DE19805838A1

DE19805838A1 - Method and apparatus for descaling continuously cast and/or hot-rolled products of steel

Info

Publication number: DE19805838A1
Application number: DE1998105838
Authority: DE
Inventors: Lothar Thoene
Original assignee: Sms Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 1999-08-19
Anticipated expiration: 2018-02-14
Also published as: DE19805838B4

Abstract

The product (4) to be descaled is conveyed through a water bath. There it is subjected to a series of high-energy ultrasonic waves producing alternatingly pressure and vacuum cavitation phenomena on scale particles, so that the latter - at least for the most part - are detached from the product surface. The claimed apparatus is characterized by a number of ultrasonic transducers (20) which are located in the water box (1) at least below the roller conveyor (3), and are distanced from one another in the direction of motion of the product.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Entzundern von Stranggieß- und/oder Warmwalzprodukten aus Metall, insbesondere aus Stahl unter Verwendung eines Fluids, insbesondere von Wasser im Durchlauf durch eine Entzunderungsstation.The invention relates to a method and an apparatus for Descaling of continuous casting and / or hot rolled metal products, especially made of steel using a fluid, in particular of water as it passes through a descaling station.

Bevorzugt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum hydraulischen Entzundern von im Dünnbandgießver fahren hergestellten Blechen.The invention preferably relates to a method and a Device for hydraulic descaling in thin strip casting drive manufactured sheets.

Bisher wurde das Entzundern solcher Bleche mit kleinen Düsen und hohen Drücken bis zu 1000 bar bei kleinen bis mittleren Wassermengen durchgeführt. Dennoch konnte nicht immer ein zufriedenstellendes Ergebnis erzielt werden.So far, the descaling of such sheets with small nozzles and high pressures up to 1000 bar with small to medium amounts of water carried out. Still, it couldn't always be a satisfactory one Result can be achieved.

Das Dokument DE 43 28 303 C2 beschreibt eine Einrichtung zum Entzun dern von warmen Walzgut. Diese sieht vor, daß das Walzgut an der Einrichtung vorbeibewegt und mittels unter hohem Druck stehenden Fluid, insbesondere Hochdruckwasser mit einer mindestens die Werk stückbreite überdeckenden Düsenreihe mit einer Anzahl von Düsenköp fen durch Bestrahlen entzundert wird, wobei jeder Düsenkopf um eine zur Werkstückoberfläche im wesentlichen senkrechte Drehachse moto risch drehangetrieben ist und mindestens zwei außermittig bezüglich der Drehachse angeordnete Düsen aufweist. Die Düsen jedes Düsenkop fes sind mit zur Drehachse unterschiedlichem Winkel so angeordnet, daß das Spritzbild jeder Düse im Betrieb, bezogen auf die Drehachse, einen unterschiedlichen radialen Bereich überdeckt.The document DE 43 28 303 C2 describes a device for extracting warm rolling stock. This provides that the rolling stock on the Device moved past and by means of high pressure Fluid, especially high pressure water with at least the plant Nozzle row covering a piece width with a number of nozzle heads is descaled by irradiation, with each nozzle head one moto axis of rotation essentially perpendicular to the workpiece surface is rotationally driven and at least two off-center has nozzles arranged on the axis of rotation. The nozzles of each nozzle head fes are arranged at different angles to the axis of rotation so that the spray pattern of each nozzle in operation, based on the Axis of rotation, a different radial area covered.

Die Vielfachanordnung drehbar angetriebener Spritzdüsenköpfe mit Drehgeschwindigkeiten um ca. 1000 U/min. erfordert einen vergleichs weise hohen technischen Aufwand und Wartungsbedarf sowie eine hohe Energie zur Erzeugung der erforderlichen Wasserdrücke, die bspw. mit 1000 bar angegeben sind.The multiple arrangement of rotatably driven spray nozzle heads Rotation speeds around 1000 rpm. requires a comparison as high technical effort and maintenance requirements as well as a high Energy to generate the required water pressures, e.g. are specified with 1000 bar.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit welchen die vorgenannten Schwierigkeiten und Nachteile vermieden werden und eine zufriedenstellende Entzunderung bei gleichen oder verminderten Wassermengen und deutlich verringerten Wasserdrücken unter Wegfall des hohen technischen Aufwandes und Energiebedarfs der Hochdruckpumpen gelingt.The present invention is based on the aforementioned prior art the task of specifying a method and a device, with which the aforementioned difficulties and disadvantages avoided and a satisfactory descaling at the same or reduced water volumes and significantly reduced water pressures eliminating the high technical effort and energy requirement the high pressure pumps succeed.

Die Lösung der Aufgabe wird mit der Erfindung bei einem Verfahren zum Entzundern von Stranggieß- und/oder Warmwalzprodukten aus Metall, insbesondere aus Stahl insbesondere unter Verwendung von Wasser im Durchlauf durch eine Entzunderungsstation dadurch er reicht, daß die Produkte in der Entzunderungsstation durch ein Wasserbad geführt und darin durch Beaufschlagung mit einer Folge von energiegeladenen, im Wechsel von Druck und Vakuum Kavitations erscheinungen an den Zunderpartikeln erzeugenden Ultraschallwellen diese mindestens größtenteils von der Oberfläche der Produkte abgelöst werden.The object is achieved with the invention in a method for descaling continuous casting and / or hot rolled products Metal, in particular steel, in particular using Water in pass through a descaling station thereby is enough that the products in the descaling station through a Guided water bath and in it by applying a consequence of energetic, alternating between pressure and vacuum cavitation appearances on the ultrasonic waves generating scale particles this at least for the most part from the surface of the products be replaced.

Die dabei erfolgende schnelle und gründliche Reinigung des Produktes von Zunder beruht vor allem auf einer Erscheinung, die als Kavita tion bezeichnet wird. Hierbei hat es sich als besonders günstig erwiesen, daß die Entzunderung mit intensiven Ultraschall-Schwin gungsfrequenzen um 20 kHz bei äußerst starken und schnellen Druck wechseln in der Flüssigkeit vorgenommen wird. Dadurch entstehen kurzzeitig winzige dem Auge nicht sichtbare Vakuumbläschen, die ebenso schnell und heftig wieder zusammenstürzen. Dabei wurden Druckstöße bis 1000 bar gemessen. Die Zunderpartikel werden durch an ihnen mittels Ultraschallschwingungen hervorgerufene kavitations bedingte Wechsel von Mikroexplosionen und -implosionen von der Metalloberfläche gelockert und schließlich abgelöst. Diese millio nenfach winzigen Mikroexplosionen und -implosionen, die außerdem noch vorwiegend an den Grenzflächen zwischen der Flüssigkeit und dem festen Körper auftreten, bewirken in hervorragender Weise eine Ablösung der Schmutzteilchen.The quick and thorough cleaning of the product von Zunder is mainly based on an appearance that as Kavita tion is called. Here it has proven to be particularly cheap proven that descaling with intense ultrasonic vibr frequencies around 20 kHz with extremely strong and fast printing change in the liquid is made. This creates briefly tiny vacuum bubbles not visible to the eye, the collapse just as quickly and violently. In doing so Pressure surges measured up to 1000 bar. The scale particles are through cavitation on them caused by ultrasonic vibrations conditional change of micro explosions and explosions from the Metal surface loosened and finally detached. This millio tiny micro explosions and explosions that also still predominantly at the interfaces between the liquid and occur in the solid body, cause an excellent Detachment of the dirt particles.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß der Inhalt des abgelösten Zunderpartikel auffangenden Wasserbades von Zeit zu Zeit oder permanent ausgetauscht und dabei ein annähernd konstantes Verhältnis von einströmendem und abfließendem Wasser aufrecht erhalten wird.Another embodiment provides that the content of the replaced Scale particles collecting water bath from time to time or permanently exchanged and an almost constant ratio of incoming and outgoing water is maintained.

Die Erfindung ergibt den großen Vorteil, daß im Vergleich mit der konventionellen Entzunderung durch Hochdruck-Wasserstrahlen (bis zu 1000 bar) sowohl die Menge, als auch der Druck des im Wasserbad zuzuführenden Wassers drastisch reduziert werden, beispielsweise auf einen Druck von etwa 4 bar.The invention has the great advantage that compared to the conventional descaling by high pressure water jets (up to to 1000 bar) both the amount and the pressure of the water bath water to be supplied can be drastically reduced, for example to a pressure of about 4 bar.

Weiterhin sieht das Verfahren vor, daß bei einer Stranggießanlage die Ultraschall-Entzunderungen im Durchlauf durch ein Wasserbad bevorzugt unmittelbar nach dem Gießprozeß und vor Eintritt des Produktes in einen Ausgleichsofen vorgenommen wird.Furthermore, the method provides that in a continuous caster the ultrasonic descaling in a pass through a water bath preferably immediately after the casting process and before the onset of Product is made in a compensating oven.

Eine Ausgestaltung hierzu sieht weiter vor, daß das Produkt nach Austritt aus dem Ausgleichsofen und vor Eintritt in eine Walzanlage einer Nachentzunderung unter Anwendung von Ultraschall, alternativ mittels Hochdruck-Wasserstrahlen unterzogen wird.An embodiment of this further provides that the product Exit from the equalization furnace and before entering a rolling mill post-descaling using ultrasound, alternatively is subjected to high pressure water jets.

Eine Vorrichtung zum Entzundern von Stranggieß- und/oder Warmwalz produkten aus Metall, insbesondere aus Stahl unter Verwendung eines Fluides, insbesondere von Wasser im Durchlauf durch eine Entzunde rungsstation, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, umfaßt einen geschlossenen Wasserkasten mit einem darin unterhalb des Wasserspiegels angeordneten Rollgang zum Transport des zu entzundernden Produktes sowie mit Mittel zum Zu- und Abführen von Brauchwasser. Die vorrichtungsmäßige Lösung der Erfindung besteht darin, daß im Wasserkasten zumindest unterhalb des Roll ganges eine Anzahl in dessen Transportrichtung beabstandete Ul traschallgeber angeordnet ist.A device for descaling continuous casting and / or hot rolling products made of metal, in particular steel, using a Fluids, especially water passing through a descaling process tion station, in particular to carry out the method according to the Invention comprises a closed water box with one therein Roller table for transport located below the water level of the product to be descaled and with means for feeding and removing of process water. The device solution of the invention is that in the water tank at least below the roll ganges a number of ul spaced in its transport direction transducer is arranged.

Ausgestaltungen der Vorrichtung sind entsprechend den Merkmalen der Unteransprüche vorgesehen.Embodiments of the device are in accordance with the features of Subclaims provided.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels.Further details, features and advantages of the invention emerge derive from the following explanation of one in the drawing schematically illustrated embodiment.

Die Figur zeigt einen geschlossenen Wasserkasten 1 mit einem darin unterhalb des Wasserspiegels 2 angeordneten Rollgang 3 zum Transport des zu entzundernden Produktes 4 sowie mit Mittel 6, 8 zum Zu- und Abführen von Brauchwasser.The figure shows a closed water tank 1 with a roller table 3 arranged therein below the water level 2 for transporting the product 4 to be descaled and with means 6 , 8 for supplying and removing service water.

Erfindungswesentlich ist im Wasserkasten 1 zumindest unterhalb des Rollgangs 3 eine Anzahl in dessen Transportrichtung beabstandeter Ultraschallgeber 20 angeordnet. Die von diesen erzeugten hochener giereichen Schallwellen 21 treffen auf die Flächen des Produktes 4 und verursachen dort kavitationsbedingte Wechsel von Mikroex plosionen und -implosionen, durch welche die Zunderpartikel von der Metalloberfläche gelockert und schließlich abgelöst werden.Essential to the invention, a number of ultrasonic transmitters 20 are arranged at least below the roller table 3 in the water tank 1 . The high-energy sound waves 21 generated by these hit the surfaces of the product 4 and cause cavitation-related changes in microexplosions and implosions, by means of which the scale particles are loosened and finally detached from the metal surface.

Das Produkt 4, im vorliegenden Fall eine im Stranggießverfahren hergestellte Dünnbramme, ist auf dem Rollgang 3 in vergleichsweise geringem Abstand unterhalb des Wasserspiegels 2 im Durchlauf durch den Wasserkasten 1 geführt. Dabei sind die Ultraschallgeber 20 in etwas größerem Abstand von dem zu entzundernden Produkt 4 in Boden nähe des Wasserkastens 1 angeordnet.The product 4 , in the present case a thin slab produced in a continuous casting process, is guided on the roller table 3 at a comparatively short distance below the water level 2 in a passage through the water tank 1 . The ultrasound transmitter 20 are arranged at a somewhat greater distance from the product 4 to be descaled in the ground near the water tank 1 .

Es soll jedoch nicht ausgeschlossen sein, daß auch im Bereich zwischen Wasserspiegel 2 und Oberseite des Produktes 4 Ultraschall geber 20 in vergleichsweise geringerem Abstand vom Produkt 4 an geordnet sind.However, it should not be excluded that in the area between the water level 2 and the top of the product 4 ultrasound transmitter 20 are arranged at a comparatively smaller distance from the product 4 .

Weiterhin zeigt die Schnittdarstellung des Wasserkastens 1, daß oberhalb des Wasserspiegels 2 ein mit Wasser-Ausflußstutzen 6 bestückter Rohrring 5 und am Boden 7 des Wasserkastens bevorzugt mehrere in Transportrichtung beabstandete niveaugeregelte Wasser- Auslaßorgane 8 vorgesehen sind. Mit Hilfe der Niveauregelung wird durch ein Gleichgewicht zwischen Zufluß und Abfluß eine Konstanthal tung des Wasserspiegels 2 und ein den Erfordernissen entsprechender Austausch des Wasserinhalts im Wasserkasten 1 erreicht. Der Rohrring 5 ist bevorzugt an einem Deckel 12 des Wasserkastens 1 angeordnet, der seinerseits mit einem Flansch des Wasserkastens durch Keilver schlüsse 11 verbunden ist. Die Anschlüsse des Rohrrings 5 an eine Brauchwasserquelle (nicht gezeigt) sind mit der Bezugsziffer 13 bezeichnet.Furthermore, the sectional view of the water tank 1 shows that above the water level 2 a pipe ring 5 equipped with water outflow 6 and at the bottom 7 of the water tank preferably several level-controlled water outlet elements 8 spaced apart in the transport direction are provided. With the help of the level control, a balance of the water level 2 and a corresponding exchange of water content in the water tank 1 is achieved by a balance between inflow and outflow. The tubular ring 5 is preferably arranged on a cover 12 of the water box 1 , which in turn is connected to a flange of the water box by Keilver 11 . The connections of the pipe ring 5 to a hot water source (not shown) are designated by the reference number 13 .

An der im gezeigten Beispiel rechten Seitenwand 9 des Wasserkastens 1 befinden sich je oberhalb und unterhalb des Wasserspiegels 2 kommunizierende Anschlüsse der Niveauanzeiger 10. On the right side wall 9 of the water tank 1 in the example shown there are 2 communicating connections of the level indicators 10 above and below the water level.

Reference list

11

Wasserkasten
Water tank

22nd

Wasserspiegel
Water level

33rd

Rollgang
Roller table

44th

Produkt
product

55

Wasser-Zuflußeinrichtung, Rohrring
Water inflow device, pipe ring

66

Wasser-Ausflußstutzen
Water spout

77

Boden
ground

88th

Auslaßorgan
Outlet organ

99

Seitenwand
Side wall

1010th

Anschlüsse Niveauanzeiger
Level indicator connections

1111

Keilverschlüsse
Wedge fasteners

1212th

Deckel
cover

1313

Anschluß
Connection

2020th

Ultraschallgeber
Ultrasound transmitter

2121

Schallwellen
Sound waves

Claims

1. A method for descaling continuous casting and / or hot rolling products on metal, in particular steel using a fluid, in particular water in the passage through a descaling station, characterized in that the products in the descaling station through a water bath and carried out therein Exposure to a series of energetic ultrasound waves, which alternate between pressure and vacuum, generate cavitation on the scale particles, which are at least largely detached from the surface of the products.

2. The method according to claim 1, characterized, that descaling with intense ultrasonic vibration frequencies around 20 kHz by means of extremely strong and quick pressure change is made.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that scale particles by ultrasound vibrating on them induced cavitation-related change from microex explosions and implosions loosened from the metal surface and finally be relieved.

4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized, that the contents of the detached scale particles are catching Water bath from time to time or permanently replaced and an almost constant ratio of inflowing and draining water is maintained.

5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized, that the pressure of the water to be supplied to the water bath is approximately 2 to 10 bar, preferably set to about 4 bar.

6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized, that ultrasonic descaling in a continuous caster when passing through a water bath, preferably immediately after the casting process and before the product enters an out same oven is made.

7. The method according to claim 6, characterized, that the product after exiting the equalization furnace and before Entry into a rolling mill after descaling Use of ultrasound, alternatively using high pressure water is subjected to radiation.

8. Device for descaling continuous casting and / or hot rolling products made of metal, in particular steel using water, in particular in the passage through a descaling station, in particular for performing the method according to the invention, comprising a closed water tank ( 1 ) with one therein roller table ( 3 ) arranged below the water level ( 2 ) for transporting the product to be descaled ( 4 ) and with means for supplying and removing service water, characterized in that in the water tank ( 1 ) at least below the roller table ( 3 ) a number in the transport direction of spaced ultra sound generator ( 20 ) is arranged.

9. The device according to claim 8, characterized in that in the water tank ( 1 ) above the water level ( 2 ) with a discharge nozzle ( 6 ) equipped water inflow device ( 5 ) and on the bottom ( 7 ) level-controlled water outlet members ( 8 ) provided are.