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Maschinenbau

BTU Bridle Technology: Steel Dynamics modernisiert Schubbeize mit Umlauf-Bridles

Die Schubbeize im Werk Columbus wird die weltweit erste mit drei Umlauf-Bridles.

BTU Bridle Technology: Steel Dynamics modernisiert Schubbeize mit Umlauf-Bridles

Die beiden Umlauf-Bridles bringen beim Streckrichten einen Bandzug von bis zu 1.250 kN auf.

BTU Bridle Technology hat von der SES Engineering LLC den Auftrag über Bau und Lieferung von drei Umlauf-Bridles für die Modernisierung einer Schubbeize bei der Steel Dynamics Flat Roll Group (SDI) erhalten. Die Beizlinie wird die weltweit erste sein, in der das Band ausschließlich von Umlauf-Bridles durch die Anlage gefördert wird. Sie bringen einen so hohen Bandzug auf, dass auch dicke und hochfeste Bänder die Beize gerichtet verlassen. Aufgrund des intensiven Zunderbrechens kann die modernisierte Beize mit deutlich höherer Geschwindigkeit betrieben werden als bisher.

Bei der Modernisierung der Schubbeize im Werk Columbus/Mississippi, die SES als Generalunternehmer durchführt, legt SDI großen Wert darauf, dass ein möglichst hoher Bandzug aufgebracht wird. Deshalb fiel die Wahl auf die Umlauf-Bridles der neuen Generation 3.0 von BTU, denn aufgrund ihres Konstruktionsprinzips bringen sie erheblich höhere Kräfte als S-Rollen in das Band ein. Gleichzeitig verteilen sie den Bandzug homogen über die Breite des Bandes.

Das erste Umlauf-Bridle unmittelbar hinter der Abhaspel fasst den Kopf der bis zu 13 mm dicken und bis zu 1.880 mm breiten Bänder und fördert es in die von SES gelieferte Richtmaschine. Im Verbund mit dem zweiten, hinter der Richtmaschine angeordneten Umlauf-Bridle bringt es beim Streckrichten einen Bandzug von bis zu 1.250 kN auf. Aufgrund des so erzielten Streckgrades von 0,5 bis 1,0 Prozent bricht der anhaftende Zunder intensiv auf und die Beize kann mit einer Geschwindigkeit von bis zu 150 m/min gefahren werden.

Da die Umlauf-Bridles das Band durch die Richtmaschine ziehen, benötigt diese keinen eigenen Antrieb. Dies reduziert nicht nur die Investitions- und Wartungskosten; hinzu kommt, dass die Rollen der Richtmaschine nicht durchrutschen.

Das zweite Umlauf-Bridle schiebt das gerichtete Band in die Beiztanks. Das dritte, im Auslauf angeordnete, erfasst den Bandkopf und führt es dem Aufwickelhaspel zu. Dabei baut es den Rückzug des Bandes für das exakte Aufwickeln des Coils auf.

Daniel Cullen, der Senior Sales Manager bei SES Engineering, erläutert seine Entscheidung für die Umlauf-Technologie: „Wichtig ist für uns besonders, dass wir sehr hohen Bandzug ganz gezielt einbringen können. Daneben hat uns auch die Einfachheit des Umlauf-Prinzips überzeugt: Wir bringen an jeder Stelle genau den Bandzug auf, den wir dort benötigen. Dabei brauchen wir weder S-Rollen noch angetriebene Rollen in der Richtmaschine oder ein zusätzliches Bremsgerüst. Und wir senken den Energiebedarf, denn die Bänder werden in den Umlauf-Bridles nicht gebogen.“

Michael Umlauf, der kaufmännische Leiter der BTU Bridle Technology, sieht in der linearen Bewegung des Bandes im Vergleich mit S-Rollen deutliche Vorteile: „Wenn Umlauf-Bridles verwendet werden, erfolgt das Richten mit bis zu 100 Prozent aus der Streckung des Bandes und weniger aus der Biegung.“
Es ist geplant, dass die modernisierte Schubbeize im Januar 2019 wieder in Betrieb geht.

Hintergrund: Das Umlauf-Prinzip

Umlauf-Gerüste bestehen aus zwei umlaufenden, mit einer elastischen Beschichtung versehenen Kettenwagen, die jeweils über und unter dem Band angeordnet sind. Sie fördern das Band linear – ohne Umlenkung – durch die Bandanlage. Sie sind so kompakt, dass sie an nahezu jeder beliebigen Stelle einer Bandanlage installiert werden können.

Da die Kraft flächig aufgebracht wird und es keine Relativbewegungen zwischen den Kettenwagen und der Bandoberfläche gibt, entstehen keine Oberflächenbeschädigungen – auch Bänder mit empfindlicher Oberfläche können bearbeitet werden.

Ein einzelnes Gerüst kann dazu verwendet werden, große Kräfte einzubringen, beispielsweise um das Band durch Besäum- und Spaltscheren oder Richtmaschinen zu ziehen – ein wichtiger Aspekt besonders bei der Verarbeitung dicker Bänder. Ebenso kann es den Bandzug einzelner Anlagenteile von vorangehenden Prozessen entkoppeln oder ihn gar auf Null abbauen. Auf diese Weise kann beispielsweise die Bandplanheit ohne Störeinflüsse gemessen werden, indem ein Umlauf-Gerüst den Bandzug auf „Null“ herabsetzt.

Da sich die Umlauf-Gerüste in der Bandanlage befinden, bauen sie bereits Bandzug auf, bevor der Kopf des Bandes die Aufhaspelgruppe erreicht. So wird die nutzbare Länge jedes Coils deutlich erhöht, an einigen Bandanlagen um bis zu 20 m pro Coil.

Die Gerüste können gezielt um ihre vertikale Achse gedreht werden. So reduzieren sie beispielsweise beim Richten den Säbel oder regeln beim Besäumen den Bandlauf. Beim Querteilen positionieren sie die Bandkante exakt rechtwinklig zur Schere. Das Resultat: rechtwinklig geschnittene Tafeln.

BTU wurde im Jahr 1985 von Norbert Umlauf mit dem Ziel gegründet, den Längszug in Bandanlagen gezielt aufzubringen oder ihn zu reduzieren, gleichzeitig den Bandlauf exakt zu regeln und so Effizienz und Flexibilität bei der Bandherstellung in Kaltwalzwerken, in Bandbehandlungsanlagen und in Stahl-Service-Centern zu erhöhen.

Seitdem werden Umlauf-Gerüste bei führenden Herstellern von Band aus Stahl und NE-Metallen weltweit eingesetzt. Sie bewähren sich in Beizen, Feuerverzinkungsanlagen, Glühlinien sowie in der Adjustage, zum Beispiel in Quer-und Längsteilanlagen. Mehr als 30 Anlagen sind weltweit in Betrieb, einige weitere werden zurzeit installiert.

Seit 2016 sind die beiden Söhne von Norbert Umlauf, Christian und Michael, im Unternehmen tätig, das seinen Firmensitz heute in Hagen hat.

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Allgemein

Düsen machen Beizen schneller

Beizen von Band aus unlegiertem Stahl: Neues Verfahren ermöglicht höhere Geschwindigkeiten

Düsen machen Beizen schneller

Ein Spritzmodul am Einlauf einer Beizline während der Montage, im Hintergrund sind die Tauchbecken

Auf der Metec stellt CMI UVK erstmals die neuen Spritzmodule für das Beizen von Stahlband vor. In ihnen löst die Säure den Zunder wesentlich schneller von der Bandoberfläche als beim Tauchbeizen. So ist es möglich, Band aus unlegierten Stählen bei deutlich höheren Geschwindigkeiten als bisher zu beizen oder neue Beizlinien von vornherein kürzer auszulegen. Außerdem können die Beizparameter von Coil zu Coil flexibel geändert werden. Gleichzeitig spart das Verfahren Energie, denn das Band kann bei geringeren Säuretemperaturen gebeizt werden.

Bei dem neuen, zum Patent angemeldeten Verfahren wird die Säure aus mehreren Düsen, die über die Breite des Bandes verteilt sind, von oben und unten mit hoher Geschwindigkeit auf das Band gespritzt. Auf diese Weise wird bereits beim Aufprall der Säure auf das Band ein Großteil des Zunders abgesprengt.

Im Vergleich mit Turbulenzbeizen ist beim Spritzbeizen die zum Erzielen der gleichen Oberflächenqualität erforderliche Beizzeit drastisch kürzer – beispielsweise wurde sie bei Laboruntersuchungen mit „1.1231“ von 55 auf 14 s, bei „1.8159“ von 39 auf 18 s und bei IF-Stahl von 33 auf 10 s reduziert.

Mit der gezielten Kombination von Spritzmodulen und Tauchbecken eröffnet das neue Verfahren eine Fülle von Möglichkeiten. Das Spektrum reicht von lediglich einem Spritzmodul am Einlauf der Linie bis zu mehreren hintereinandergeschalteten Kaskaden von Spritzmodulen und Tauchbecken. In allen Fällen ist die Oberflächenqualität gleich oder sogar besser als diejenige, die in konventionellen Tauchbeizen erzielt wird.

Beim Neubau von Beizlinien kann ihre Baulänge auf etwa 60 Prozent der Länge einer konventionellen Turbulenzbeize reduziert werden. Für die Investition in eine typische Beizlinie ergibt sich so ein Kostenvorteil von mehreren Hunderttausend Euro. Bei der Modernisierung bestehender Linien kann die Bandgeschwindigkeit beispielsweise von etwa 180 m/min auf bis zu 300 m/min erhöht werden.

Das Spritzbeizen bietet darüber hinaus die Möglichkeit, den Druck der frequenzgeregelten Umwälzpumpen in weiten Grenzen zu variieren. So kann eine Beizlinie innerhalb kürzester Zeit – auch von Band zu Band – auf die optimalen Bedingungen für unterschiedliche Stahlsorten eingestellt werden.

Das neue Verfahren macht es außerdem möglich, bei geringeren Temperaturen zu beizen als bisher und so Energiekosten zu senken: Wenn die Badtemperatur von beispielsweise 90 auf 70 °C gesenkt wird, ergibt sich eine Kostenreduktion von mehr als 20 Prozent.

CMI UVK auf der Metec 2015
16. bis 20. Juni 2015 in Düsseldorf:
Halle 5, Stand D04

Über CMI UVK GmbH

CMI UVK bietet das vollständige Leistungsangebot rund um das Engineering und Projektmanagement für Anlagen zum Reinigen, Entfetten und Beizen von Band, Draht, Rohr und Stückgut:
– Beizlinien für unlegierte Stähle und Edelstahl
– Durchlauf- und Schubbeizen
– Regenerationsanlagen nach dem Wirbelschicht- und dem Sprühröstverfahren
– Entfettungslinien
– Abwasserbehandlungsanlagen für Beizen
– Abluftbehandlungsanlagen

CMI UVK in Montabaur ist ein Unternehmen der belgischen CMI-Gruppe und das Kompetenzzentrum der Gruppe für die chemische Bandbehandlung.

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