DE102020133024B3 - Process and apparatus for removing the smear layer from extruded metal pipes - Google Patents
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Abstract
1. Verfahren zur Entfernung der Schmierglasschicht eines stranggepressten Metallrohres (7), wobei die außen auf dem Metallrohr (7) befindliche Schmierglasschicht über ringförmig um das Metallrohr (7) angeordneter Düsen (22) mittels Hochdruckwasserstrahlen abgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallrohr (7) mittels einer Richtvorrichtung (4) gerichtet wird, wodurch die in dem Metallrohr (7) befindliche Schmierglasschicht aufgebrochen und abgelöst wird, wonach die in dem Rohr (7) befindlichen Glaspartikel mittels einer Vakuumanlage (6) gelöst und abgesaugt werden.1. A method for removing the smear layer of an extruded metal tube (7), the smear layer on the outside of the metal tube (7) being removed by means of high-pressure water jets via nozzles (22) arranged in a ring around the metal tube (7), characterized in that the metal tube ( 7) is straightened by means of a straightening device (4), whereby the smear glass layer in the metal tube (7) is broken up and detached, after which the glass particles in the tube (7) are loosened and sucked off by means of a vacuum system (6).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zur Entfernung der Schmierglasschicht eines stranggepressten Metallrohres, insbesondere eines Edelstahlrohres wobei die außen auf dem Rohr (7) befindliche Schmierglasschicht über ringförmig um das Metallrohr (7) angeordneter Düsen (22) mittels Hochdruckwasserstrahlen abgetragen wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3 zur Entfernung der Schmierglasschicht eines stranggepressten Metallrohres.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 for removing the smear layer of an extruded metal pipe, in particular a stainless steel pipe, the smear layer on the outside of the pipe (7) being removed by means of high-pressure water jets via nozzles (22) arranged in a ring around the metal pipe (7). . The invention further relates to a device according to the preamble of
Beim Warmstrangpressen von Metallen wird zwischen dem Strangpresswerkzeug und dem umzuformenden Metallblock Glas eingebracht, das bei der Arbeitstemperatur schmilzt. Der sich ausbildende dünne Glasfilm dient als Schmiermittel, wie beispielsweise in der
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung der Schmierglasschicht eines stranggepressten Metallrohres, insbesondere eines Edelstahlrohres bereitzustellen, das aufwandminimiert durchführbar ist und bei dem der Einsatz von gesundheits- und umweltschädlichen Stoffen vermieden ist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This is where the invention aims to remedy the situation. The object of the invention is to provide a method and a device for removing the smear layer of an extruded metal pipe, in particular a stainless steel pipe, which can be carried out with minimal effort and in which the use of substances harmful to health and the environment is avoided. According to the invention, this object is achieved by a method having the features of claim 1.
Mit der Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung der Schmierglasschicht eines stranggepressten Metallrohres, insbesondere eines Edelstahlrohres bereitgestellt, das aufwandminimiert durchführbar ist und bei dem der Einsatz von gesundheits- und umweltschädlichen Stoffen vermieden ist. Dadurch, dass die außen auf dem Rohr befindliche Glasschicht mittels Hochdruckwasserstrahlen abgetragen wird, sind Gefahren für Gesundheit und Umwelt vermieden. Weiterhin ist auch keine aufwendige Reinigung des Prozesswassers erforderlich.The invention provides a method for removing the lubricating glass layer of an extruded metal tube, in particular a stainless steel tube, which can be carried out with minimal effort and in which the use of substances harmful to health and the environment is avoided. Because the glass layer on the outside of the pipe is removed using high-pressure water jets, risks to health and the environment are avoided. Furthermore, no complex cleaning of the process water is required.
Das Metallrohr wird mittels einer Richtvorrichtung gerichtet, wodurch die in dem Rohr befindliche Glasschicht aufgebrochen und abgelöst wird, wonach die in dem Rohr befindlichen Glaspartikel mittels einer Vakuumanlage gelöst und abgesaugt werden. Hierdurch ist eine aufwandminimierte Entfernung auch der auf der Innenmantelflächen des Rohres befindlichen Glasschicht erzielt, ohne dass gesundheits- oder umweltschädliche Stoffe zum Einsatz kommen. Bevorzugt kommt eine 10-Rollen-Richtmaschine mit auf den Richtvorgang abgestimmter Walzengeometrie zum Einsatz.The metal tube is straightened by means of a straightening device, whereby the glass layer in the tube is broken up and detached, after which the glass particles in the tube are loosened and sucked off by means of a vacuum system. This means that the glass layer on the inner surface of the tube can also be removed with minimal effort, without the use of substances that are harmful to health or the environment. A 10-roller straightening machine with roller geometry matched to the straightening process is preferably used.
In Ausgestaltung der Erfindung werden die Metallflächen des Metallrohres nach dem Abtragen einer Glasschicht einer automatischen optischen Prüfung unterzogen, wobei bei Nichterfüllung eines vorgegebenen Oberflächenparameters eine Wiederholung der Hochdruckwasserstrahlbehandlung und/oder des Absaugvorgangs durchgeführt wird. Hierdurch ist eine hohe Reinigungsgüte der Rohroberflächen gewährleistet.In an embodiment of the invention, the metal surfaces of the metal pipe are subjected to an automatic optical inspection after a layer of glass has been removed, with the high-pressure water jet treatment and/or the suction process being repeated if a predetermined surface parameter is not met. This ensures that the pipe surfaces are cleaned to a high standard.
Die gestellte Aufgabe wird weiterhin durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst.The stated object is also achieved by a device having the features of
In Ausgestaltung der Erfindung weist die Wasserhochdruckstrahlkabine wenigstens einen teilringförmigen, insbesondere teilkreisringförmigen Düsenträger auf, an dem die Düsen angeordnet sind. Bevorzugt ist der Düsenträger axial entlang eines aufgenommenes Metallrohres bewegbar. Alternativ können auch Mittel zur Förderung eines aufgenommenen Metallrohres durch den Düsenträger angeordnet sein, die beispielsweise angetriebene Förderrollen umfassen können. Hierdurch ist eine steuerbare Abtragung der Schmierglasschicht ermöglicht.In an embodiment of the invention, the high-pressure water blasting cabin has at least one part-annular, in particular part-annular nozzle carrier, on which the nozzles are arranged. Preferably, the nozzle carrier can be moved axially along a metal tube that is accommodated. Alternatively, means for conveying a received metal pipe through the nozzle holder can also be arranged, which can comprise, for example, driven conveying rollers. This enables a controllable removal of the smear glass layer.
Die Vorrichtung umfasst eine Richtmaschine, an die sich eine Vakuumanlage anschließt. Hierdurch ist ein mechanisches Aufbrechen der Schmierglasschichten an der gesamten Innenmantelfläche des Metallrohres mit nachfolgender Absaugung und Herauslösung der Glaspartikel aus dem Metallrohr ermöglicht. Die Richtmaschine ist vorzugsweise mit einer Anzahl einzeln angetriebener Richtrollen versehen. Dabei weisen die Richtrollen vorteilhaft eine spezielle, auf den Richtvorgang abgestimmte Geometrie auf. Die Richtmaschine ist besonders bevorzugt derart ausgelegt, dass sie mit den angetriebenen Rollen in der Lage ist, mit überlagerten Druck- und Biegespannungen das gesamte Rohrvolumen zu plastifizieren. Die Vakuumanlage ist bevorzugt durch ein Hochleistungssaugaggregat gebildet, das vorzugsweise eine Antriebleistung von mehr als 80 kW aufweist.The device includes a straightening machine, which is connected to a vacuum system. This enables the smear glass layers to be broken up mechanically on the entire inner lateral surface of the metal tube, with subsequent suction and detachment of the glass particles from the metal tube. The straightening machine is preferably provided with a number of individually driven straightening rolls. The straightening rollers advantageously have a special geometry that is matched to the straightening process. The straightening machine is particularly preferably designed in such a way that, with the driven rollers, it is able to plasticize the entire tube volume with superimposed compressive and bending stresses. The vacuum system is preferably formed by a high-performance suction unit that preferably has a drive power of more than 80 kW.
In Ausgestaltung der Erfindung weist die Vakuumanlageeine wechselbare Blende auf, die auf den Außendurchmesser des zu behandelnden Metallrohres abgestimmt ist. Hierdurch ist eine dichtende Verbindung des Metallrohres mit der Vakuumanlage erzielt.In an embodiment of the invention, the vacuum system has an exchangeable screen that is matched to the outside diameter of the metal pipe to be treated. This achieves a sealed connection between the metal tube and the vacuum system.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Vakuumanlage mit einem Zyklonabscheider und/oder wenigstens einem Filterelement zur Entfernung abgesaugter Glaspartikel aus der Abluft verbunden. Hierdurch ist einer Verschmutzung der Umwelt durch abgesaugte Glaspartikel entgegengewirkt.In a further embodiment of the invention, the vacuum system is connected to a cyclone separator and/or at least one filter element for removing suctioned glass particles from the exhaust air. This counteracts pollution of the environment by suctioned glass particles.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Richtmaschine über ein Fördermittel mit der Wasserhochdruckstrahlkabine verbunden. Hierdurch ist ein automatischer Transfer des stranggepressten Metallrohres zu der Wasserhochdruckstrahlkabine zur weiteren Bearbeitung ermöglicht. Bevorzugt ist auch die Vakuumanlage über ein Fördermittel mit der Richtmaschine verbunden.In a further development of the invention, the straightening machine is connected to the high-pressure water blasting cabin via a conveyor. This enables an automatic transfer of the extruded metal tube to the high-pressure water blasting cabin for further processing. The vacuum system is preferably also connected to the straightening machine via a conveyor.
Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
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1 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Entfernung der Schmierglasschicht eines stranggepressten Edelstahlrohres; -
2 die schematische Darstellung der Wasserhochdruckstrahlkabine der Vorrichtung aus1 in der Draufsicht; -
3 die schematische Darstellung der Wasserhochdruckstrahlkabine der Vorrichtung aus1 im Querschnitt und -
4 die schematische Darstellung der Vakuumanlage der Vorrichtung aus1 mit angelegtem Rohr.
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1 the schematic representation of a device for removing the lubricating glass layer of an extruded stainless steel tube; -
2 the schematic representation of the high-pressure water jet cabin of the device1 in top view; -
3 the schematic representation of the high-pressure water jet cabin of the device1 in cross section and -
4 the schematic representation of the vacuum system of the device1 with attached tube.
Die als Ausführungsbeispiel gewählte Vorrichtung zur Entfernung der Schmierglasschicht eines stranggepressten Metallrohres 7, vorliegend eines Edelstahlrohres, umfasst ein mit einem Rollengang 11 ausgestattetes Vorlagemagazin 1, das mit einer Wasserhochdruckstrahlkabine 2 verbunden ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Wasserhochdruckstrahlkabine 2 für einen Wasserdruck von 400 bis 2000 bar ausgelegt. Die Aufnahme der von der Oberfläche des Metallrohres 7 abgetragenen Glaspartikel erfolgt durch ein - nicht dargestelltes - integriertes, geschlossenes Wasseraufbereitungssystem, das mehrere Pumpen und Filter umfasst.The device selected as an exemplary embodiment for removing the smear glass layer from an
An die Wasserhochdruckstrahlkabine 2 schließt sich ein weiterer Rollengang 3 an, der in einer Richtmaschine 4 mündet. Die Richtmaschine 4 ist im Ausführungsbeispiel als 10-Rollen-Richtmaschine ausgeführt. An die Richtmaschine 4 schließt sich ein Rollengang 5 an, der mit einer Ablagemulde 51 versehen ist. An den Rollengang 5 schließt sich eine Vakuumanlage 6 zur Absaugung von in dem Rohr befindlichen Glaspartikeln an.Another
Ein in einer Rohrstrangpresse mit Glasschmierung geformtes Metallrohr 7, vorliegend ein Edelstahlrohr, wird nach Abkühlung auf einem - nicht dargestellten - vorgelagerten Kühlbett auf das Vorlagemagazin 1 aufgebracht, über dessen Rollengang 11 es in die Wasserhochdruckstrahlkabine 2 gefördert wird. In der Wasserhochdruckstrahlkabine 2 wird die außen auf dem Metallrohr 7 befindliche Glasschicht mittels Hochdruckwasserstrahlen abgetragen. Hierzu weist die Wasserhochdruckstrahlkabine 2 einen teilkreisringförmigen Düsenträger 21 auf, an dem umlaufend Düsen 22 ringförmig angeordnet sind, die bevorzugt über - nicht dargestellte - Stellmotoren radial einstellbar sind. Der Düsenträger 21 ist über einen - nicht dargestellten - Linearmotor entlang des von der Wasserhochdruckstrahlkabine 2 aufgenommenen Metallrohres 7 verfahrbar. Alternativ kann der Düsenträger auch ortsfest angeordnet sein, wobei Fördermittel wie beispielsweise angetriebene Förderrollen angeordnet sind, über die das Metallrohr 7 durch den Düsenträger 21 verfahrbar ist. Innerhalb der Wasserhochdruckstrahlkabine 2 sind Rohrvorschubgeschwindigkeit und Wasserdruck in Abhängigkeit des Rohraußendurchmessers sowie der Dicke der Schmierglasschicht einstellbar.A
Anschließend wird das Metallrohr 7 über den Rollengang 3 zu der Richtmaschine 4 gefördert, in der das Metallrohr 7 mit hoher Geradheit gerichtet wird. Durch die mechanischen Biegevorgänge des Metallrohres 7 und der auf den Richtvorgang abgestimmten Walzengeometrie wird das gesamte Rohrvolumen plastifiziert. Hierbei rotiert das Metallrohr 7 in der Richtmaschine 4 vorzugsweise mit einer Oberflächenüberdeckung von etwa 30% der Rohroberfläche. Dabei wird die harte, spröde, auf der Innenwandung des Metallrohres 7 befindliche Schmierglasschicht aufgebrochen und abgelöst.The
Nachfolgend gelangt das Metallrohr 7 über den Rollengang 5 in die Ablagemulde 51 und wird einer Vakuumanlage 6 zugeführt. Die Vakuumanlage 6 weist eine wechselbare Blende 61 auf, die auf den Außendurchmesser des zu behandelnden Metallrohres 7 abgestimmt ist. Das Metallrohr 7 wird bündig mit der Blende 61 positioniert, wonach Luft mit sehr hoher Strömungsgeschwindigkeit durch das Metallrohr 7 gesaugt wird. Hierbei werden die aufgebrochenen und abgelösten Glaspartikel aus dem Metallrohr 7 abgetragen. Im Ausführungsbeispiel weist die Vakuumanlage eine Antriebsleistung vom 90 kW auf. Die abgesaugten Glaspartikel werden über einen Zyklonabscheider 62 mit nachfolgender Filteranlage der Abluft entzogen.Subsequently, the
Über - nicht dargestellte - vorzugsweise optische Sensoren können die Außen- und Innenmantelflächen des Metallrohres 7 sodann auf etwaige noch vorhandene Glaspartikel hin geprüft werden. Wurde die erforderliche Abtragungsrate nicht erfüllt, sodass eine unzureichende Entfernung der Glasschichten erfolgt ist, kann das Metallrohr 7 einer erneuten Behandlung unterzogen werden.The outer and inner lateral surfaces of the
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch einen einfachen und robusten Aufbau aus, bei dem keinerlei aggressive und umweltschädliche Hilfstoffe zum Einsatz kommen. Der Betrieb einer solchen Vorrichtung erfordert daher weder eine aufwendige Absauganlage, noch nachgeschaltete Sonderabfallentsorgungsprozesse.The device according to the invention is characterized by a simple and robust structure in which no aggressive and environmentally harmful auxiliary materials are used. The operation of such a device therefore requires neither a costly extraction system nor downstream hazardous waste disposal processes.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ASMAG-HOLDING GMBH, AT Free format text: FORMER OWNER: REIKA GMBH & CO. KG, 58093 HAGEN, DE |