CH698238B1 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Oberflächenreinigung einer drehbeweglichen Giessrolle einer Bandgiessmaschine. - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung dient zur kontinuierlichen Oberflächenreinigung einer drehbeweglichen Giessrolle (2, 3) einer Bandgiessmaschine. Am Umfang der Giessrolle (2, 3) ist eine Laserstrahleinheit oder es sind mehrere nebeneinander angeordnete, über die Giessrollenlänge verteilte Laserstrahleinheiten (25) angeordnet, mittels denen die Giessrollenoberfläche (2a, 3a) über die gesamte Giessrollenlänge mit einem oder mehreren Laserstrahlen beaufschlagbar ist. Mit Vorteil sind den Laserstrahleinheiten (25) zusätzliche Reinigungseinheiten (30, 31, 35, 45) zur mechanischen Reinigung der Giessrollenoberfläche vor- und/oder nachgeschaltet. Dies ermöglicht eine lückenlose und regelmässige Oberflächenreinigung der Giessrolle.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Oberflächenreinigung einer drehbeweglichen Giessrolle einer Bandgiessmaschine. Bei Giessanlagen, die eine oder zwei Giessrollen beinhalten, wird bekanntlich flüssiger Stahl in Kontakt mit der gekühlten Giessrollenoberfläche gebracht, um sich auf dieser zu verfestigen. Bevor die sich drehende Giessrolle wieder mit dem flüssigen Stahl in Kontakt kommt, muss sie kontinuierlich gereinigt werden, um eine Ansammlung von Metalloxyden, Schlacke oder anderen Verunreinigungen auf der Giessrollenoberfläche zu verhindern. Zur Oberflächenreinigung werden mechanische Reinigungsgeräte wie Kratzer, Bürsten oder Reinigungsbänder verwendet, wobei es schwierig ist, eine gleichmässige Reinigung über die Gesamtlänge der Giessrolle zu gewährleisten. Die ungleichmässige Reinigung wirkt sich negativ auf die Qualität des vergossenen Produktes aus. Um die Reinigung zu verbessern, ist es bekannt, mehrere Reinigungsgeräte nebeneinander über die Giessrollenlänge zu verteilen, wobei jedoch die Gefahr besteht, dass sich Fugestellen bilden, die die Oberflächenreinigung beeinträchtigen. Bei den Reinigungsgeräten handelt es sich um Gegenstände, welche Kratzspuren oder Abtragungen auf der Giessrollenoberfläche verursachen können. Diese neigen dazu, Oberflächendefekte auf dem vergossenen Band zu bilden. Im Eingiessbereich können durch die den Flüssigstahl entweichenden Gase und Spritzer beim Angiessen die Giessrollenoberflächen kontaminieren.

[0002] Aus der US-5 651 413 ist es bekannt, die Giessrollenoberfläche mittels einer Partikel- bzw. Sandstrahlvorrichtung zu reinigen. Dazu werden eine oder mehrere, über die Giessrollenlänge verteilte Strahldüsen verwendet. Die Partikelanzahl sowie die Strahlgeschwindigkeit nehmen im Strahlkegel gegen aussen hin ab, so dass die Reinigung unregelmässig ist. Bei der Anordnung von mehreren Strahldüsen entstehen Berührungs- oder Überlappungsbereiche, die ebenfalls zu einer unregelmässigen Reinigung führen können. Die Partikel- bzw. Sandstrahlvorrichtung, die neben der Düse oder den Düsen einen Auffangbehälter für die Sandpartikel, eine Rückführung derselben, einen Sammelbehälter, eine Einspeisung sowie einen druckbeaufschlagten, die Sandpartikel wieder zu der Düse zuführenden Verteiler umfasst, braucht Platz. Zudem entsteht zusätzlicher Staub durch das Zerbrechen der Partikel.

[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine regelmässige Oberflächenreinigung über die gesamte Giessrollenlänge ermöglicht, und bei der die Gefahr von Beschädigung oder vom Abtragen der Giessrollenoberfläche weitgehend eliminiert wird.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

[0005] Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0006] Die erfindungsgemässe Vorrichtung, bei der am Umfang der Giessrolle eine Laserstrahleinheit oder mehrere nebeneinander angeordnete, über die Giessrollenlänge verteilte Laserstrahleinheiten angeordnet sind, mittels denen die Giessrollenoberfläche über die gesamte Giessrollenlänge mit einem oder mehreren Laserstrahlen beaufschlagbar ist, ermöglicht eine lückenlose und regelmässige Oberflächenreinigung der Giessrolle, da die Laserstrahlen sehr klare Grenzen aufweisen und derart aufeinander abgestimmt werden können, dass keine Füge- oder Überlappungsstellen entstehen. Auf der Giessrollenoberfläche entstehen keine Kratzspuren oder Abtragungen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen rein schematisch: <tb>Fig. 1<sep>einen Teil einer Bandgiessmaschine 1 mit zwei Giessrollen, mit je einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Oberflächenreinigung der Giessrollen; <tb>Fig. 2<sep>den Bandgiessmaschinenteil nach Fig. 1in perspektivischer Darstellung.

[0007] In Fig. 1 und 2 wird ein Teil einer Bandgiessmaschine 1 mit zwei um horizontale Achsen drehbaren Giessrollen 2, 3 gezeigt, deren Drehrichtungen mit D2 D3bezeichnet sind und von denen mindestens eine Giessrolle zur Veränderung des Giessspaltes beweglich einstellbar ist. Zur Erzeugung eines Metallbandes 4 wird zwischen die beiden Giessrollen 2, 3 und zwei im Stirnseitenbereich der Giessrollen 2, 3 angeordnete Seitenabdichtungen 5 (vgl. Fig. 2, die eine der beiden Seitenabdichtungen 5 zeigt) über eine Eingiessvorrichtung 6 aus einem Behälter 7 das flüssige Metall eingegossen und bildet ein Schmelzbad 8. Das erzeugte Metallband 4 wird durch einen Durchgangsspalt 9 zwischen den beiden, gekühlten Giessrollen 2, 3 in Pfeilrichtung A nach Fig. 1 weggeführt.

[0008] Oberhalb des Schmelzbades 8 ist eine Kammer 10 für ein Schutzgas, z.B. Argon, gebildet. Der diese Kammer 10 umschliessende, obere Gehäuseteil 11 ist mit je einem mit der jeweiligen Giessrolle 2, 3 und den jeweiligen Seitenabdichtungen 5 zusammenwirkenden Dichtsystem 12, 13 ausgestattet, mittels welchem die Kammer 10 vom übrigen Gehäuseinnern der Bandgiessmaschine 1 getrennt ist.

[0009] Wie insbesondere aus Fig. 1ersichtlich, ist den beiden Giessrollen 2, 3 je eine erfindungsgemässe Vorrichtung 20 zur Oberflächenreinigung zugeordnet, mittels welcher die die Verfestigung des flüssigen Metalls bewirkende, gekühlte und sich drehende Giessrollenoberfläche 2a bzw. 3a von Metalloxyden, Schlacke oder anderen Verunreinigungen kontinuierlich befreit wird, bevor sie wieder mit dem flüssigen Metall in Kontakt kommt.

[0010] Erfindungsgemäss wird die Oberflächenreinigung mittels einer am Umfang der Giessrolle 2, 3 angeordneten Lasereinheit 25 (mit einem oder mehreren die Giessrolle 2, 3 über ihre Gesamtlänge beaufschlagenden Laserstrahl) oder mittels mehreren Laserstrahleinheiten 25 durchgeführt. Bei der letztgenannten Variante mit mehreren Laserstrahleinheiten 25 werden diese – wie Fig. 2 zeigt – nebeneinander in einer oder mehreren Reihen angeordnet und über die Gesamtlänge der Giessrolle 2, 3 verteilt. Dabei wird dafür gesorgt, dass die Laserstrahlen vollständig und gleichmässig die Giessrollenoberfläche 2a, 3a über die Gesamtlänge beaufschlagen. Die Laserstrahleinheiten 25 können ortsfest in einem Abstand zum Umfang der Giessrolle oder in Achsrichtung der Giessrollen 2, 3 beweglich angeordnet sein.

[0011] Die Laserstrahlen können derart aufeinander abgestimmt werden, dass keine Füge- bzw. Überlappungsstellen entstehen. Sie wirken extrem schnell und erzeugen extrem hohe Lokaltemperaturen, so dass die Verunreinigungen verdampfen oder wegsprengen. Auf der Giessrollenoberfläche 2a, 3a entstehen keine Kratzspuren oder Abtragungen, weil die extrem kurze und lokal begrenzte Einwirkung der Strahlung sehr schonend wirkt. Da die Rollenoberflächen 2a, 3 a den Laserstrahl im Gegensatz zur Deckschicht nicht aufnimmt, sondern reflektiert, stoppt der Reinigungsprozess.

[0012] Somit werden die Verhältnisse zwischen den Giessrollenoberflächen 2a, 3 a und der Metallschmelze während der gesamten Giessperiode durch die Reinigungsgeräte nicht beeinträchtigt und somit die Qualität des vergossenen Bandes nicht beeinflusst. Die Standzeiten der Giessrollenoberflächen bzw. der Giessrollen-Mäntel werden verlängert.

[0013] Für die durch die Laserstrahleinheit bzw. die Laserstrahleinheiten 25 abgetrennten Verunreinigungen ist eine Absaug- und Filtervorrichtung 26 vorgesehen. Um die Giessrollenoberflächen vor Verunreinigung durch die dem Flüssigstahl entweichenden Gase bzw. Rauch zu schützen, werden diese zusammen mit eingebrachtem Inertgas aus der Kammer 10 abgeführt. Um Spritzer von der Giessrolle insbesondere beim Angiessen fernzuhalten, ist ein Spritzschutz 44 vorgesehen.

[0014] Die Laserstrahlreinigung bzw. die Beseitigung von Oxiden kann unter Umständen selbsttätig abgebrochen werden: wenn sich keine Oxide mehr auf der Giessrollenoberfläche befinden, wird der Laserstrahl reflektiert und somit die Einwirkung auf die Giessrollenoberfläche eingestellt, so dass diese keine Schädigung erleidet.

[0015] Die erfindungsgemässe Vorrichtung 20 zur Oberflächenreinigung der Giessrolle 2, 3 kann neben der Laserstrahleinheit bzw. den Laserstrahleinheiten 25 mindestens eine weitere zusätzliche Reinigungseinheit zur mechanischen Reinigung der Giessrollenoberfläche 2a, 3a aufweisen, die der Laserstrahleinheit bzw. den Laserstrahleinheiten 25 in Drehrichtung D2, D3 der Giessrolle vor- und/oder nachgeschaltet werden kann.

[0016] So wird mit Vorteil der Laserstrahleinheit bzw. den Laserstrahleinheiten 25 Abstreifer 30, 30’ zum Abstreifen von grösseren Verunreinigungen in Drehrichtung D2. D3der Giessrolle 2, 3 vorgeschaltet, die sich über die Gesamtlänge der jeweiligen Giessrolle 2, 3 und über den die Mantelfläche anschliessenden Bereich der Stirnseite erstrecken. Diesen schliessen auf der dem Band 4 abgekehrten Seite eine erste berührungslos zur Rollenoberfläche 2a angeordnete Bürste 35 sowie weitere Bürsten 35’, welche stirnseitig angeordnet sind, und ein diese umgebende Absaughaube 34, 36 an, durch welche die von den Bürsten 35, 35 ́ gelösten Schmutzpartikel abgesaugt werden. Zusätzlich kann auch eine Sandstrahl-Vorrichtung 31 mit einer Sandabsaugung und Sandwiederaufbereitung 32 (oder eine Reihe solcher Vorrichtungen 31, vgl. Fig. 2) der Laserstrahleinheit bzw. den Laserstrahleinheiten 25 vorgeschaltet werden. Es könnten auch noch zusätzliche, aus der Zeichnung nicht ersichtliche Bürsten oder Reinigungsbänder vor der Laserstrahleinheit bzw. den Laserstrahleinheiten 25 eingesetzt werden.

[0017] Der Laserstrahleinheit bzw. den Laserstrahleinheiten 25 wird mit Vorteil eine sich über die Gesamtlänge der Giessrolle 2, 3 erstreckende Reinigungsbürste 45 in Drehrichtung D2, D3 der Giessrolle 2, 3 nachgeschaltet, mit der die allfälligen Rückstände vollständig entfernt werden können. Die Reinigungsbürste 45 ist gemäss Fig. 1 vorzugsweise in einer Einhausung 47 untergebracht, aus welcher die Restpartikel mittels einer Absaugvorrichtung 46 entfernt werden. Eine solche Reinigungsbürste 45 kann allerdings wesentlich weicher sein als herkömmliche Reinigungsbürsten, und wird auch mit weniger Anpresskraft verwendet. Derartige Reinigungsbürsten weisen somit auch längere Standzeiten auf und verursachen keine Beschädigungen der Giessrollenoberflächen 2a, 3a.

[0018] Es wäre auch eine gemeinsame Einhausung von Bürsten oder Reinigungsbändern und den Lasereinheiten möglich, wodurch die Abführung und Filterung der abgelösten Verunreinigungen vereinfacht wäre. Zudem könnte die gesamte Reinigungsvorrichtung 20 als Einheit beispielsweise beim Giessrollenwechsel in einfacher Weise z.B. abgekippt werden.

[0019] Der Zustand der gereinigten Giessrollenoberfläche 2a, 3a, die Position, die Temperatur sowie das Profil der Giessrolle werden überwacht, wozu eine Messvorrichtung 40 vorhanden ist, die vorzugsweise eine Anzahl von nebeneinander oder versetzt angeordneten, über die Giessrollenlänge verteilten Sensoren umfasst (vgl. insbesondere Fig. 2).

[0020] Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Oberflächenreinigung/Erneuerung von Giessrollen kann während des Giessbetriebs bzw. während der gesamten Giessperiode, in den Wartungspositionen oder in einer externen Werkstatt eingesetzt werden. Sie ist kompakt und wartungsarm.

[0021] Die Partikelstrahler und/oder Laserstrahleinheit bzw. die Laserstrahleinheiten 25, die Endreinigung mit Absaugung, eine Inertgasversorgung sowie ein Spritzschutz bilden ein Gesamtsystem, welches eine optimale Reinigung der Rollenoberflächen gewährleistet.

[0022] Die mindestens eine Laserstrahleinheit 25 ist auch zur Erneuerung der Giessrollenoberfläche während oder ausserhalb des Betriebes einsetzbar, zum Beispiel für die Erzeugung von Grübchen (Dimples).

[0023] Die Reinigungsgeräte können zur Reinigung der Inline-Walzwerksrollen einzeln oder als System insbesondere bei langen Sequenzen eingesetzt werden.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Oberflächenreinigung einer drehbeweglichen Giessrolle (2, 3) einer Bandgiessmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang der Giessrolle (2, 3) eine Laserstrahleinheit oder mehrere nebeneinander angeordnete, über die Giessrollenlänge verteilte Laserstrahleinheiten (25) angeordnet sind, mittels denen die Giessrollen-Oberfläche (2a, 3a) für die Oberflächenreinigung über die gesamte Giessrollenlänge mit einem oder mehreren Laserstrahlen beaufschlagbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahleinheit bzw. die Laserstrahleinheiten (25) ortsfest in einem Abstand zum Umfang der Giessrolle oder in Längsrichtung der Giessrolle (2, 3) beweglich angeordnet ist/sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Reinigungseinheiten (30, 31, 35, 45) zur mechanischen Reinigung der Giessrollenoberfläche am Umfang der Giessrolle (2, 3) angeordnet und der Laserstrahleinheit bzw. den Laserstrahleinheiten (25) in Drehrichtung (D2, D3) der Giessrolle vor- und/oder nachgeschaltet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahleinheit bzw. die Laserstrahleinheiten (25) sowie die zusätzlichen Reinigungseinheiten (30, 31, 35, 45) mit Absaug- und Filtervorrichtungen (26, 32, 36, 46) versehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahleinheit bzw. den Laserstrahleinheiten (25) und den zusätzlichen Reinigungseinheiten (30, 31, 35, 45) eine gemeinsame Einhausung zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahleinheit bzw. den Laserstrahleinheiten (25) Abstreifer (30, 30 ́) und/oder Bürsten (35, 35 ́) als zusätzliche Reinigungseinheiten zum Entfernen von Verunreinigungen in Drehrichtung (D2. D3) der Giessrolle (2, 3) auf der Stirn- und Mantelfläche vorgeschaltet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahleinheit bzw. den Laserstrahleinheiten (25) eine Partikelstrahlvorrichtung (31) als zusätzliche Reinigungseinheit in Drehrichtung (D2, D3) der Giessrolle (2, 3) vor- oder nachgeschaltet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahleinheit bzw. den Laserstrahleinheiten (25) mindestens eine Reinigungsbürste (45) als zusätzliche Reinigungseinheit mit Absaugung zur Entfernung allfälliger Rückstände in Drehrichtung (D2, D3) der Giessrolle (2, 3) nachgeschaltet ist bzw. sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifer, die berührungslosen Bürsten (35, 35 ́), Partikelstrahler und/oder die Laserstrahleinheit bzw. die Laserstrahleinheiten (25), die Endreinigung mit Absaugung, eine Inertgasversorgung, ein Spritzschutz sowie ein Gas- bzw. Rauchabzug, der die Gase bzw. den Rauch aus der Kammer (10) abführt, eine Einheit bilden.