DE1262195B

DE1262195B - Device for removing scale and other impurities from a metal surface

Info

Publication number: DE1262195B
Application number: DEST17940A
Authority: DE
Inventors: Tadeusz Kaus; Eustachy Naruszewicz; Zdzislaw Unterschuetz
Original assignee: STOCZNIA GDANSKA FA
Current assignee: STOCZNIA GDANSKA FA
Priority date: 1960-06-27
Filing date: 1961-06-12
Publication date: 1968-03-07

Description

Vorrichtung zum Befreien einer Metallfläche von Zunder und anderen Verunreinigungen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befreien einer Metallfläche von Zunder und anderen Verunreinigungen durch periodische Wärmeeinwirkung und mechanische Behandlung mit einem angetriebenen, aus Lamellen aufgebauten, trommelförmigen Werkzeug.Device for removing scale and others from a metal surface Contaminants The invention relates to a device for clearing a metal surface of scale and other impurities due to periodic exposure to heat and mechanical Treatment with a driven, drum-shaped tool made up of lamellas.

Bei einer bekannten Vorrichtung wird eine mit Zunder behaftete Oberfläche durch Erhitzen mittels eines elektrischen Lichtbogens in den teigigen Zustand überführt und dann die teigige Oberflächenschicht mechanisch abgetragen.In a known device, a surface afflicted with scale is used converted into the doughy state by heating with an electric arc and then mechanically removed the doughy surface layer.

Es ist ferner eine Vorrichtung bekannt, bei der Werkstoff nur mit Hilfe des elektrischen Lichtbogens abgetragen wird, wobei ein Berühren von Werkstück und radförmigem Werkzeug vermieden wird.There is also a device known in the material only with With the help of the electric arc, the workpiece is touched and wheel-shaped tool is avoided.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung trägt ein trommelförmiges Werkzeug auf seiner Oberfläche einen Belag, der gleichmäßig oder profiliert ausgebildet sein kann. Der Belag dient zur Führung des Lichtbogens längs des Werkstückes.In another known device carries a drum-shaped Tool on its surface a coating that is formed evenly or profiled can be. The covering is used to guide the arc along the workpiece.

Außerdem ist noch eine Vorrichtung zum Schneiden von Metall mit Hilfe des elektrischen Stromes bekannt, bei der eine gezahnte Scheibe zur Zufuhr des elektrischen Stromes für die Erzeugung des elektrischen Lichtbogens dient, der den in Vorschubrichtung vor der Scheibe liegenden Werkstoff verbrennt.There is also a device for cutting metal with the help of the electric current known, in which a toothed disc for supplying the electric Current is used to generate the electric arc, which is in the feed direction Material lying in front of the disc burns.

Bei einem bekannten Verfahren zum ununterbrochenen Entzundern von warmgewalztem Walzgut wird der Zunder durch Wärme gelockert und anschließend mit Hilfe einer Brechvonichtung mechanisch entfernt. Danach wird das Walzgut tiefgekühlt, erneut erwärmt, durch Vibrationsschläge behandelt und mittels rotierender Bürsten abgebürstet. Das Walzgut wird hier einer ganzen Reihe unterschiedlicher Behandlungen ausgesetzt.In a known method of continuously descaling In hot-rolled rolling stock, the scale is loosened by heat and then with Mechanically removed using a breaker. Then the rolling stock is frozen, reheated, treated with vibration and using rotating brushes brushed off. The rolling stock undergoes a whole range of different treatments here exposed.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zunder und sonstige Verunreinigungen von Metall durch periodisch wechselndes, kurzzeitige elektrische Impulse erzeugendes Zünden und Löschen eines elektrischen Lichtbogens zu lösen und durch mechanisches Bearbeiten zu entfernen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Vielzahl kreisringfönniger Lamellen mit radialein Spiel und mit gegenseitigem Abstand auf einem von einer Scheibe getragenen Kranz von Tragbolzen gleichmäßig verteilt und radial verschiebbar angeordnet, und das trommelförmige Werkzeug und die Metallfläche zum Erzeugen eines Lichtbogens als Wärinequelle an die Pole einer Stromquelle angeschlossen sind. Der periodische Wechsel zwischen Zünden und Löschen des Lichtbogens wird durch die zu reinigende Metallfläche beim Auftreffen der Lamellen gesteuert. Hierdurch entstehen plötzliche Temperaturschwankungen, und es treten auf Grund der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten von Metall und von darauf befindliche Verunreinigungen bei den durch die abwechselnd gezündeten und unterbrochenen Lichtbogen hervorgerufenen starken Temperaturänderungen an Berührungsflächen der Verunreinigungen mit dem Metall bedeutende Kräfte auf, die das Ablösen der Verunreinigungen und auch die Trennung der einzelnen Verunreinigungs- und Zunderschichten begünstigen. Zugleich entstehen bei der hohen Temperatur Metalloxyde und andere Schutzschichten an den Metallflächen, die das Wiederverschweißen der Metallflächen und der von diesen gelösten Verunreinigungen verhindern.The present invention is based on the object of scale and other contamination of metal by periodically changing, short-term electrical Triggering and extinguishing an electric arc, generating pulses, and to be removed by mechanical processing. This object is achieved according to the invention solved that a large number of circular lamellae with radialein play and with mutual spacing on a ring of support bolts carried by a disc evenly distributed and arranged to be radially displaceable, and the drum-shaped Tool and the metal surface for generating an arc as a heat source the poles of a power source are connected. The periodic change between Igniting and extinguishing the arc is done by the metal surface to be cleaned Controlled impact of the slats. This causes sudden temperature fluctuations, and it occurs due to the different expansion coefficients of metal and of the impurities on it in the case of the alternately ignited and interrupted arcs caused strong temperature changes at contact surfaces The impurities with the metal have significant forces that cause the detachment of the impurities and also promote the separation of the individual layers of contamination and scale. At the same time, metal oxides and other protective layers are formed at the high temperature on the metal surfaces, the re-welding of the metal surfaces and those of them prevent dissolved impurities.

In Weiterbildung der Erfindung sind sämtliche Lamellen gleich ausgebildet, und die auf benachbarten Tragbolzen angeordneten Lamellen greifen kammartig ineinander. Die Zeichnung veranschaulicht die Vorrichtung nach der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel.In a further development of the invention, all slats are designed the same, and the lamellae arranged on adjacent support bolts intermesh in a comb-like manner. The drawing illustrates the device according to the invention in one embodiment.

F i g. 1 zeigt die Vorrichtung halb im Längsschnitt und halb in Draufsicht.F i g. 1 shows the device half in longitudinal section and half in plan view.

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach der Geraden A -A in F i g. 1. F i g. 2 shows a cross section through the device along the straight line A -A in FIG. 1.

F i g. 3 gibt im Querschnitt einen Einzelteil der Vorrichtung in Vergrößerung gegenüber F i g. 1 und 2 wieder. Auf eine Welle 8, die von Hand oder motorisch in Umlauf versetzbar ist, sind zwei Scheiben 4 aufgekeilt, welche mehrere, über ihren Umfang gleichmäßig verteilte zylindrische Tragbolzen 3 tragen, die parallel zur Welle 8 ausgerichtet und mit ihren eingeschnürten Enden in Löcher der Scheiben 4 eingepaßt sind. Auf jedem Tragbolzen 3 ist eine Gruppe von ringförmigen Lamellen 2, deren Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der Tragbolzen 3 ist, in parallelflächiger, durch Zwischenspalte getrennter Anordnung nebeneinander aufgereiht, so daß sie gegenüber den Tragbolzen 3 radial verschiebbar sind und daher beim Umlauf der Welle 8 und der Scheiben 4 durch Fliehkraft an die Tragbolzen 3 angelegt, jedoch beim Auftreffen auf die zu reinigende Metallfläche 1 von den Tragbolzen 3 nach der Welle 8 hin entfernt werden. Dies ist in F i g. 2 für die im Querschnitt nach der Geraden A-A von F i g. 1 rings um die Welle 8 ersichtlichen Lamellen 2, und in F i g. 3 für die jeweils an die Metallfläche 1 angedräckte und dadurch vom zugehörigen Tragbolzen 3 abgehobene Lamelle 2 veranschaulicht. Die Trennung der auf den einzelnen Tragbolzen 3 aufgereihten Lamellen 2 durch Spalte wird ohne besondere Zwischenstücke erreicht, da zwischen sie die Lamellen 2 der jeweils unmittelbar benachbarten Gruppe mit einem Teil ihrer Seitenfläche eingeschoben sind, wie F i g. 1 und 2 erkennen lassen.F i g. 3 shows an individual part of the device in cross section, enlarged compared to FIG. 1 and 2 again. On a shaft 8, which can be set in rotation by hand or by motor, two disks 4 are keyed, which carry several cylindrical support bolts 3 evenly distributed over their circumference, which are aligned parallel to shaft 8 and with their constricted ends in holes in the disks 4 are fitted. On each support bolt 3 , a group of annular lamellas 2, the inner diameter of which is larger than the outer diameter of the support bolts 3, is lined up next to one another in a parallel-faced arrangement separated by intermediate gaps, so that they are radially displaceable with respect to the support bolts 3 and therefore when the shaft 8 rotates and the disks 4 are applied to the support bolts 3 by centrifugal force, but are removed from the support bolts 3 towards the shaft 8 when they strike the metal surface 1 to be cleaned. This is in FIG. 2 for the cross-section along the straight line AA of F i g. 1 around the shaft 8 visible slats 2, and in F i g. 3 for the lamella 2 pressed against the metal surface 1 and thereby lifted off the associated support bolt 3. The separation of the lamellas 2 lined up on the individual support bolts 3 by gaps is achieved without special intermediate pieces, since the lamellas 2 of the immediately adjacent group are inserted between them with part of their side surfaces, as shown in FIG. 1 and 2 can be recognized.

Die Lamellen 2 bestehen ebenso wie die Tragbolzen 3 und die Scheiben 4 aus elektrisch gut leitendem Metall und die Tragbolzen 3 sind über einen auf der Welle 8 sitzenden und an der einen Scheibe 4 anliegenden Schleifring 7 und eine auf dieser gleitende Bürste 6 an die eine Klemme einer elektrischen Spannungsquelle angeschlossen, die gemäß F i g. 1 durch einen primärseitig an ein Wechselstromnetz anschaltbaren und sekundärseitig einerseits mit der Bürste 6 und andererseits über eine Leitung 10 mit der Metallfläche 1 verbundenen Transformator 5 gegeben ist, aber auch aus einem Gleichstromgenerator mit einer Leerlaufspannung von 50 bis 100 Volt, zweckmäßig mit einer abfallenden Strom- und Spannungskennlinie, bestehen kann.The lamellas 2, like the support bolts 3 and disks 4, are made of electrically conductive metal and the support bolts 3 are attached to one clamp via a slip ring 7 sitting on the shaft 8 and resting against one disk 4 and a brush 6 sliding on this connected to an electrical voltage source, which according to FIG. 1 is provided by a transformer 5 that can be connected on the primary side to an alternating current network and on the secondary side to the brush 6 on the one hand and to the metal surface 1 via a line 10 on the other hand, but also from a direct current generator with an open circuit voltage of 50 to 100 volts, expediently with a falling current - and voltage characteristic, can exist.

Wenn die durch die Scheiben 4, die Tragbolzen 3 und die Lamellen 2 auf der Welle 8 gebildete Trommel von Hand oder motorisch gedreht wird, werden (vgl. F i g. 2) die sämtlichen, lose die einzelnen Tragbolzen 3 umschließenden Gruppen von Lamellen 2 - mit der einzigen Ausnahme der'jeweils an die Metallfläche 1 angedrückten Ringlamellengruppe - durch die- sie radial bis zur Berührung mit den Tragbolzen 3 verschiebende Fliehkraft mit der einer Klemme der Sekundärwicklung des Transformators 5 über die Bürste 6, den Schleifring 7, die diesem benachbarte Scheibe 4 und die Tragbolzen 3 leitend verbunden, ohne jedoch Anschluß an die mit der Metallfläche 1 in- Verbindung stehende andere Klemme der Sekundärwicklung zu haben. Erst die jeweils der Metallfläche 1 sich nähernde Gruppe von auf dem gleichen Tragbolzen 3 sitzenden Lamellen 2 wird im Augenblick ihrer Berührung mit der Metallfläche 1 durch diese mit der zweiten Klemme der Sekundärwicklung über die Leitung 9 verbunden, so daß der Stromkreis über diese geschlossen wird, der aber sogleich, wenn diese Lamellengruppe zum vollen Aufschlagen auf die Metallfläche 1 kommt, und in die in F i g. 2 bei der untersten Lamelle wiedergegebene, vom zugehörigen Tragbolzen 3 abgehobene Lage übergeführt wird, wieder unterbrochen wird. Dadurch wird ein kurzzeitiger, mit einem elektrischen Lichtbogen zwischen den einzelnen Lamellen dieser Gruppe und dem zugehörigen Tragbolzen verbundener Stromimpuls hervorgerufen, der die Lamellen 2 sowie die MetaUfläche 1 samt den ihr anhaftenden Verunreinigungen stark erhitzt und diese dadurch von der Metallfläche löst, worauf sie bei der weiteren Drehung der Scheiben 4 durch- die neuerdings stromlos gewordenen Lamellen 2 der die Metallfläche 1 wieder verlassenden Gruppe rein mechanisch von der Metallfläche entfernt werden.When the drum formed by the disks 4, the support bolts 3 and the lamellae 2 on the shaft 8 is rotated by hand or by a motor, all of the groups of lamellae 2 loosely surrounding the individual support bolts 3 (see FIG. 2) - With the only exception of the ring lamella group pressed against the metal surface 1 - by the centrifugal force, which moves it radially until it comes into contact with the support bolts 3, with the one terminal of the secondary winding of the transformer 5 via the brush 6, the slip ring 7, which is adjacent to it Disc 4 and the support bolts 3 are conductively connected, but without having a connection to the other terminal of the secondary winding which is connected to the metal surface 1. Only the group of lamellas 2, which are approaching the metal surface 1 , on the same support bolt 3 is connected to the second terminal of the secondary winding via the line 9 at the moment of their contact with the metal surface 1 , so that the circuit is closed via this, which, however, immediately when this group of lamellae comes to full impact on the metal surface 1 , and into the one shown in FIG. 2 at the lowest lamella reproduced, from the associated support bolt 3 lifted position is transferred, is interrupted again. This causes a short-term current pulse connected to an electric arc between the individual lamellae of this group and the associated support bolt , which strongly heats the lamellae 2 and the metal surface 1 together with the impurities adhering to it and thereby loosens them from the metal surface, whereupon they further rotation of the disks 4 through the recently de-energized lamellae 2 of the group leaving the metal surface 1 , are removed purely mechanically from the metal surface.

Für ein zweiseitiges Reinigen einer Metallplatte kann auf jeder Seite der Platte eine nach F i g. 1 bis 3 ausgebildete Vorrichtung vorgesehen und die eine Klemme der Sekundärwicklung des Transformators 5 mit der Bürste der einen, und die zweite Klemme dieser Wicklung an die Bürste der anderen Vorrichtung angeschlossen sein.For two-sided cleaning of a metal plate, one according to FIG. 1 to 3 formed device is provided and one terminal of the secondary winding of the transformer 5 can be connected to the brush of one device, and the second terminal of this winding can be connected to the brush of the other device.

Claims

Patent claims: 1. Device for freeing a metal surface from scale and other impurities by periodic exposure to heat and mechanical treatment with a driven drum-shaped tool made up of lamellae, characterized in that a plurality of annular lamellae (2) with radial play and with mutual spacing one, by a disc (4) carried ring of support bolts (3) evenly distributed and arranged to be radially displaceable, and # the tromniel-shaped tool and the metal surface for generating an arc as a heat source are connected to the poles of a power source. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that all the lamellae (2) are of the same design and the lamellae (2) arranged on adjacent support bolts (3) intermesh in a comb-like manner. Considered publications: German patent application G 10785 VI / 18 c (published on November 25, 1954); Austrian patent specification No. 103 881; Swiss patents, Nos. 323 666, 314 393; U.S. Patent No. 2,355,838; "Technical Communications," H.

2, February 1959, pp. 70 to 77.