DE2260690C2

DE2260690C2 - Vorrichtung zum Flammen der Kanten eines Werkstücks

Info

Publication number: DE2260690C2
Application number: DE19722260690
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Ing. 6101 Bickenbach Lucht
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1972-12-12
Filing date: 1972-12-12
Publication date: 1975-07-17
Also published as: FR2209632A1; JPS4989655A; FR2209632B1; GB1458385A; DE2260690A1; AT328257B; BE806653A; ATA894073A; IT1000272B; DE2260690B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 'um Flämmen der Kanten eines Werkstückes, insbesondere einer Bramme, eines Blockes od. dgl., mit wenigstens einem Flämmbrenner, welcher gegenüber der Werkstückkante in einem Flämmwinkel, einem Neigungswinkel sowie in einem Außenweisungswinkel einstellbar angeordnet ist.

Nach dem Gießen von Brammen in Strangguß-Bogenanlagen erfolgt oft ein Einreißen der Kanten der Bramme und zwar insbesondere dann, wenn diese Bramme aus ihrer senkrechten Gießposition durch die Umlenkrollen in der Bogenanlage in die Horizontale überführt wird. Derartige Risse in den Kanten machen sich bei der Weiterbearbeitung der Brammen, z. B. beim Walzen (beispielsweise bis auf eine Blechstärke von 3 mm) störend bemerkbar. Da eine Entfernung der Risse durch das Walzen selbst nicht möglich ist, ist der Teil der Bleche, in dem sich die Risse befinden, nicht mehr zu gebrauchen.

Bisher ist es die übliche Praxis, die Brammenkanten manuell zu flämmen. Dieses manuelle Flämmen ist sehr zeitraubend, da in der Regel mehrere Bahnen nacheinander geflammt werden müssen, um die erforderliche Flämmtiefe zu erreichen und erfordert auch großes Geschick des Arbeiters. Weiterhin ist es kaum möglich, diese manuelle Kantenbearbeitung während eines Produktionsablaufes vorzunehmen, z. B. wenn die kontinuierlich gegossenen Brammen ohne Aufenthalt gleich dem weiteren Arbeitsprozeß zugeführt werden.

Des weiteren ist es auch für den Arbeiter äußerst ichwierig und mühevoll, so exakt die Kanten zu flämmen, daß kein Schlackeüberlauf auf die an die Kante lieh anschließenden Brammenflächen erfolgt. Dieser Schlackenüberlauf mag dann nicht nachteilig sein, wenn nach dem manuellen Kantenflämmen ein ganzleitiges Flächenflämmen der Bramme sich anschließt, durch das der Schlackenüberlauf dann mit beseitigt

wird.

Im Falle einer sofortigen Weiterverarbeitung de Bramme nach dem manuellen Kantenflämmen, d. h uhne Flächenflämmen muß also stets darauf geachte werden, daß kein Schlackeüberlauf erfolgt, was siel aber in der Praxis beim bekannten manuellen Kanten flämmen nicht im gewünschten Maße durchführei läßt, so daß es daher beim späteren Walzen der Bram men zu Walzfehlern, sogenannten Doppelungen

ίο kommt.

Wie bereits eingangs erwähnt, ist es bekannt, der Flämmbrenner in drei Winkeln in bezug auf das zu bearbeitende Werkstück einzustellen (DT-AS 1287 421; DT-PS 1171708). Dieser Stand dei

Technik offenbart aber nur, daß die drei Winke] kleiner sind als 45° und gibt keinen Hinweis auf die optimalen Winkelbereiche wie sie zum Flämmen der Werkstückkante erfindungsgemäß zugrunde liegen.

*° Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom Stand der Technik, eine vollkommene Entfernung der Kaiilcilf issc dutch ΠαιϊιίΊΊύΠ l>ci optimaler Flümmgeschwindigkeit zu erreichen, wobei es weiterhin auch sichergestellt ist, daß kein Schlackeüberlaui

»5 erfolgt

Zur Lösung der genannten Aufgabe, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Flämmbrenner in einem Flämmwinkel («) zwischen 25° bis 35", in einem Neigungswinkel (ß) zwischen 5 bis 10° und

in einem Außenweisungswinkel (γ) zwischen 5° bis 15" in bezug auf die Werkstückkante(n) angeordnet ist.

Mit dem in diesen Winkelbereichen eingestellten Flämmbrenner ist gewährleistet, daß die in den Kan-

ten vorhandenen Risse stets sicher entfernt werden. Weiterhin kann der Flämmbrenner - falls es sich als notwendig erweist - ohne viel Mühe auf andere Winkel innerhalb des optimalen Winkelbereiches eingestellt werden, so daß dadurch sichergestellt ist, daß der Flämmbrenner an jede Gegebenheit, z. B. Kantenform, Flämmgeschwindigkeit usw., leicht angepaßt werden kann und somit stets ein gleichmäßiger Matcrialabtrag an der Kante gewährleistet ist.

Die optimalsten Kantenflämmergebnisse werden gemäß der Erfindung dann erzielt, wenn der Flämmwinkel (o) 30 ',der Neigungswinkel (ß) 7,5° und der Außenweisungswinkel (y) 6 bis 6,5° beträgt.

Es ist wohl bereits aus der DT-AS 1 287 421 bekannt, den Flämmbrenner in drei Winkeln in bezug auf die zu flammende Kante einzustellen. Dieser Stand der Technik offenbart aber nur, daß die drei Winkel kleiner sind als 45° und gibt keinerlei Hinweis auf die optimalen Winkelgrößen, wie sie der Erfindung zugrunde liegen.

Das maschinelle Kantenflämmen erfolgt, wie bereits erwähnt, wesentlich schneller als das bisherige Handflämmen der Kanten. Zur weiteren Leistungssteigerung und im Hinblick auf die Verwendung einer solchen Flämmvorrichtung in einer Brammenguß- und Bearbeitungsanlage (Transferstraße) ist es gemäß einem anderen Vorschlag der Erfindung von Vorteil, wenn jeder Werkstückkante ein Flämmbrenner zugeordnet ist und die Brenner unabhängig voneinander einstellbar sind. Durch die Zuordnung eines Flämmbrenners jeder der vier Brammenkanten, ist es möglich, diese gleichzeitig zu flämmen. Dabei ist es nun unerheblich, ob die Bramme an dem oder den Flämmbrennern vorbeibewegt wird oder die Flämmbrenner

gegenüber der Bramme bewegt werden.

Bei der Kontrolle der gegossenen Brammen kann es aber auch vorkommen, daß Risse in den Kanten nicht sichtbar sind, so daß es vielmehr erforderlich ist, zunächst eine Kontrollbahn zu flämmen, wobei jedoch nur eine minimale Werkstoffschicht abgeflämmt wird, um auf diese Weise verborgene Fehler sichtbar zu machen.

Um diese«: Kontrollflämmen mit gegebenenfalls sich anschließenden eigentlichen Fehlerflämmen wirtschaftlich durchführen zu können, ist es vorteilhaft, zwei Flämmbrenner in Flämmrichtung hintereinander anzuordnen, wobei durch den ersten Flämmbrenner das Kontrollflämmen vorgenommen wird und der zweite, nachgeordnete Flämmbrenner das eigentliche Kantenflämmen zur Fehlerbeseitigung durchführt.

Die nachstehende Beschreibung der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der weiteren Hrläu'erung. Es zeigt

Fig. 1 bis 3die verschiedenen Winkelstellungen eines Flämmbrenner zur Werkstückkante,

F i g. 4 die Kante eines Werkstückes vor dem Flämmen (Schnittverlauf durch Rißbereich),

F i g. 5 die angestrebte Kantenform nach dem Flämmen und

r· ι g. 6 bis 8 verschiedene Kantenformen nach dem Flämmen.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Flämmbrenner 10 in den verschiedenen Winkelstellungen gegenüber einer zu flammenden Kante 12 eines Werkstückes, z. B. einer Bramme 14 dargestellt. Fig. 1 zeigt die schräge Anordnung des Flämmbrenners 10 in bezug auf die Bramme 14, wobei der aus dem Brenner austretende Flämmsauerstoffstrahl 16 mit der Oberfläche 18 der Bramme einen Flämmwinkel « einschließt. Der Flämmwinkel α kann unterschiedlich groß sein, z. B. 25 bis 35°, jedoch wurde gefunden, daß optimale Flämmeigensehaften beim Kantenflämmen bei einem Flämmwinkel α von 30° erhalten werden.

I'm den gesamten Bereich der Kante 12 flämmen i, können ist es weiterhin erforderlich wie aus F . ji. 2 ersichtlich -. den Flämmbrenn«! 1 ' gegenüber der Kante zu neigen. Der Flämmbrennei 10 ist zu diesem Zweck um eine parallel zur Flämmkante 12 verlaufende Achse gedreht und schließt dadurch mit einer quer /ur Flämmrichtung verlaufenden Horizontalen 20 einen Neigungswinkel β ein. der zwischen 5 bis 10' liegen kann und im Ausführungsbeispiel 7,5° beträgt. Auch dieser Wert (7,5°) des Neigungswinkels hat sich durch zahlreiche Versuche als optimal für das Kantenflämmen erwiesen. Es ist wohl möglich den Neigungswinkel zu verändern, jedoch ist hierbei zu beachten, daß sich bei zu kleinem Neigungswinkel β die Flämmwirkung auf der (vertikalen) Brammenschmalseite und bei zu großen Winkel auf der Oberfläche 18 der Bramme verringert.

Um die Brammenkante 12 exakt in dem gew ünschten Maße flämmen zu können, ist es weiterhin gemäß der Erfindung noch notwendig, den Flämmbrenner 10 in bezug auf die Brammenkante 12 derart zu verschwenken, daß der Flämmsauerstoffstrahl 16 von der Brammenkante 12 weg nach außen hin gerichtet ist. wie dies F i g. 3 zeigt. Diese seitliche Abweichung von der Flämmrichtung nach außen über die Brammenkante 12 hinweg, erfolgt durch Einstellung des Flämmbrenners 10 in einem Außenweisungswinkel γ (Fi ü. 3), dessen crfindungsgemäßer Einstellbereich 5 bis 15° ist. Der Winkel y hat im Ausführungsbeispiel eine Größe von 6 bis 6,5°. Dieser Winkelbereich hat sich ebenfalls als optimal erwiesen, da kleinere Winkel auf oer Oberfläche 18 der Bramme 14 ein Überlaufen der Flämmschlacke begünstigen, wogegen zu große Winkel zu einem Abreißen des Flämmflusses führen.

Zu erwähnen ist noch, daß der Außenweisungswinkel γ sich umgekehrt proportional zur Flämmgeschwindigkeit verhält, d.h. je kleiner die Flärnmgeschwindigkeit, um so größer ist — um ein optimales Kantenfläminergebnis zu erzielen - der Winkel y zu wählen.

In F i g. 4 ist ein Teil einer Bramme 14 dargestellt,

¹S die in ihrer Kante 12 einen Querriß 22 aufweist, der wie eingangs erwähnt, z.B. bei der Umlenkung der im Stranggußverfahren hergestellten Brammen aus der vertikalen Gießstellung in die horizontale Bearbeitungslage entsteht. Solche Risse können beispiefsweise bis zu 10 mm tief im Material liegen.

Zum Flämmen dieser fehlerhaften Brammenkante( η) wird der an einer der Einfachheithalber nicht dargestellten, an sich bekannte Flämmvorrichtung angeordnete Flämmbrenner 10 in den zuvor definierten Winkeln α, β und y eingestellt und der Flämmvorgang eingeleitet. Um gleichzeitig auch alle vier Kanten der Bramme 14 zeitsparend flämmen zu können, ist es möglich, an der Flämmvorrichtung für jede Kante einen separaten Flämmbrenner anzuordnen, so daß dadurch, vorzugsweise in einem Arbeitsgang, alle Kanten auf einmal geflammt werden können.

Zur Sicherstellung eines konstanten Flämmbrennerabstandes gegenüber der Oberfläche 18 der Bramme ist am Flämmbrenner 10 eine Unterstützungseinrichtung 24 mit einem Kugelgelenk 26 angebracht. Diese Einrichtung weist eine Laufrolle 28 auf, mittels der der Flämmbrenner 10 im Abstand (z. B. 10 mm) über der Bramme 14 gehalten ist.

Das Flämmen der Kanten kann sowohl bei kalten als auch bei warmen oder heißen Brammen erfolgen. Bei kalten Brammen werden die Kanten vorzugsweise mit einer Flämmgeschwindigkeit von ca. 3 bis 6 m/min bearbeitet.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen verschiedene, durch das Flämmen entstandene Kantenformen bei unterschiedlicher Flämmgeschwindigkeit. In Fig. 6 betrug die Flämmgeschwindigkeit v, = 3,7 m/min, in Fig. 7 V₁ = b m/min und in Fig. 8 v_f = S m'min. Die erstrebte Idealkantenform, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. wurde bei v_; = 3,7 nvmin und V₁ = 6 m/min im wesentlichen erzielt.

Diese Idealkante weist eine abgerundete, nahtlos in die benachbarten Flächen (Breitseite und Schmalseite) der Bramme übergehende Form auf, so daß eine fehlerfreie Weiterbearbeitung der Bramme, z. B. durch Walzen, gewährleistet ist.

In allen Fällen konnte die erwünschte Flämmbahnbreite »ft« von etwa 50 mm erzielt werden. Erfahrungsgemäßverringerte sich auch die Flämmabnahme »α« mit wachsender Flämmgeschwindigkeit, wobei auch gleichzeitig die Flämmbreite »c« auf der vertikalen Schmalseite der Bramme geringer wurde. Aus all diesen Versuchsflämmungen haben sich somit bei optimaler Winkeleinstellung, verbunden mit der vorzugsweisen Flämmgeschwindigkeit V₁ = 3 bis 6 m/min saubere, rißfreie Brammenkanten ergeben.

Das gleiche gilt im Prinzip auch bei warmen Brammen (Temp. ab. ca. 450°), bei deren Bearbeitung die

Flämmgeschwindigkeit an die Brammentemperatur angepaßt werden kann, d. h. je höher die Temperatur, um so größer die Flämmgeschwindigkeit, ohne jedoch eine Einbuße der Flämm-Qualität zu erleiden. Als günstige Flämmgeschwindigkeit hat sich bei der optimalen Winkeleinstellung ein Bereich v_f= 8 bis 10 m/ min herausgestellt.

Gemäß der Erfindung ist es somit möglich, mit einem einzigen Flämmpaß bis zu 12 mm (Maß >^a« in den Fig. 6 bis 8) abzutragen, ohne daß das geschmolzene Metall und/oder die Flämmschlacke auf die Brammenoberfläche 18 überläuft und dort haften bleibt.

Das maschinelle Flämmen von Brammenkanten mittels eines oder mehrerer in drei Winkelebenen einstellbaren Flämmbrenners hat den Vorteil, daß das Kantenflämmen über eine lange Zeit hinweg wirtschaftlich durchgeführt werden kann, da die optimale Winkeleinstellung nur einmal vorgenommen werden muß und somit stetige und oft ungenaue Korrekturen, wie es beim manuellen Kantenflämmen der Fall ist, vermieden werden. Auf diese Weise können Brammenkanten geflammt werden, die keiner Nachbearbeitung, wie z. B. Nachflämmen, mehr bedürfen, so daß eine sichere Weiterbearbeitung der Brammen stets gewährleistet ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Flämmen der Kanten eines Werkstückes, insbesondere einer Bramme, eines Blockes od. dgl. mit wenigstens einem Flämmbrenner, welcher gegenüber der Werkstückkante in einem Flämmwinkel, einem Neigungswinkel sowie in einem Außenweisungswinkel einstellbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Flämmbrenner (10) in einem Flämmwinkel (α) zwischen 25° bis 35°, in einem Neigungswinkel (ß) zwischen 5° bis 10° und in einem Außenweisungswinkel (γ) zwischen 5° bis 15° in bezug auf die Werkstückkanten (12) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der FJämmwinkel (er) 30", der Neigungswinkel (ß) 7,5° und der Außenweisungswinkel (y) 6 bis 6,5° beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit mehreren Flärnmbrcnncrn, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Werkstückkante (12) ein Flämmbrenner (10) zugeordnet ist und die Brenner unabhängig voneinander einstellbar sind.