DE60207225T2

DE60207225T2 - Wasserstoffperoxid-beizen von siliciumhaltigen elektrostrahlqualitäten

Info

Publication number: DE60207225T2
Application number: DE60207225T
Authority: DE
Inventors: N. Vijay MADI; W. Jerald LEEKER; A. Clayton VANSCOY
Original assignee: AK Steel Properties Inc
Current assignee: Cleveland Cliffs Steel Properties Inc
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2022-04-10
Also published as: CN1244718C; KR20030093306A; EP1377692A1; DE60207225D1; WO2002081776A1; US6599371B2; CA2443687A1; KR100654513B1; EP1377692B1; JP4180925B2; CN1505697A; JP2004525262A; ZA200307744B; AU2002307176B2; MXPA03009218A; CA2443687C; BR0208748B1; BR0208748A; ATE309397T1; US20020179113A1

Description

Diese Anmeldung beruht auf der U.S. Provisional Patent Application Serial Number 60/282,564, Vijay N. Madi, Jerald W. Leeker, Clayton A. Van Scoy, eingereicht 9. April 2001, und beansprucht deren Priorität.
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbeizen von Elektrostahl. Spezieller betrifft diese Erfindung ein Verfahren zum Abbeizen eines Silicium-haltigen Elektrostahlbands unter Verwendung von Wasserstoffperoxid.
Hintergrund
Silicium-haltige Elektrostähle sind Spezialstähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (etwa 0,1% oder weniger), die typisch etwa 0,5% bis etwa 3,5% Silicium enthalten. Diese Stähle schließen Korn-orientierte und nicht-orientierte Stähle ein. Die Heißverarbeitung von Silicium-haltigen Elektrostählen kann die Bildung von Oxiden auf der Oberfläche des Stahlbands zur Folge haben. Diese Oxide umfassen hauptsächlich Eisen, Silicium und andere assoziierte Metalle, die vor der Kaltreduzierung und anderer anschließender Verarbeitung entfernt werden müssen. Herkömmlich sind diese Oxide durch eine anfängliche mechanische Behandlung, wie Sandstrahlen, entfernt worden, dem eine chemische Behandlung, wie Abbeizen mit Salpetersäure oder Salpetersäure in Kombination mit Salzsäure und Fluorwasserstoffsäure, gefolgt ist.
Es gibt einen Wunsch für ein Verfahren zum Abbeizen von Elektrostählen, welches die Verwendung von Salpetersäure ausschaltet.
N. Asrar et al. in Metal Finishing, Band 93 (1995), Seiten 70–72, offenbaren das Abbeizen von Silicium-Stählen in einer Mischung von Fluorwasserstoff- und Chlorwasserstoffsäure.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbeizen eines Silicium-haltigen Elektrostahlbands. Das Abbeizverfahren umfasst eine Mehrzahl von Beiztanks, die Chlorwasserstoff- und Fluorwasserstoffsäure enthalten, zusammen mit Wasserstoffperoxid-Sprühvorrichtungen, die zwischen den Beiztank-Behandlungen angeordnet sind. Die Sprühvorrichtungen sind oberhalb der Lösung angeordnet, die in den Beiztanks enthalten ist, und die Sprühlösung umfasst eine wässrige Wasserstoffperoxid-Lösung. Das Verfahren umfasst kontinuierliche mehrfache Behandlungen des Eintauchens des Stahlbands in einen Beiztank und dann das Besprühen der Ober- und Unterfläche des Stahlbands mit der Sprühlösung, wenn es aus dem Beiztank austritt und bevor es in den nächsten Beiztank eintritt. Nach Austritt aus dem letzten Beiztank wird der Streifen abgebürstet/gescheuert.
Dieses Verfahren kann auch einen einzigen Beiztank umfassen, der Chlorwasser- und Fluorwasserstoffsäure enthält, zusammen mit den Wasserstoffperoxid-Sprühvorrichtungen, die am Bandeintritt in den Beiztank angeordnet sind. Die Sprühvorrichtungen sind oberhalb der in dem Beiztank enthaltenen Lösung angeordnet, und die Sprühlösung umfasst eine wässrige Wasserstoffperoxid-Lösung oder eine angesäuerte wässrige Wasserstoffperoxid-Lösung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1: Beiztank-Anordnung, welche zeigt, wie das Elektrostahlband durch drei Beiztanks geleitet wird, die mit Wasserstoffperoxid-Sprühvorrichtungen ausgestattet sind, gefolgt von einer Scheuerbürstenmaschine.
2: Beiztank-Anordnung, die ein Elektrostahlband zeigt, das durch zwei Beiztanks geleitet wird, die mit Wasserstoffperoxid-Sprühvorrichtungen ausgestattet sind, gefolgt von einer Scheuerbürstenmaschine.
3: Beiztank-Anordnung, die ein Elektrostahlband zeigt, das durch einen Beiztank geleitet wird, der mit Wasserstoffperoxid-Sprühvorrichtungen ausgestattet ist, gefolgt von einer Scheuerbürstenmaschine.
Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbeizen eines Silicium-haltigen Elektrostahlbands, welches eine kontinuierliche Beizlinie oder Glüh- und Beizlinie verwendet, worin die Beizlösung eine Mischung von Fluorwasserstoff- und Chlorwasserstoffsäure umfasst, gefolgt von der Behandlung des Bands mit einer wässrigen Sprühlösung, die Wasserstoffperoxid umfasst. Die Elektrostähle können etwa 0,5% bis etwa 4% Silicium enthalten.
Das Beizverfahren der vorliegenden Erfindung ist zum Abbeizen eines Elektrostahlbands auf kontinuierliche Weise ausgelegt und umfasst mindestens einen Beiztank, der mit mindestens einem Satz von Sprühvorrichtungen ausgestattet ist, die so ausgelegt sind, dass sie die obere und untere Oberfläche eines Stahlbands mit einer Lösung besprühen, die Wasserstoffperoxid umfasst. Die Oberflächenbehandlungs-Sprühvorrichtungen befinden sich über der Ebene der Beizbad-Lösung. Wenn das Stahlband durch den oder die Beiztanks) getreten ist, wird es anschließend mit einer Scheuerbürstenmaschine behandelt. Mindestens ein, bevorzugt mindestens zwei und am bevorzugtesten mindestens drei Beiztanks werden verwendet (siehe die 1–3). Wenn nur ein Beiztank verwendet wird, sind die Sprühvorrichtungen so angeordnet, dass sie die Stahlbandoberfläche vor der Abbeizbehandlung in dem Beiztank behandeln (siehe 3). Wenn mehr als ein Beiztank verwendet wird, sind die Sprühvorrichtungen so angeordnet, dass sie die Stahlbandoberfläche zwischen der Abbeizbehandlung in den Beiztanks behandeln (siehe 1 und 2).
In allen Ausführungsformen umfassen die Beiztanks eine Mischung von Chlorwasserstoffsäure und Fluorwasserstoffsäure bei erhöhten Temperaturen. In einer Ausführungsform liegt die Konzentration der Chlorwasserstoffsäure im Bereich von 40 g/l bis 160 g/l. In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Konzentration der Chlorwasserstoffsäure 100 g/l bis 120 g/l. In einer Ausführungsform liegt die Konzentration der Fluorwasserstoffsäure im Bereich von 20 g/l bis 110 g/l. In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Konzentration der Fluorwasserstoffsäure 30 g/l bis 50 g/l. Die Lösungen in den Tanks werden bei einer Temperatur von 65°C bis 95°C gehalten, mit einer bevorzugten Temperatur von etwa 80°C. Die Konzentration der Wasserstoffperoxid-Sprühlösung beträgt 20 g/l bis 60 g/l. In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Konzentration an Wasserstoffperoxid 30 g/l bis 50 g/l. Die Wasserstoffperoxid-Sprühlösung wird bei Umgebungstemperaturen verwendet. In einer zusätzlichen Ausführungsform umfasst die Sprühlösung eine wässrige Mischung von Wasserstoffperoxid und Chlorwasserstoffsäure, worin die Konzentration an Wasserstoffperoxid 20 g/l bis 60 g/l beträgt und die Konzentration an Chlorwasserstoffsäure 40 g/l bis 160 g/l beträgt. In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Konzentration an Wasserstoffperoxid 30 g/l bis 50 g/l und beträgt die Konzentration an Chlorwasserstoffsäure 100 g/l bis 120 g/l.
In einer Ausführungsform umfasst das Abbeizverfahren der vorliegenden Erfindung drei Beiztanks, die Beizlösungen enthalten, welche eine Mischung von Chlorwasserstoff- und Fluorwasserstoffsäure umfassen (Tank A, Tank B und Tank C in 1). Die Wasserstoffperoxidlösungs-Sprühvorrichtungen sind zwischen den Abbeizbehandlungen der Tanks A und B und Tanks B und C angeordnet. In dieser Ausführungsform ist eine Scheuerbürstenmaschine nach Tank C angeordnet. In den Ausführungsformen, welche einen oder zwei Sätze von Sprühvorrichtungen verwenden, umfasst die Sprühvorrichtung eine wässrige Wasserstoffperoxid-Lösung.
Wenn zwei Beiztanks verwendet werden, sind die Wasserstoffperoxid-Sprühvorrichtungen zwischen den Abbeizbehandlungen angeordnet. In einer Ausführungsform sind die Sprühvorrichtungen am Ausgang von Tank A und am Eingang von Tank B angeordnet (siehe 2).
Wenn nur ein Beiztank verwendet wird (3), sind die Sprühvorrichtungen am Eingang des Beiztanks angeordnet. Die Sprühlösung kann eine wässrige Wasserstoffperoxid-Lösung oder eine wässrige Lösung von Wasserstoffperoxid und Chlorwasserstoffsäure umfassen. Das Wasserstoffperoxid liegt in einer Konzentration von 20 g/l bis 60 g/l vor, mit einer bevorzugten Konzentration von 30 g/l bis 50 g/l. Die Chlorwasserstoffsäure liegt in einer Konzentration von 40 g/l bis 160 g/l vor, mit einer bevorzugten Konzentration von 100 g/l bis 120 g/l.
Beispiel
Die folgenden heißgewalzten Elektrostähle werden in einer kontinuierlichen Glüh-Beizlinie verarbeitet. Vor dem Abbeizen wird der Stahl bei einer geeigneten Temperatur, die von der Legierung abhängt, geglüht und dann unter Verwendung einer Stahl-Sandstrahlvorrichtung mechanisch entzundert. Die Sprühvorrichtungen sind am Ausgangsende der Tanks A und B und am Eingangsende der Tanks B und C angeordnet. Die Bandoberfläche wird nach Tank C auch einem Scheuern und Spülen unterzogen. Dieses Verfahren erzeugt Qualitätsstahl mit Produktionsgeschwindigkeiten, die mit Beizsystemen vergleichbar sind, welche Salpetersäure verwenden.

Claims

Verfahren zum Abbeizen eines Elektrostahlbands auf kontinuierliche Weise, umfassend die Schritte: a. Besprühen der oberen und unteren Oberfläche des Bands mit einer Sprühlösung aus Sprühvorrichtungen, bevor das Band in eine Lösung eingetaucht wird, die in einem ersten Abbeiztank enthalten ist, wobei die Sprühlösung eine wässrige Lösung von Wasserstoffperoxid umfasst; b. Eintauchen des Bands in die Lösung, die in dem ersten Abbeiztank enthalten ist, wobei die Lösung Chlorwasserstoffsäure und Fluorwasserstoffsäure umfasst; und c. Abbürsten des Bands, um jeglichen verbleibenden Belag zu lockern.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem vor dem Besprühen mit dem ersten Satz von Sprühvorrichtungen das Band in eine Lösung eingetaucht wird, die in einem zweiten Abbeiztank enthalten ist, wobei die Lösung Chlorwasserstoffsäure und Fluorwasserstoffsäure umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, in dem vor dem Eintauchen des Bands in den zweiten Abbeiztank das Band in eine Lösung eingetaucht wird, die in einem dritten Abbeiztank enthalten ist, wobei die Lösung Chlorwasserstoffsäure und Fluorwasserstoffsäure umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, in dem beim Austritt aus der Lösung, die in dem dritten Abbeiztank enthalten ist, die obere und untere Oberfläche des Bands mit der Lösung aus den Sprühvorrichtungen besprüht wird und die Sprühlösung die wässrige Lösung von Wasserstoffperoxid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, in dem die Lösung in allen Abbeiztanks 40 g/l bis 160 g/l Chlorwasserstoffsäure und 20 g/l bis 110 g/l Fluorwasserstoffsäure enthält.
Verfahren nach Anspruch 5, in dem die wässrige Lösung in allen Abbeiztanks 100 g/l bis 120 g/l Chlorwasserstoffsäure und 30 g/l bis 50 g/l Fluorwasserstoffsäure enthält.
Verfahren nach Anspruch 4, in dem die Konzentration des in allen Sprühvorrichtungen verwendeten Wasserstoffperoxids 20 g/l bis 60 g/l beträgt.
Verfahren nach Anspruch 7, in dem die Konzentration des in allen Sprühvorrichtungen verwendeten Wasserstoffperoxids 30 g/l bis 50 g/l beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Sprühlösung weiter eine wässrige Lösung von Wasserstoffperoxid und Chlorwasserstoffsäure umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, in dem die Konzentration des Wasserstoffperoxids 20 g/l bis 60 g/l beträgt und die Konzentration der Chlorwasserstoffsäure 40 g/l bis 160 g/l beträgt.
Verfahren nach Anspruch 10, in dem die Konzentration des Wasserstoffperoxids 40 g/l bis 50 g/l beträgt und die Konzentration der Chlorwasserstoffsäure 100 g/l bis 120 g/l beträgt.
Verfahren nach Anspruch 4, in dem die Sprühlösung weiter eine wässrige Lösung von Wasserstoffperoxid und Chlorwasserstoffsäure umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, in dem die Konzentration des Wasserstoffperoxids 20 g/l bis 60 g/l beträgt und die Konzentration der Chlorwasserstoffsäure 40 g/l bis 160 g/l beträgt.
Verfahren nach Anspruch 13, in dem die Konzentration des Wasserstoffperoxids 40 g/l bis 50 g/l beträgt und die Konzentration der Chlorwasserstoffsäure 100 g/l bis 120 g/l beträgt.
Verfahren nach Anspruch 5, in dem die Lösung in den Abbeiztanks bei einer Temperatur von 65°C bis 95°C gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 15, in dem die Temperatur der Lösung in den Abbeiztanks etwa 80°C beträgt.
Verfahren zum Abbeizen eines Elektrostahlbands auf kontinuierliche Weise, umfassend die aufeinander folgenden Schritte: a. Eintauchen des Bands in eine Lösung, die in einem anfänglichen Abbeiztank enthalten ist, wobei die Lösung 40 g/l bis 160 g/l Chlorwasserstoffsäure und 20 g/l bis 110 g/l Fluorwasserstoffsäure umfasst und wobei die Lösung bei einer Temperatur von 65°C bis 95°C gehalten wird; b. Besprühen der oberen und unteren Oberfläche des Bands mit Sprühvorrichtungen nach Schritt (a) und vor dem Eintauchen des Bands in einen zusätzlichen Abbeiztank, wobei das Band mit einer wässrigen Lösung besprüht wird, die 20 g/l bis 60 g/l Wasserstoffperoxid umfasst; c. Eintauchen des Bands in eine Lösung, die in dem zusätzlichen Abbeiztank enthalten ist, wobei die Lösung 40 g/l bis 160 g/l Chlorwasserstoffsäure und 20 g/l bis etwa 110 g/l Fluorwasserstoffsäure umfasst und wobei die Lösung bei einer Temperatur von 65°C bis 95°C gehalten wird; d. Besprühen der oberen und unteren Oberfläche des Bands mit Sprühvorrichtungen nach Schritt (c) vor dem Eintauchen des Bands in einen End-Abbeiztank, wobei das Band mit einer wässrigen Lösung besprüht wird, die 20 g/l bis 60 g/l Wasserstoffperoxid umfasst; e. Eintauchen des Bands in eine Lösung, die in dem End-Abbeiztank enthalten ist, wobei die Lösung 40 g/l bis 160 g/l Chlorwasserstoffsäure und 20 g/l bis 110 g/l Fluorwasserstoffsäure umfasst und wobei die Lösung bei einer Temperatur von 65°C bis 95°C gehalten wird; und f. Abbürsten des Bands, um jeglichen verbleibenden Belag zu lockern, wodurch ein sauberes Band gebildet wird.
Verfahren zum Abbeizen eines elektrischen Stahlbands, umfassend die aufeinander folgenden Schritte: a. Besprühen der oberen und unteren Oberfläche des Bands mit Sprühvorrichtungen, bevor das Band in eine Lösung eingetaucht wird, die in einem Abbeiztank enthalten ist, wobei die Sprühlösung eine wässrige Lösung von Wasserstoffperoxid und Chlorwasserstoff umfasst und die Konzentration des in der Sprühvorrichtung verwendeten Wasserstoffperoxids 20 g/l bis 60 g/l beträgt und die Konzentration der Chlorwasserstoffsäure 40 g/l bis 160 g/l beträgt; b. Eintauchen des Bands in die Lösung, die in dem Abbeiztank enthalten ist, wobei die Lösung 40 g/l bis 160 g/l Chlorwasserstoffsäure und 20 g/l bis 110 g/l Fluorwasserstoffsäure umfasst und wobei die Temperatur der Lösung in dem Abbeiztank 65°C bis 95°C beträgt; und c. Abbürsten des Bands, um jeglichen verbleibenden Belag zu lösen, wodurch ein sauberes Band gebildet wird.