgangsstrecke verteilten Stützrollen 54. das Band 7 wäagerecht zwischen
dem oberen und unteren Gitterelektrodensatz 3 1 und d.o hindurchführen.
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Die Gitterelektroden sind elektrisch mit den Seitenwänden des Bottichs
verbunden durch ihre Tragwinkeleisen 33 bzw. 34.. Die obere Gitteranode 3 i besteht
nach der Erfindung am besten aus einer Mehrzahl von gleichlaufenden Querstäben 32,
die auf einer Seite flach und auf der nach dem Band 7 zu liegenden Seite nach außen
gewölbt oder trapezförmig verjüngt sind. Dieselben sind an einem Ende starr miteinander
verbunden durch eine Lasche 35 und mit dem Bottich gelenkig durch Scharniere 36.
Am anderen Ende sind sie durch ein Winkeleisen 35' verbunden, das durch Winkel
37 und Bolzen o. dgl. lösbar an der Bottichwand festgelegt ist. Die untere
als Ganzes mit q.o bezeichnete Gitteranode besteht aus einer Mehrzahl von gleichlaufenden
Querstäben .1r, die auf beiderseits an der Bottichwand befestigten Winkeleisen 34.
ruhen. Ihre Form ist ähnlich derjenigen der Stäbe der oberen -Anode, ihre Lage jedoch
umgekehrt, so daß ihre verjüngte Seite ebenfalls dem Band 7 zugekehrt ist. Diese
Stäbe 41 werden starr in ihrer Lage gehalten durch in der Längsrichtung angeordnete
Winkeleisen .1.-2; die durch Schrauben 4.3 mit den Trageisen 34. verbunden sind.
Um zu vermeiden, daß das Band die Anodenstäbe 41 berührt, falls es aus irgendeinem
Grunde schlaff werden sollte, ist zwischen den Winkeleisen 4.2 gleichlaufend zu
den Gitterstäben eine Mehrzahl von Rollen 45 gelagert, die einen geeigneten Isolierbelag
d:6 besitzen.
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Die oben beschriebene erfindungsgemäße Anodenbauart vermeidet die
Polarisation der Anoden. Sie sieht Platz zwischen den Stäben vor für den Durchgang
des vom Band abgeschiedenen Fettes und Schmutzes und von Staubteilchen oder anderen
Fremdstoffen, die auf irgendeine Weise in den Bottich gelangen sollten. Die Zuführung
des elektrischen Stromes zu den Anoden 31 und 40 geschieht durch längs der
einen Bottichwand angeordnete Sammelschienen d:8 über diese metallische Wand, an
deren oberen Verstärkungswinkel 27 die Sammelschienen mittels Bolzen 49 befestigt
sind.
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Das behandelte Metallband 7 bildet beim Reinigen in an sich bekannter
Weise die Kathode für den elektrolytischen Vorgang. Zu seiner elektrischen Verbindung
mit einer Energiequelle ist, beiderseits an den Bottichlän,gswänden verteilt, eine
Mehrzahl von Haltern 51 vorgesehen, zwischen denen quer durch den Bottich runde
Bol7.en 52 angebracht sind. Auf jeden Bolzen 52 ist eine Mehrzahl von Ringen 53
aus stromleitendem Werkstoff
lose mit viel Spiel aufgesetzt. Etwas
versetzt unter den Bolzen 52 sind die Führungsröllen 54. für das Band zwischen denselben
Haltern 5i gelagert. Dabei drücken die losen Rollen 53 des zugeordneten Bolzens
52 vermöge ihres Gewichts auf das Band und dieses auf die Rolle 54., die mit den
Haltern 51 elektrisch verbunden ist durch ihre aus leitendem Werkstoff hergestellten;
zwischen Klemmspitzen 56 laufenden Zapfen 55. Die Ringe 53 sind beim Abrollen auf
dem Metallband 7 in gleitender Berührung mit den Bolzen 52, und diese sind mit den
Sammelschienen 57 und 58 durch Streifenleiter 59 und 6o elektrisch verbunden, die
längs der senkrechten Arme des Halters 51 herabgehen und mittels Schrauben
62 an den Enden der Bolzen 52 befestigt sind. Die Sammelschienen 57 und 58 sind
ebenfalls elektrisch miteinander verbunden durch Streifenleiter 64, die unter dem
Bottich hergehen, wie in Abb.3 und 4: gezeigt. Die Sammelschienen 4,8 und
57 sind mit einer geeigneten Stromquelle verbunden, vorzugsweise einer solchen für
niedrige Spannung und hohe Stromstärke. -Bei dem für das Ätzen benutzten zweiten,
in gleicher Weise eingerichteten elektrolytischen Bottich müssen diejenigen Teile,
die dauernd der Ätzlösung ausgesetzt sind, natürlich aus einem Werkstoff gebaut
sein, der von letzterer nicht leicht angegriffen wird, z. B. können die Metallteile
aus einer Chrom-Nickel-Legierung oder aus einem ähnlichen für denselben Zweck geeigneten
Werkstöff bestehen. Ferner wird hier das Metallband als Anode benutzt, so daß das
Band während des Arbeitsganges Metallteilchen abgibt: Im Entfettungs- und im Ätzbottich
isst vorzugsweise je eine Mehrzahl von Gitterelektrodensätzen 3 i, q.0 und Strornzuführungswalzen
für das Band, wie in Abb. 3 dargestellt, über die in Behandlung stehende Bandlänge
verteilt, angeordnet.
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Um zu vermeiden, daß das zu reinigende Band beim Einlauf in den Elektrolytbottich
und beim Auslauf aus demselben Schaum, Fett u. dgl. mitreißen kann und dadurch das
Verfahren gestört wird, werden beiderseits des Wirkungsbereichs der Gitterelektroden
Querscheidewände 70 in den Bottich eingebaut, die von dessen oberem Rand etwa bis
nahe über das zu bearbeitende Band reichen, so daß .die abgeschiedenen Stoffe; Schaum
u. dgl. nicht an die Ein- und Austrittsstelle des Bandes gelangen können. Zur Abführung
des Schaumes aus dem abgeschlossenen Mittelteil dienen an sich bekannte Vorrichtungen.