CN117677448A - 用于加工由非铁金属制成的连续的带材材料的至少一个表面的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于加工由非铁金属制成的、尤其是具有铝或铝合金或由铝或铝合金构成的连续的带材材料(B)的至少一个表面的设备(10)和方法。根据本发明，使用旋转的圆形刷子(12)，其以其辊身长度能够与带材材料(B)的表面接触。该圆形刷子(12)具有200mm至1000mm的直径，并且可以通过相关联的马达式驱动器(14)以100至3600 1/min的转速旋转。

Description

用于加工由非铁金属制成的连续的带材材料的至少一个表面 的设备和方法

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于加工由非铁金属制成的连续的带材材料的至少一个表面的设备以及根据权利要求16的前序部分所述的相应方法。

背景技术

在带材连铸设施(例如，具有辊式连铸机、铸锭机或带材连铸机的热轧设施)的运行中，由非铁(NE)金属、尤其是铝或铝合金制成的所铸造的带材通常直接从铸造热状态(Gieβhitze)进行热轧制。对于带材材料的表面不进一步处理或清洁的情况，则可能在直至50μm的层厚中出现表面的不洁物，该不洁物是由铸造工艺引入的。如果不采取单独的清洁措施，则这些不洁物在随后的轧制道次中会被轧入材料中，并且在后续的工艺阶段中无法再被有效地去除。该靠近表面的不洁物对随后的工艺阶段和表面质量特征具有不利影响。

根据现有技术已知的是，对由非铁金属制成且尤其是由铝或铝合金构成的连续铸造的带材的表面进行例如研磨式的加工，比如由专利文献DE 7111221 U已知的通过使用周转的磨削带来进行加工。此外，由专利文献DE 195 36 820A1已知的是使铝铸造带材经受持续的交变弯曲负载，以便由此使铸造带材的脆性表面层破裂。上述两个文献的共同点在于，在对铸造带材进行提及过的表面加工之后，使用与带材表面接触的旋转的刷子，以便由此去除剥离的表面颗粒。在此，关于用于清洁带材表面上的废屑或类似物的旋转的刷子存在如下缺点，即这种废屑可能附着在刷子中、更确切地说相应的刷子填塞物(Bürstenbesatz)中。结果是非铁带材的表面所需的清洁的效率下降。

由专利文献DE 10 2009 014 006 A1已知的是，借助在移动的金属带材上滚动的刷辊来清洁在带材连铸设施中制造的金属带材的表面。在此，对刷辊压靠金属带材的表面的压紧力进行测量并且如果需要的话进行适当的改变。就此而言，刷辊的使用具有与上面已经就专利文献DE 7 111 221 U和专利文献DE 195 36 820 A1解释的相同的缺点，因为金属带材的表面上的清洁效率通常会由于污染物在刷子填塞物、更确切地说在刷辊的毛料中的附着而恶化。

化学清洁工序、例如酸洗不适于处在铸造温热(gieβwarm)状态中的轧件。

发明内容

相应地，本发明的目的是，为了清洁目的，用技术上简单的手段来优化对非铁金属、尤其是铝带材形式的非铁金属的研磨式表面处理。

上述目的通过具有在权利要求1中给出的特征的设备来实现，并且以相同的方式通过具有权利要求16的特征的方法来实现。在从属权利要求中限定了本发明的有利的改进方案。

本发明提供了用于加工由非铁金属制成的、尤其是具有铝或铝合金或由这些材料构成的连续的带材材料的至少一个表面的设备。根据本发明的设备包括至少一个旋转的圆形刷子，圆形刷子以其辊身长度能够与带材材料的至少一个表面接触。该圆形刷子具有200mm至1000mm的直径。优选地，圆形刷子的直径可以在200mm与500mm之间，更优选地在250mm与400mm之间。

本发明以相同方式还提供了用于加工由非铁金属制成的连续的带材材料的至少一个表面的方法，其中带材材料沿带材运行方向运动，并且至少一个旋转的圆形刷子以其辊身长度与带材材料的至少一个表面接触且由马达式驱动器驱动。旋转的圆形刷子通过马达式驱动器以100至3600 1/min的转速旋转。优选地，旋转的圆形刷子通过马达式驱动器以1200至1800l/min的转速置于旋转。

在根据本发明的设备的有利的改进方案中，对此设置了马达式驱动器，其与旋转的圆形刷子有效连接并驱动该圆形刷子围绕相关联的旋转轴线旋转。该马达式驱动器与控制装置在信号技术方面相连接。控制装置在程序技术方面被设定成使得借此使旋转的圆形刷子能够以100至3600 1/min的转速旋转。优选地，旋转的圆形刷子可以借助马达式驱动器和就此在信号技术方面相连接的控制装置以1200至1800 1/min的转速旋转或被置于旋转。

根据本发明的有利的改进方案，可以在马达式驱动器和旋转的圆形刷子之间布置或中间连接传动装置。通过使用这样的传动装置，可以实现将马达式驱动器的转速以减速或加速的方式向旋转的圆形刷子的方向传递，并从而实现对旋转的圆形刷子的最终转速的所提及的值。

在此需要特别指出，在本发明的意义中，特征“带材材料的表面”是指在带材材料的进一步加工的过程中与辊子接触或者在轧机中被轧制的表面。就此而言，不言而喻，以如下方式使用或布置旋转的圆形刷子，使得靠近表面的层紧接在铸造工艺之后并且因此紧接在第一轧制道次之前就直接从带材材料剥离或去除。由此防止了不希望的不洁物，例如形式为铸造粉末夹杂物形式的不洁物，被轧入带材材料中。以相同方式，通过剥离靠近表面的层去除表面缺陷，该表面缺陷例如由铸造工序中的压印痕迹、例如接合痕迹而产生。同样可以剥离带材材料的靠近表面的层中的化学偏差或不规则性，例如氧化物。在本说明书的范畴中，仅使用术语“表面处理”或“表面清洁”，但其中一样地包括了压印痕迹的剥离和化学表面偏差或不规则性的剥离。

在本文中特别指出，根据本发明并且通过使用至少一个旋转的圆形刷子，可以刷拂带材材料的上侧和/或下侧，并且/或者还可以通过相继布置或依次连接的圆形刷子来多重地或“双重地”刷拂带材材料的上侧或下侧。

此外，特别指出，对于要加工的带材材料由铝或铝合金构成的情况，“铝带材”特征是指根据AA分组(铝业协会合金代码)的所有合金组1xxx、2xxx、3xxx、4xxx、5xxx、6xxx、7xxx和8xxx的铝带材。

本发明基于以下重要发现：通过圆形刷子的所提及的可以在200mm至1000mm的范围内的直径或者通过旋转的圆形刷子被驱动围绕其旋转轴线旋转的100至3600min^-1的特征性转速，可以实现使圆形刷子的外圆周处的刷具、更确切地说毛料受到足够大的离心力，并从而将最初附着在旋转的圆形刷子的外圆周上的、更确切地说附着在其刷子填塞物上的污染物、更确切地说从带材表面刷掉的杂质高效地向外抛出。其结果是由此对旋转的圆形刷子设置有利的自清洁机制，借此不仅改善了经加工的带材材料的表面质量，还延长了圆形刷子的使用寿命。

借助通过至少一个旋转的圆形刷子来研磨式处理带材材料的表面，在共同的加工步骤中从带材材料去除表面不洁物以及可能存在的几何瑕疵。

在本发明的有利的改进方案中，圆形刷子具有200至500mm、优选地250至400mm的直径。通过这样的直径，有利地实现，一方面将圆形刷子构造得足够紧凑以便由此实现对带材材料的表面进行有针对性的局部加工，另一方面使圆形刷子的外边缘上的刷具或毛料如上所述受到足够高的离心力并由此将污染物从刷子沿径向向外抛出。

借助旋转的圆形刷子，可以从由非铁金属制成的带材材料的至少一个表面研磨式地剥离厚度达到500μm的层。技术上，剥离的层厚优选地在1μm至200μm的范围内。这种剥离可以全局地或部分地进行。在任何情况下，借助刷子来研磨式加工带材材料的至少一个表面与以下优点相关联，即由此可以进行可变的层厚剥离，这不会影响加工质量并从而不会影响带材材料的表面的形貌。

在本发明的有利的改进方案中，可通过如下方式改善在带材材料的至少一个表面上进行的对带材材料的有针对性的加工，即使与该表面接触的旋转的圆形刷子不仅能够围绕其旋转轴线旋转运动，而且还能够相对于带材材料的带材运行方向运动。鉴于圆形刷子的这种可运动性，可以将该圆形刷子布置成能够横向于带材材料的带材运行方向平移往复运动。作为对此的补充或替代方案，同样可以将旋转的圆形刷子布置成能够平行于带材材料的带材运行方向平移往复运动。

旋转的圆形刷子可以布置成能够横向于带材运行方向(或带材连铸方向)运动，其中，该圆形刷子以5至200mm的幅度和0.005与5Hz之间的频率振荡(即能够往复运动)。优选地，幅度还可以在5至100mm的范围内，而频率可以优选地在0.01Hz与0.5Hz之间。

可以设置电动驱动器或液压驱动器来作为用于使旋转的圆形刷子横向于带材运行方向运动的振荡驱动器。振荡频率的设定或选择取决于圆形刷子和/或为其选择的刷子填塞物的状态。

通过旋转的圆形刷子横向于带材运行方向的平移运动，在与圆形刷子接触的带材材料的至少一个表面上实现了更甚强效的研磨加工。

如前文已经提到的那样，根据本发明的有利的改进方案可以附加地或替代地规定，旋转的圆形刷子也布置成能够平行于带材运行方向平移往复运动或者平行于带材运行方向往复运动。对于这种情况，圆形刷子可以在围绕其旋转轴线旋转期间以10至200mm的幅度和0.2至5Hz之间的频率平行于带材运行方向(即沿着或逆着带材运行方向)振荡地平移运动。可以为旋转的圆形刷子的这种往复运动设置电动驱动器或液压驱动器。借助这种驱动器，根据本发明还可以可变地设定旋转的圆形刷子平行于带材运行方向运动的行进速度。

如果旋转的圆形刷子沿带材材料的带材运行方向平移运动并因此与运动的带材材料一起优选地以与带材材料相同的速度“一起行进”，则由此实现了如下优点，即在带材材料沿带材运行方向运动的期间借助旋转的圆形刷子研磨加工带材材料的相同部位。换言之，在此通过旋转的圆形刷子对带材材料的相同部位以预定的滞留时间研磨加工，其中，该滞留时间对应于旋转的圆形刷子沿带材运行方向平移运动的时间段。如已经解释的那样，在此圆形刷子沿带材运行方向的平移运动优选地具有与带材材料自身相同的速度。由此，在带材材料的表面上的材料剥离更为强效，或者通过旋转的圆形刷子在相同部位对带材材料的加工可以设计地更为强效。

在本发明的有利的改进方案中可以规定，将旋转的圆形刷子布置在带材材料的一侧上，其中，在带材材料的对置侧上并且与圆形刷子对齐地布置与带材材料处于接触之中的支撑辊。借助这种支撑辊，圆形刷子在围绕其旋转轴线旋转期间同时可以以预定的力压靠带材材料或压在带材材料上，而带材材料在此不会随后沿所施加的力的方向变形。

根据本发明的有利的改进方案可以规定，将旋转的圆形刷子分别布置在带材材料的两侧。这意味着这种旋转的圆形刷子布置在带材材料的两侧上，即布置在带材材料的对置的侧面上。对于这种情况，带材材料的两个表面借助旋转的圆形刷子进行加工。在本文中应当指出，分别设置在带材材料的对置的侧面上的圆形刷子可以布置成直接彼此重叠或彼此对齐，这确保了最优的力流。替代地，在带材材料的对置的侧面上的圆形刷子可以分别彼此错开地布置，由此例如可以考虑在通过具有一起行进的结晶器(Block-Caster)的带材连铸机制造带材材料时可能出现的接合痕迹。

在本发明的有利的改进方案中，可以沿着带材材料的带材运行方向并且在其相同侧上相继布置多个旋转的圆形刷子。由此实现了工艺技术方面的冗余，即在由旋转的圆形刷子重复地研磨加工带材材料的表面上或处的相同部位的意义上。由此可以实现消除在带材表面上可能存在的有可能很严重的表面缺陷。在此可以规定，这些圆形刷子均配备有自己的马达式驱动器和自己的高度调整装置。

对于两个或更多个圆形刷子相继地作用在带材材料的表面上的情况，则各圆形刷子可以被划分成多个节段。对于连续的刷辊，具有刷毛的区域与没有刷毛的区域交替。由此可以根据圆形刷子的安放/取下方式来设定精确的宽度区段。如果将圆形刷子分段成使得多个较短的单个刷辊不仅沿带材运行方向相继布置而且还沿带材宽度相继布置，则还可以更精确地设定带材材料的表面加工。通过单独调整较短的部分刷子，可以精确到点地消除带材材料的表面缺陷。同样，单独调整还允许更精确地适应要加工的带材材料的当前轮廓。

在本发明的有利的改进方案中可以规定，与每个旋转的圆形刷子相邻地并且在带材材料的相同侧上设置清洁装置，借助该清洁装置能够清洁带状材料的与旋转的圆形刷子接触的表面。借助该清洁装置能够在带材材料的相邻表面上产生压缩空气和/或能够通过抽吸相邻于带材材料的表面产生负压。由此实现了将由旋转的圆形刷子从带材材料的表面剥离的污染物、废屑或类似物随后高效地从带材材料的表面去除掉。由此在随后的轧制道次中防止了将这些污染物或类似物轧入到带材材料的表面中。

如果上文提及的清洁装置使用将会被引导到带材材料的相邻表面上的压缩空气，则适宜的是横向于带材运行方向、即沿带材材料的宽度方向吹扫带材表面。由此同样确保了强效且无残留地去除位于带材材料的表面上的污物颗粒或类似不洁物，并且由此在随后的热轧步骤中不会再将其轧入。

在本发明的有利的改进方案中，上文提及的清洁装置可以具有带有入口区域和出口区域的壳体。在此适宜的是，带材材料穿过壳体沿带材运行方向从入口区域朝向出口区域运动，其中，壳体相对于环境被屏蔽。因此，壳体的内部空间相对于环境适当地被屏蔽并且受到保护免遭外部污染物或类似物的侵入。

在特殊情况下，清洁装置的壳体可以填充有惰性气体或者至少富含这样的惰性气体。

在本发明的有利的改进方案中可以规定，将上文提及的清洁装置和旋转的圆形刷子组合为结构单元，其中，旋转的圆形刷子封装容纳在清洁装置的壳体内。如已经解释的那样，清洁装置的壳体的内部空间可以具有负压，由此适当地抽吸并带走空气以及尤其是磨耗颗粒和污物颗粒，该磨耗颗粒和污物颗粒通过圆形刷子与带材材料的至少一个表面的旋转接触产生并且包含在内部空间中。就此而言，根据本发明可以将从清洁装置的壳体的内部空间抽吸的空气和其中含有的污物颗粒供应给后续的处理。

上文解释的将旋转的圆形刷子封装在清洁装置的壳体内不仅用于保护环境和操作人员，而且还用于避免污物颗粒或不洁物重新沉积在带材材料的表面上。相应地，由此实现了在随后的轧制道次中不会将这样的污物颗粒或不洁物轧入到带材材料的表面中。

在本发明的有利的改进方案中，可以为旋转的圆形刷子设置内部冷却机构。由此可以保护刷毛和刷体免于因长期的热负载而过热。

在本发明的有利的改进方案中，设置了表面检查装置，沿带材材料的带材运行方向看，该表面检查装置布置在旋转的圆形刷子的上游，并且该表面检查装置包括具有缺陷检测装置和控制装置的带材跟踪系统。借助缺陷检测装置能够探测带材材料的表面上的表面缺陷的类型和位置或方位，旋转的圆形刷子与该表面接触，其中，根据该一个或多个信息借助控制装置来操控旋转的圆形刷子。这样的表面检查装置可用于根据本发明的设备和根据本发明的方法。

借助缺陷检测装置可以检测带材材料的表面缺陷，即关于这样的表面缺陷的类型和位置或方位进行检测。根据这些信息，可以优选地以调节的方式设定或操控圆形刷子，即关于其转速、对带材材料的表面的压紧力、横向于带材运行方向的平移运动和/或平行于带材运行方向的平移运动进行设定或操控。

相应地，根据本发明的方法的有利的改进方案规定，在操控旋转的圆形刷子期间，设定或改变其转速、对带材材料的压紧力、横向于带材材料的带材运行方向的平移运动和/或沿带材材料的带材运行方向的平移运动以及因此还有旋转的圆形刷子和带材材料之间的横向于带材运行方向和/或平行于带材运行方向的相对速度。如已经解释的那样，这可以分别根据借助缺陷检测装置在带材材料的表面上识别或探测到的表面缺陷来进行，或者必要时也可以根据调节机制的类型来进行。

缺陷检测装置适宜地包括与带材材料的表面对准的触觉传感器和/或光学传感器或摄像机。

借助带材跟踪系统和相关联的控制装置，可以将由缺陷检测装置探测到的表面缺陷与带材材料的表面上的确切部位或位置相关联，既关于带材材料的宽度方向关联，也沿其纵向延伸的方向关联。

对根据本发明的设备的运行或根据本发明的方法的执行可以作如下规定：根据测量到的一个误差(或测量到的多个误差)调节刷拂强度，即考虑探测到的缺陷的位置和/或缺陷的大小和/或缺陷的周期性。在此，圆形刷子的先前描述的调整参数可用于设定刷拂强度。

在此特别指出，可以将借助其能够如所解释的那样探测带材材料的表面处或上存在的缺陷的缺陷检测装置布置在带材材料的上侧(即在其上方)和/或带材材料的下侧(即在其下方)。然后与这种缺陷检测装置相关联地将旋转的圆形刷子分别布置在带材材料的上侧或下侧。如果将旋转的圆形刷子布置在带材材料的两侧、即其上侧和下侧，则为了清洁带材材料的上侧和下侧，这些旋转的圆形刷子在其运动参数方面可以共同地或单独地以受调节的方式操控。

关于圆形刷子的刷具或毛料，以下特征对于本发明也很重要：

-刷具可以优选地由淬火的不锈钢制成；和/或

-刷具可以可选地构造为波浪形的或笔直的；和/或

-刷子填塞物的各刷毛或毛料的拉伸强度>200MPa/mm²，并且优选地>800MPa/mm²。

由不锈钢制成的旋转的圆形刷子的刷具或毛料的可行特性带来使圆形刷子及其填塞物耐腐蚀的优点。

以下参数也可能对于根据本发明的方法是重要的，这些参数可能影响圆形刷子的要设定的运行参数：

-铸造速度在1与300m/min之间。和/或

-铸造带材厚度在2mm与30mm之间。和/或

-加工期间带材材料的温度在120与600℃之间，或者根据所铸造的带材材料的物质在40至300℃之间低于液相温度。和/或

-带材材料与旋转的圆形刷子之间的相对速度在10与300m/s之间。和/或

-铸造带材的材料具有5与200MPa之间的高温强度或屈服极限。

本发明适于加工非铁金属的表面并且有效地去除例如由铸造脱模剂导致的不洁物。这种去除或部分剥离由非铁金属构成的带材材料的表面层发生在第一轧制道次之前。由此实现了如下优点，即在轧制由这种非铁金属构成的带材材料时完全不会将不洁物轧入到材料中。换言之，借助本发明防止了由铸造工序产生的不希望的不洁物被轧入到材料中、更确切地说被轧入到带材材料的表面中。由此，借助本发明，实现了例如在表面的均匀度和光泽度方面改善了成品的表面形貌。

对于根据本发明的设备规定，该设备以其旋转的圆形刷子在带材连铸设施之中位于铸造装置和紧接其后的轧制装置之间。在本文中应当注意，根据本发明的设备还可以后续装配、即加装到现有的带材连铸设施中。

借助本发明，显著改善了由非铁金属制成的热轧带材材料的表面质量。由此在随后的工艺阶段中，例如在冷轧、酸洗和/或涂覆中，在所需的工艺参数和由此可达到的质量、以及表面形貌的均匀度方面，即在带材材料的表面区域处或中带来了优点。

附图说明

本发明另外的细节和优点由以下根据附图解释的实施例给出。其中：

图1示出了根据本发明的用于加工连续的带材材料的设备的简化视图，

图2a示出了圆形刷子的简化侧视图，所述圆形刷子可以是图1的设备的一部分并且具有连续的刷子填塞物，

图2b示出了圆形刷子的简化侧视图，所述圆形刷子可以是图1的设备的一部分并且具有分段的刷子填塞物，

图2c示出了图1中根据本发明的设备的可行的实施方式，其中分别在带材材料的上方和下方布置旋转的圆形刷子，

图2d示出了图1中根据本发明的设备的可行的实施方式中带材材料的俯视图，其中，沿带材材料的带材运行方向看，相继布置有多个圆形刷子，以及

图3示出了通过根据本发明的方法调节图1中根据本发明的设备的图解。

具体实施方式

下面参考图1至图3示出并解释根据本发明的设备10的优选的实施方式以及相关联的用于加工由非铁金属制成的连续的带材材料的至少一个表面的方法。附图中相同的特征均标有相同的附图标记。在此应当特别注意的是，附图是以简化的并且尤其是没有按照尺寸比例的方式示出的。

由非铁金属制成的带材材料可以特别地由铝或铝合金构成，带材材料的至少一个表面借助本发明来进行加工。替代地，也可以加工由其他非铁金属，例如铜、镁、铅或锌或其合金制成的带材材料。

根据本发明的设备10包括至少一个旋转的圆形刷子12，利用该圆形刷子来清洁沿带材运行方向T移动或运输的带材材料B。在图1的视图中，带材运行方向是从左向右并通过相应的箭头T表示。

在不一定必须是属于本发明范畴内的带材连铸设备内，根据本发明的设备10被定位成使得，沿带材运行方向T观察，该设备布置在铸造设施G的下游且在热轧设施W和相关联的轧机机架的上游。

图1的视图可以是从带材材料B的上侧和/或下侧观察的俯视图。这意味着旋转的圆形刷子12可以分别布置在带材材料B的上侧和/或其下侧。换言之，根据本发明的设备10可以包括至少一个旋转的圆形刷子12，其布置在带材材料B的上侧或下侧。替代地，图1中的设备12还可以包括多个圆形刷子12，其布置在带材材料的两侧，即布置在带材材料B的上侧和下侧处。

对于随后解释的根据本发明的设备和相关联的方法的作用方式，图1的视图示出的是带材材料B上侧的俯视图还是其下侧的视图是无关紧要的，旋转的圆形刷子12的作用原理及其运动均是相同的。

在图1的实施方式中，圆形刷子12被构造成其辊身长度或纵向延伸大于带材材料B的宽度。这使得当圆形刷子以其辊身长度与带材材料B的表面接触时，带材材料B在其整个宽度上被旋转的圆形刷子12研磨式地加工。

设备10包括至少一个马达式驱动器14，其与旋转的圆形刷子12有效连接并驱动该圆形刷子围绕旋转轴线旋转。在附图中(参见图1、图2a、图2b、图2d)，该旋转轴线分别由点划线表示并用“D”标记。

马达式驱动器14可以布置在旋转的圆形刷子12的一侧上，位于带材材料B的左侧或右侧。替代地，也可以设置两个马达式驱动器14，分别设置在带材材料B的对置侧上，其中，这些驱动器14分别与圆形刷子12共同作用并驱动该圆形刷子围绕其旋转轴线D旋转。在这种圆形刷子12具有大宽度并且从两端侧驱动的情况下，对每个圆形刷子12设置两个马达式驱动器14是尤其有利的。

马达式驱动器14与控制装置S在信号技术方面相连接。该信号技术方面的连接在图1中用点线表示并用“V”标记。所给出的“Md”和“n”一个表示圆形刷子12被驱动围绕其旋转轴线D旋转的扭矩，另一个表示圆形刷子12被驱动围绕其旋转轴线D旋转的转速。旋转方向可以选择为与带材运行方向相同或相反，其中，与带材运行方向相反的旋转方向因为效率更高是优选的。

如上文在其他地方已经解释的，圆形刷子12被构造成其直径为200mm至1000mm。此外，控制装置S在程序技术方面被设定成使得用该控制装置由马达式驱动器14驱动的旋转的圆形刷子12能够以100至3600min^-1的转速旋转，必要时也使用布置在马达式驱动器14和旋转的圆形刷子12之间的传动装置(未示出)。

圆形刷子12不仅可以绕其旋转轴线D被置于旋转，而且还可以相对于带材材料B沿x、y和z方向运动。该笛卡尔坐标系如图1右下角所示。针对沿y方向的相对运动，例如设置了振荡驱动器17，其在图1中仅象征性地简化示出。

圆形刷子12沿x、y和z方向的可能的运动借助架子实现，该架子在图1中被极为简化并且象征性地仅用矩形示出并用“11”标记。对此下面给出如下解释：

圆形刷子12可旋转地支承地布置在架子11中。在该架子11中容纳有(未示出的)轴瓦，用该轴瓦或在该轴瓦中以可绕其旋转轴线D旋转的方式支承地容纳圆形刷子12。与马达式驱动器14的有效连接在此可以在圆形刷子12的端侧上通过驱动轴或类似物实现，该马达式驱动器用于驱动圆形刷子12围绕其旋转轴线D旋转。

用于支承圆形刷子12的架子11还包括竖直的杆，沿着该杆以可运动的方式安置用于圆形刷子12的轴瓦。在此，轴瓦与优选地形式为液压缸的调整机构20相连接，通过该调整机构，轴瓦可沿着竖直的杆运动。通过该方式，可以在竖直方向z上调整圆形刷子12，以便由此有针对性地设定圆形刷子12到带材材料B的高度或间距。

在此需要特别指出的是，信号技术方面的连接V也可存在于控制装置S与振荡驱动器17之间以及控制装置与调整机构20之间。基于此，可以借助控制装置S来操控振荡驱动器17和调整机构20。在图1中，这些信号技术方面的连接V同样用点线表示。

借助所提到的调整机构20还可以在圆形刷子12上施加有针对性的压紧力，用该压紧力将圆形刷子12压靠在带材材料B上。例如，该压紧力可以为0.1至2.8N/mm刷子宽度。在任何情况下，圆形刷子12的压紧力都是可设定的，以匹配要清洁的材料的合金。通过控制装置S的信号来设定调整机构20。

关于圆形刷子12在所提及的竖直的杆上的可移动的支承，不言而喻的是，需要时还可以将圆形刷子12从带材材料B的表面取下。

如已经解释的那样，在架子11上设有振荡驱动器17，利用该振荡驱动器可使用于圆形刷子12的轴瓦以及圆形刷子12自身沿带材材料B的宽度方向、即沿y方向移动。该振荡驱动器17可以被构造为液压缸或马达式驱动器，并且同样与控制装置S在信号技术方面相连接。相应地，例如通过使用于圆形刷子12的轴瓦以及因此使圆形刷子12自身沿y方向振荡运动、即平移往复运动，可以通过控制装置S来适当地操控该振荡驱动器17。

圆形刷子12可如上所述横向于带材运行方向T振荡运动的方向(沿y方向)在图1中附加地通过双箭头R1表示。

架子11还包括(未示出的)轨道系统，在该轨道系统处或上，圆形刷子12可以与其轴瓦一起平行于带材运行方向T(即沿x方向)平移移动。沿带材运行方向T的运动在图1中用箭头“R2”表示，而沿相反方向，即逆着带材运行方向T的运动在图1中用箭头“R2*”表示。为了实现圆形刷子12平行于带材运行方向T的这种来回行进运动，设置了另一(未示出的)液压缸或相当的马达式的线性驱动器，其与圆形刷子12的轴瓦或与整个架子11有效连接。该液压缸或驱动器还适宜地与控制装置S在信号技术方面连接，从而由此可以借助控制装置S来进行操控以实现一个或多个圆形刷子12平行于带材运行方向T的运动或移动。

圆形刷子12沿方向R2和R2*的平移往复运动，即平行于带材运行方向T的往复运动，同样可以以振荡的方式进行。在此可以规定，沿方向R2(即沿带材运行方向T)的速度与沿方向R2*(即逆着带材运行方向T)的速度互不相同，或者可以借助控制装置S设定为不同大小的值。

关于如上所述对于圆形刷子12可以设定成横向于带材运行方向T(＝y方向或方向R1)或平行于带材运行方向(＝x方向或沿方向R2或R2*)的振荡运动，不言而喻的是，这些运动可以与圆形刷子12围绕旋转轴线D的旋转运动或转动叠加。这意味着圆形刷子12在其围绕旋转轴线D旋转的同时也可以沿方向R1和R2或R2*运动。

在图1的实施方式中，根据本发明的设备10包括壳体15，旋转的圆形刷子12封装地容纳在该壳体中。相应地，旋转的圆形刷子12通过壳体15相对于环境屏蔽。

壳体15具有入口区域和出口区域，其中，带材材料B穿过壳体15沿带材运行方向T从入口区域朝向出口区域的方向运动。

壳体15连接至抽吸装置22，利用该抽吸装置将空气和其中含有的污物颗粒以及类似的不洁物从壳体15的内部空间抽吸走或去除掉。

根据本发明的设备10包括清洁装置16，该清洁装置布置为与旋转的圆形刷子12相邻并且在带材材料B的与圆形刷子12相同的侧上。借助该清洁装置16可以清洁旋转的圆形刷子12先前接触的带状材料B的表面。这例如可以通过将清洁装置16也连接至抽吸装置22并由此产生负压来完成，利用该负压将污物颗粒和类似的不洁物从带材材料B的一个表面(或多个表面)抽吸走。

作为补充或替代，关于清洁装置16可以规定，对此可以将压缩空气引导到带材材料B的至少一个表面上，优选地沿横向于带材运行方向T的方向。通过施加这种压缩空气将对带材材料B的表面进行强效的清洁。对于这种情况，单元“22”可以是鼓风机，利用该鼓风机产生这种压缩空气并将其导入清洁装置16中。

在清洁装置16中或用清洁装置向带材材料B的至少一个表面施加压缩空气也可以与上述对空气的抽吸叠加。在此，一方面，在壳体15或清洁装置16的内部空间中，有针对性地将压缩空气指向带材材料B的如下表面上，该表面先前与旋转的圆形刷子12接触并由此受到研磨式的加工。同时或随后，从壳体15或清洁装置16的内部空间抽吸走空气，以便由此适当地去除其中含有的污物颗粒或不洁物。

根据本发明的设备10的优选的改进方案适宜的是，将清洁装置16和其中封装地容纳有旋转的圆形刷子12的壳体15集成或组合为结构单元。对于这种情况，不言而喻，图1中所示的壳体15是清洁装置16的壳体。

即使是在上述将清洁装置16与壳体15集成的情况中也可以规定，沿带材运行方向T看，在旋转的圆形刷子12的下游设置附加的清洁装置16，如图1所示。

根据本发明的设备10还包括表面检查装置18，沿带材运行方向T看，该表面检查装置设置在旋转的圆形刷子12的上游。该表面检查装置18具有(未详细说明的)缺陷检测装置，其形式例如为光学传感器或摄像机，利用该缺陷检测装置可以检测带材材料B的表面处或上的缺陷或缺陷部位。就此而言不言而喻的是，缺陷检测装置定位在带材材料B的与旋转的圆形刷子12相同的侧，在该侧圆形刷子与带材材料B的表面接触。

在根据本发明的设备10的实施方式中，其中在带材材料B的上侧和下侧都布置旋转的圆形刷子12(参见图2c)，适宜的是以相同的方式在带材材料B的上侧和下侧布置单独的缺陷检测装置，从而可以在带材材料B的两侧探测带材材料的可能存在的缺陷。

上述缺陷检测装置属于带材跟踪系统，该带材跟踪系统是表面检查装置18的一部分并且与控制装置S在信号技术方面相连接。以此方式，可以将带材材料B的表面上识别到的缺陷部位与带材材料B的特定区段相关联，其中，基于此还可以通过控制装置S根据先前由一个或多个表面检查装置18检测的表面缺陷及其位置和方位优选地以调节的方式设定一个圆形刷子12(或多个圆形刷子)的运动，即其围绕旋转轴线12的旋转和相关的转速以及沿箭头R1的方向和沿箭头R2和R2*的方向的所提及的振荡运动。

关于一个和/或多个圆形刷子12的特性和布置方式的其他细节在图2a至图2d中示出并且解释如下：

根据图2a的图示，圆形刷子12可以具有或配备有连续的刷子填塞物。在图2a的右侧区域中放大地并且极为简化地示出了圆形刷子12的外圆周面的部分区域，其中，刷毛的尺寸相较于圆形刷子12的直径没有按照尺寸比例示出。在图2a的放大的部分区域中，简化地示出了刷毛端部13是被设计为倾斜的，其中，在该实施例中，刷毛端部13的截平部沿圆形刷子12的旋转方向延伸。

图2b示出了圆形刷子12的可行的实施方式，其中刷子填塞物不是连续的。这意味着沿着圆形刷子12的纵向延伸，区域12m(具有刷毛)与区域12f(没有刷毛)交替。

图2c在左侧的图像区域中示出了圆形刷子12的使用，该圆形刷子布置在带材材料B的上方和下方并且彼此对置，即定位成沿竖直方向彼此重叠。

在图2c的右侧的图像区域中示出了关于圆形刷子12的布置方式的一种变型方案，其中，此处圆形刷子12布置成彼此错开。

图2d示出了多个圆形刷子的使用，这些圆形刷子在此被构造为单个刷辊12E的形式。在此可以规定，这种单个刷辊12E不仅在带材材料B的宽度方向上多重布置，而且沿带材运行方向T观察彼此相继地布置。关于这些单个刷辊12E不言而喻的是，它们分别可以配有自己的马达式驱动器14和自己的调整或轨道系统，以便单独地实现不同的转速n、扭矩Md和沿箭头R1和R2或R2*的方向的振荡运动。

图1和图2d示出了圆形刷子的布置方式，其中旋转轴线与带材运行方向T成直角。为了完整起见，应当注意，本发明同样涵盖非直角的定向。

关于圆形刷子12的在图2a至图2d中示出并在上文解释的变型方案不言而喻的是，对于图1的根据本发明的设备10可以任意地彼此组合这些变型方案。

此外，在图3中示出了用于调节根据本发明的设备10或用于执行根据本发明的方法的图解。

本发明现在工作原理如下：

在带材材料B从铸造机G沿着带材运行方向T向热轧设施W运动期间，通过圆形刷子12进行表面加工，在该表面加工中机械式地去除掉由铸造工序产生的表面不洁物。圆形刷子12以由控制装置S预设的运行参数来运行，这些运行参数例如是转速n、扭矩Md、压紧压力和横向于和/或平行于带材材料的运输方向的振荡运动。运行参数可以手动匹配，或者如下文特别解释的基于工艺模型和/或可以通过与表面检查装置耦合来自动匹配。

在自动匹配运行参数的情况下，带材材料在表面加工之前经过表面检查装置18。在此，带材材料B的表面缺陷可以由表面检查装置18的一个或多个缺陷检测装置来探测。换言之，在带材材料B运动经过表面检查装置18的过程中将以测量技术的方式检测带材材料可能存在的表面缺陷。随后，这些表面缺陷由表面检查装置18的带材跟踪系统评估，并且将由此形成的信息传送至控制装置S。基于此，就可以借助控制装置S在考虑所测量的表面缺陷的情况下设定一个或多个旋转的圆形刷子12的运行参数，即关于转速n、扭矩Md、压紧压力和横向于(v_y)和/或平行于(v_x)带材运行方向T的振荡运动。

关于一个或多个旋转的圆形刷子12平行于带材运行方向T的振荡运动要特别指出的是，通过使圆形刷子12平移来回行进，可以实现对刷子单独设定或对带材材料B进行研磨加工：例如，可以根据先前检测到的表面缺陷更短或更长地刷拂带材材料B的预定区段。此外，对于带材材料B的预定区段，还可以通过使圆形刷子12在带材运行方向T(＝方向R2)上精确地以与带材材料B自身相同的速度运动来实现使旋转的圆形刷子12精确地在该区段处的滞留一段时间。由此，带材材料B的该预定区段借助旋转的圆形刷子12受到尤其强效的研磨加工。

此外，在圆形刷子12平行于带材运行方向T振荡运动时，来回行进速度(即沿方向R2和沿相反方向R2*)可能彼此不同，其中，借助圆形刷子12、更确切地说其旋转的刷拂发生在两个“行进方向”上。

根据本发明的另一实施方式，在设定用于一个或多个旋转的圆形刷子12的运行参数时可以调用工艺模型。这在图3的图解中通过“工艺模型”块和“控制装置”块之间相应的箭头来表示。借助该工艺模型计算用于一个或多个旋转的圆形刷子12所需的运行参数，或者替代地在控制装置S中支持该计算。在任何情况下，最后计算出的运行参数将被传送到与相应圆形刷子12相关联的马达式驱动器或执行器。

根据本发明的另一实施方式或根据本发明的方法，设置了调节机制。该调节机制根据所测量的表面缺陷进行，即根据缺陷的位置和/或缺陷的尺寸和/或缺陷的周期性来进行，其中，先前描述的调整参数被圆形刷子12用于设定刷拂强度。

为了执行上述调节机制，可以规定控制装置S配备有适合于此的过程计算机。

根据本发明的另一实施方式可以规定，在评估测量值(即，已由缺陷检测装置检测到的表面缺陷)的过程中，执行自适应计算以优化控制。刚才提到的过程计算机也可在此使用。

如果对图1中的设备10设有多个必要时分段的部分刷子12，则不言而喻，对于这些部分刷子12中的每一个来说可以分别或单独进行控制。

如果在带材材料B的两侧布置旋转的圆形刷子12，并且由此清洁带材材料B的上侧和下侧，则布置在带材材料B上方和下方的这些圆形刷子12可以一起或单独地操控或调节。

根据本发明的另一实施方式，可以将关于带材材料B的表面品质(在目标值的意义上)的特定规定发送至控制装置S。这在图3的图解中通过“规定表面品质”块和“控制装置”块之间的虚线箭头表示。作为根据检测到的表面缺陷的补充或替代方案，对于根据本发明的方法还可以在考虑表面品质的这些特定规定的情况下由控制装置S设定或调节用于一个或多个旋转的圆形刷子12的运行参数。如果需要，可以对带材材料B的上侧和下侧分开进行此操作。

最后，应该指出，对于所生产的带材材料B并不总是需要实现“完全清洁”的表面。例如，出于关于一个或多个旋转的圆形刷子12上的磨损原因，可能仅将带材材料B的表面清洁至该带材材料实际需要的程度或者如刚才所解释的对应于表面品质的特定规定的程度才是有意义的。对于这种情况，表面品质的规定可以从规划系统输入或发送到控制装置S，然后将这些规定用作目标值。然后，控制装置S在计算用于一个或多个旋转的圆形刷子12的运行参数时将适当地考虑这些规定。

附图标记列表

10 设备

11 架子

12 旋转的圆形刷子

12f 圆形刷子12没有刷毛的区域

12m 圆形刷子12具有刷毛的区域

12E 单个刷辊

13 (圆形刷子12)的刷毛端部

14 马达式驱动器

15 壳体

16 清洁装置

17 振荡驱动器

18 表面检查装置

20 液压缸

22 泵/鼓风机

B 带材材料

D (旋转的圆形刷子12)的旋转轴线

R1 圆形刷子12横向于带材运行方向T的运动

R2 圆形刷子12平行于带材运行方向T的运动

G 铸造设施

S 控制装置

T 带材运行方向

V 信号技术方面的连接

W 热轧设施。

Claims (25)

1.用于加工由非铁金属制成的、尤其是具有铝或铝合金或由铝或铝合金构成的连续的带材材料(B)的至少一个表面的设备(10)，所述设备包括

至少一个旋转的圆形刷子(12)，所述圆形刷子能够以其辊身长度与所述带材材料(B)的至少一个表面接触，

其特征在于,

所述圆形刷子(12)具有200mm至1000mm的直径。

2.根据权利要求1所述的设备(10)，其特征在于，所述圆形刷子(12)具有200mm至500mm的直径，优选地，所述圆形刷子(12)的直径为250mm至400mm。

3.根据权利要求1或2所述的设备(10)，其特征在于，所述设备包括马达式驱动器(14)，所述马达式驱动器与旋转的圆形刷子(12)有效连接并驱动该圆形刷子围绕相关联的旋转轴线(D)旋转，其中，所述马达式驱动器(14)与控制装置(S)在信号技术方面相连接，并且所述控制装置(S)在程序技术方面被设定成使得用该控制装置使旋转的圆形刷子(12)以100至3600 1/min的转速旋转，优选地，在所述马达式驱动器(14)和旋转的圆形刷子(12)之间布置有传动装置。

4.根据权利要求3所述的设备(10)，其特征在于，旋转的圆形刷子(12)通过所述马达式驱动器(14)以1200至1800 1/min的转速旋转。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，将旋转的圆形刷子(12)布置成能够横向于所述带材材料(B)的带材运行方向(T)往复运动。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，将旋转的圆形刷子(12)布置成能够平行于所述带材材料(B)的带材运行方向(T)往复运动。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，将旋转的圆形刷子(12)布置在所述带材材料(B)的一侧上，其中，在所述带材材料(B)的对置侧上并且与圆形刷子(12)对齐地布置有与所述带材材料(B)接触的支撑辊。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，与每个旋转的圆形刷子(12)相邻地并且在所述带材材料(B)的相同侧上设置至少一个清洁装置(16)，借助所述清洁装置能够清洁所述带状材料(B)的与旋转的圆形刷子(12)接触的表面，其中，借助所述清洁装置(16)能够在所述带材材料(B)的相邻表面上产生压缩空气和/或能够相邻于所述带材材料(B)的表面产生负压。

9.根据权利要求8所述的设备(10)，其特征在于，所述清洁装置(16)具有壳体(15)，所述壳体具有入口区域和出口区域，其中，所述带材材料(B)能够穿过所述壳体(15)沿带材运行方向(T)从所述入口区域朝向所述出口区域运动，其中，所述壳体(15)相对于环境被屏蔽。

10.根据权利要求8或9所述的设备(10)，其特征在于，将所述清洁装置(16)和旋转的圆形刷子(12)组合为结构单元，其中，旋转的圆形刷子(12)封装地容纳在所述壳体(15)内。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，沿着所述带材材料(B)的带材运行方向(T)并且在所述带材材料的同侧上布置多个旋转的圆形刷子(12)，优选地，多个圆形刷子(12)分别配备有自己的马达式驱动器(14)和自己的高度调整装置(11)。

12.根据权利要求11所述的设备(10)，其特征在于，沿所述带材材料(B)的带材运行方向(T)看，两个或更多个旋转的圆形刷子(12)相继布置，且沿着这些圆形刷子的纵向延伸被划分为多个节段，据此具有刷毛的区域(12m)与没有刷毛的区域(12f)交替。

13.根据权利要求11或12所述的设备(10)，其特征在于，在所述带材材料(B)的带材宽度上布置多个单个刷辊(12E)，优选地，这些单个刷辊(12E)分别具有自己的马达式驱动器(14)并且能够在朝所述带材材料(B)的方向上、即与所述带材材料(B)有间距地彼此独立地调整。

14.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述设备包括表面检查装置(18)，所述表面检查装置包括具有缺陷检测装置和控制装置(S)的带材跟踪系统，其中，借助所述缺陷检测装置能够探测所述带材材料(B)的能够与旋转的圆形刷子(12)接触的表面上的表面缺陷的类型和位置或方位，并且能够基于一个或多个信息借助所述控制装置(S)来操控旋转的圆形刷子(12)。

15.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，用于旋转的圆形刷子(12)的刷子填塞物(13)由淬火的不锈钢制成，优选地，所述刷子填塞物的各刷毛或毛料(13)的拉伸强度至少为200MPa/mm²并且优选地大于800MPa/mm²。

16.用于加工由非铁金属制成的连续的带材材料(B)的至少一个表面的方法，在所述方法中所述带材材料(B)沿带材运行方向(T)运动，并且至少一个旋转的圆形刷子(12)以其辊身长度与所述带材材料(B)的至少一个表面接触且由马达式驱动器(14)驱动，

其特征在于,

旋转的圆形刷子(12)由所述马达式驱动器(14)驱动地以100至3600 1/min的转速旋转。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，旋转的圆形刷子(12)通过所述马达式驱动器(14)以1200至1800l/min的转速旋转。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，旋转的圆形刷子(12)在刷拂期间横向于所述带材材料(B)的带材运行方向(T)平移往复运动。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，旋转的圆形刷子(12)横向于所述带材材料(B)的带材运行方向(T)以5mm至200mm、优选地5mm至100mm的幅度，并且以0.005Hz与5Hz之间、优选地0.01Hz与5Hz之间的频率运动。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法，其特征在于，旋转的圆形刷子(12)在刷拂期间平行于所述带材材料(B)的带材运行方向(T)平移往复运动。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，旋转的刷子沿所述带材材料(B)的带材运行方向(T)以10mm至200mm的幅度和0.2Hz与5Hz之间的频率运动。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，其特征在于，设有表面检查装置(18)，沿所述带材材料(B)的带材运行方向(T)看，所述表面检查装置布置在旋转的圆形刷子(12)的上游，并且所述表面检查装置包括具有缺陷检测装置和控制装置(S)的带材跟踪系统，其中，借助所述缺陷检测装置能够探测所述带材材料(B)的与旋转的圆形刷子(12)接触的表面上的表面缺陷的类型和位置或方位，并且根据一个或多个信息借助所述控制装置(S)来操控旋转的圆形刷子(12)。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，在操控一个或多个旋转的圆形刷子(12)期间，设定或改变所述圆形刷子的转速、对所述带材材料(B)的压紧力、横向于所述带材材料(B)的带材运行方向(T)的运动和/或沿所述带材材料(B)的带材运行方向(T)的运动以及因此还有在旋转的圆形刷子(12)和所述带材材料(B)之间的横向于所述带材运行方向(T)和/或平行于所述带材运行方向(T)的相对速度。

24.根据权利要求22或23所述的方法，其特征在于，借助所述控制装置(S)根据由所述缺陷检测装置探测到的表面缺陷以调节回路的形式并且因此受调节地操控一个或多个旋转的圆形刷子(12)。

25.根据权利要求16至24中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法用根据权利要求1至15中任一项所述的设备(10)来执行。