DE2307319A1

DE2307319A1 - Verfahren zum flammhobeln von metallflaechen

Info

Publication number: DE2307319A1
Application number: DE19732307319
Authority: DE
Inventors: James Taggart
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1972-02-15
Filing date: 1973-02-14
Publication date: 1973-08-30
Also published as: AU5202073A; FR2172269A1; AU471735B2; JPS4889860A; DE2307319B2; US3850704A; ES411662A1; FR2172269B1; CA985136A; GB1409262A; DE2307319C3; BE795404A

Description

DK. BERG DiPU-ING, STAPF

PATENTANWÄLTE • MÖNCHEN »Ο, MAUERKiRCHERSTR. 45

14. Fet, 1973

Anw&ltsakte 23 466

Hilti Aktiengesellschaft Schaan / Fürstentum Liechtenstein

Verfahren zum Flammhobeln von Metallflächen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Flamrahobeln von Metalloberflächen.

— 2 —

309835/0469

Stahlbrammen haben nach dem Guß zuweilen eine sehr rauhe Oberfläche mit daran anhaftender Schlacke oder ähnlichen Verunreinigungen. Zum Glätten solcher Oberflächen verwendet man gewöhnlich einen Hobel- oder Flammbrenner, mit dem die Oberfläche angeschmolzen wird, so daß sie ein besseres Aussehen erhält.

Nach mehrfachem Gebrauch einer gewöhnlich aus hämatitischem Eisen gefertigten Brammenkokille zeigen deren Innenwandungen Löcher und andere Erosionserscheinungen, welche durch beim Guß dagegen spritzendes Metall verursacht sind. Bei stärkerer Verformung dej? Kokille wird es nahezu unmöglich, eine Bramme daraus zu entfernen. Um dies zu vermeiden, werden die Innenwandungen solcher Kokillen üblicherweise von Zeit zu Zeit abgebrannt oder gehobelt, um sie zu glätten und ihre divergente Form, welche das Entfernen einer Bramme daraus ermöglicht, wieder herzustellen.

Mit dem Flammhobeln oder Abbrennen von Metallflächen konnte bisher noch keine besondere Oberflächengüte erzielt werden. Eine in bekannter Weise abgebrannte Oberfläche ist zwar für eine Bramme vor dem Walzen annehm-. bar, für die Innenseiten einer Brammenkokille jedoch schon weniger.

^; ^; - 3 -309835/0469

Zum Flammhobeln von Metallflächen verwendete man bisher einen Brenner mit einer Düse, aus.welcher die Flamme hervortritt. Die mit einem solchen Brenner gehobelten Flächen bleiben vielfach rauh und schwarz und es bleiben Reste von Schlacke und Verunreinigungen daran haften, wenngleich auch die Oberflächengüte verbessert ist.

Die Erfindung schafft ein verbessertes Verfahren zum Flammhobeln oder Abbrennen von Metallflächen.

Bei einem Verfahren der genannten Art ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß ein Luft- oder Sauerstoffstrahl auf das jeweils gerade der Bearbeitung unterworfene Flächenteil gerichtet wird, um Schlacke und Verunreinigungen von der Metallfläche und aus der Bewegungsbahn des Flammbrenners zu entfernen.

Der Luft- oder Sauerstoffstrahl wird vorzugsweise von einer zunächst der Düse eines gewöhnlichen Flammbrenners und im Winkel zu dieser angeordneten Luft- bzw. Sauerstoffdüse auf das betreffende Flächenteil gerichtet.

Die Luft- bzw. Sauerstoffdüse kann von dem Brenner getrennt oder auch an diesem befestigt sein.

309835/0469

In der bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird der Brenner etwa von einer ersten Person entlang einer Reihe von parallel nebeneinander über die Metallfläche beispielsweise einer Kokille verlaufenden Streifen geführt, während der Luft- oder Sauerstoffstrahl etwa von einer zweiten Person jeweils auf den Piarambereich bzw. auf den Jeweils gerade von der Flamme angeschmolzenen Bereich der Metallfläche gerichtet wird, um von der durch die Hitze der Flamme angeschmolzenen Metallfläche jegliche Schlacke und Verunreinigungen zu verdrängen und sie an die eine Seite des jeweiligen Streifens zu überführen. Dabei werden Schlacke und sonstige Verunreinigungen vorzugsweise auf ein Flächenteil überführt, welches entweder aus reinem Metall gebildet oder schon vorher abgebrannt oder gehobelt worden ist. Dadurch ist gewährleistet, daß der Bereich an der anderen Seite des jeweiligen Streifens nicht zusätzlich durch Schlacke od. dergl. verunreinigt wird und sich anschließend flammhobeln läßt.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht einer Brammenkokille mit dem unteren Teil einer Innenseite derselben,

3098 35/0 469

■- . ■ - 5 -

Pig. 2 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie ii-ii in Fig. 1,

Pig. 3 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie iii-iii in Pig. I,

Pig. 4 eine Pig. I entsprechende Ansicht während des Flammhobeins,

Fig. 5 eine weitere Pig. I entsprechende Ansicht nach dem Flammhobeln und nach dem teilweise^ Entfernen von Schlacke und Verunreinigungen von der gehobelten Oberfläche,

Fig. 6 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5 und

Fig. 7 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 5.

In einer bevorzugten Ausführungsform findet das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung zum Flammhobeln von Brammenkokillen. Diese haben gewöhnlich die Form eines hohlen Pyramidenstumpfs mit etwa 250 bis 350 mm dicken Wandungen, einer Höhe von etwa 2400 mm und einer Breite von etwa 1500 mm am unteren Ende. Zur Erzielung einer guten Widerstandsfähigkeit gegen die Einwirkung der Stahlschmelze beim Guß sind sie gewöhnlich aus hämatitischem

309835/0469 - 6 -

Eisen gefertigt. Nach dem Guß von mehreren Brammen in einer Kokille neigen deren Innenwandungen zu Erosion und Lochbildung. Diese Schäden können ernsthafte Folgen nach sich ziehen, falls sie nämlich so stark werden, daß sich eine gegossene Bramme nicht mehr aus der Kokille entfernen läßt, weil der Stahl in die Unebenheiten der Wandungen eingedrungen ist und derart eine Verzahnung eingegangen ist.

Um solche Störungen zu vermeiden ist es üblich, die Innenflächen von Brammenkokillen in gewissen Zeitabständen zu hobeln oder abzubrennen, wobei an den Innenflächen Metall abgetragen und die Pyramidenstumpfform der Kokille wieder hergestellt wird.

Pig. 1 zeigt das untere Teil Io der Wandung 11 einer Brammenkokille 12. Dieses weist einen schraffiert gezeichneten, erodierten und unebenen Bereich 13 auf. Gewöhnlich sind alle vier Wandungen der Kokille 12 in der gleichen Weise angegriffen. Entsprechende Erosionsflächen 14 und 15 sind in Fig. 2 und 3 zu erkennen. Wie man in Fig. 2 erkennt, geht die Erosion gewöhnlich an einer Stelle in gewissem Abstand vom unteren Rand 16 der Kokille 12 am tiefsten, nämlich an einer Stelle, die zu Beginn des Gusses am meisten von aufspritzender Stahl-r ^

309835/0469 " ⁷ "

schmelze beaufschlagt wird. Beim Auftreffen auf einer (nicht gezeigten) Fußplatte, auf welcher die Kokille 12 ruht, spritzt die Stahlschmelze auf und schlägt gegen die Wandungen der Kokille 12. In den oberen Bereichen der Kokille 12 ist das Aufspritzen durch das schon in der Kokille befindliche Metall verringert, so daß die oberen Teile der Kokillenwandungen vergleichsweise wenig beansprucht werden.

Vor dem Flammhobeln wird die Kokille 12 so umgelegt, daß die zu bearbeitende Wandung 11 von dem breiteren unteren Ende aus abwärts geneigt ist (Fig. 2, 7). Dadurch ist sichergestellt, daß die Schlacke beim Anschmelzen des Flächenteils Io von der Flamme weg und nicht zurück auf bereits gehobelte Bereiche fließt.

Zum Flammhobeln entzündet eine erste Bedienungsperson einen in Fig. 4 schematisch dargestellten Brenner 17. Dieser hat eine Düse 18 von etwa 25 mm Durchmesser und ein Griffteil 19 mit daran sitzenden Bedienungsorganen 2o, 21 und 22, und ist an flexiblen Zufuhrschläuchen 23, 2k für ein Brenngas, etwa Propan, und Sauerstoff angeschlossen. Die Bedienungsorgane 2o und 21 sind Ventile zum Steuern der Zufuhr von Brenngas und Sauerstoff. Das Bedienungsorgan 22 dient zum überlagern der Funktion des

309835/0469 "" ⁸ "

Bedienungsorgans 21 zu einem im folgenden beschriebenen Zweck. Nach dem Entzünden des Brenners 17 richtet die erste Bedienungsperson die Flamme an einer Seite, beispielsweise der linken, des Flächenteils 13 auf die Fläche Io der Wandung 11, um diese bis zum Schmelzen des Metalls zu erhitzen. Sobald dies eintritt, betätigt der Bedienungsmann das Bedienungsorgan 22 und bewirkt damit eine Umgehung des Ventils 21. Dadurch wird nun der gesamte verfügbare Sauerstoff unter einem Druck von etwa 8 kp/cm auf das Metall gerichtet, so daß dessen Oberfläche schnell abbrennt und unter der Flamme selbst eine reine Metallfläche zum Vorschein kommt, während sich Schlacke, Verunreinigungen und Eisenoxide vor der Flamme ansammeln.

Ein zweiter Bedienungsmann hält ein in Fig. 4 schematisch dargestelltes Blasrohr 25, welches aus einem Düsenteil

26 und einem mit einem Ventil 28 versehenen Griffteil

27 gebildet und an einem flexiblen Luft- oder Sauerstoffschlauch angeschlossen ist.

Während der erste Bedienungsmann das Bedienungsorgan betätigt, öffnet der zweite Bedienungsmann das Ventil

28 und richtet einen Luftstrahl unter einem Druck von etwa 8 at auf das von der Flamme gerade erhitzte Flächenteil. Der Luftstrahl wird in einem Winkel zu?Richtung

309835/0469

des Brennens 17 auf die Fläche gerichtet, so daß die Ansammlung von Schlacke, Verunreinigungen und Eisenoxiden auf die der Flamme zur Linken benachbarte saubere Metallfläche geblasen wird. Dabei bleibt auf dem noch nicht gehobelten Teil der Fläche Io keine Schlacke mehr zurück, so daß der erste Bedienungsmann die Flamme nun etwa parallel zu einer benachbarten Seitenwandung über die Fläche Io fortbewegen kann. Der zweite Bedienungsaann bewegt das Blasrohr in gleicher Weise fort, wobei er die Richtung und die Stärke des Luftstrahls jeweils so einstellt, daß Schlacke usw. wirksam entfernt wird. Durch diese gemeinsame Fortbewegung entsteht ein gehobelter Streifen 29 mit einem Schlackenband 3o zur Linken desselben.

Bei Erreichen der sauberen Metallfläche läßt man den Streifen 29 auslaufen und hobelt dann einen zweiten Streifen 31 in genau der gleichen Weise, wobei dann die von diesem Streifen abgeblasene Schlacke ein Band 32 auf dem Streifen 29 bildet. Dieses Verfahren wird quer über die gesamte erodierte Fläche 13 fortgesetzt, bis diese von einer Anzahl Hobelstreifen vollständig überzogen ist. Die Schlacke läßt sich von den Streifen mühelos entfernen, beispielsweise durch abklopfen oder -kratzen, wie dies an den Streifen J>k rechts in Fig. 5

- 10 309835/0469

- αο -

gezeigt ist. Falls irgendeine Stelle, beispielsweise die Stelle 33 in Fig. 3, besonders stark angegriffen ist, dann müssen alle Bereiche zwischen einer solchen Stelle und dem unteren Rand 16 der Kokille 12 bis wenigstens auf diese Tiefe abgetragen werden, um das Pestsetzen einer gegossenen Bramme in der Kokille auszuschließen.

Dies läßt sich klar aus Fig. 7 entnehmen. Wie man am deutlichsten in Fig. 6 sieht, sind die Grenzlinien zwischen zwei Streifen jeweils als Kämme 38 ausgebildet, welche jedoch beim Ausformen einer Bramme aus der Kokille nicht stören. Gegebenenfalls können die Kämme jedoch auch eingeebnet werden, indem man sie unter Anwendung des beschriebenen Verfahrens in Längsrichtung flammhobelt.

Fig. 7 zeigt in Verbindung mit Fig. 5 einen weiteren Verfahreneschritt, welcher sich nach dem vorstehend beschriebenen Flammhobeln der Streif en|als notwendig erweisen kann. Der an den unteren Rand 16 angrenzende Bereich der Fläche Io ist gewöhnlich nicht sehr stark angegriffen oder erodiert. Andererseits ist es nicht immer möglich, mit dem Hobeln der Streifen unmittelbar an der Kante 16 zu beginnen, weil dabei die Flamme zum Bedie-

- 11 309835/0469

nungsmann zurückschlagen könnte. Dadurch kann dann entlang der unteren Kante ein einspringender Rand 35 stehen bleiben (Fig. 7). Dieser läßt sich durch Hobeln eines weiteren, in Fig. 5 gestrichelt dargestellten Streifens 35 entfernen, so daß eine in Fig. 7 gestrichelt eingezeichnete Profilform 37 entsteht.

Das beschriebene Verfahren wird an allen vier Seitenwandungen der Kokille durchgeführt. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte Oberfläche weist eine befriedigende Güte auf und trägt zu einer beträchtlichen Verlängerung der Lebensdauer der Kokille bei. Durch nachträgliche gründliche Entfernung der Schlacke Ist sogar eine blanke Metalloberfläche erzielbar.

Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsform beschränkt, sondern erstreckt sich auf verschiedene Abänderungen. So kann anstelle von Druckluft auch Sauerstoff über das Blasrohr zugeführt werden, wenngleich dies auch weniger wirksam ist., Immerhin läßt sich auch damit ein befriedigendes Flammhobeln durchführen. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht auf das Flammhobeln von Brammenkokillen beschränkt, sondern läßt sich an allen Metallflächen anwenden, beispielsweise an Stahlbrammen vor dem Walzen. Dies stellt

- 12 309835/0469

sogar eine besonders wichtige Anwendung dar, da vor dem Walzen an einer Stahlbramme sitzende Schlacke oder Verunreinigungen sonst in das Metall eingewalzt werden können, wodurch sich dann am Fertigerzeugnis schwache Stellen ausbilden.

Der Brenner braucht nicht mit Propan und Sauerstoff betrieben zu werden, sondern es sind auch Brenner für andere geeignete Arten von Brenngasen verwendbar. Weiterhin sind noch zahlreiche andere Abwandlungen möglich.

Somit schafft die Erfindung ein Verfahren zum Flammhobeln von Metallflächen, beispielsweise den Innenflächen von .Brammenkokillen, bei welchem die Oberfläche unter Verwendung eines Brenners angeschmolzen und ein zusätzlicher Luft- oder Sauerstoff strahl auf den «Jeweils erhitzten Bereich gerichtet wird, um Schlacke und Verunreinigungen von dem jeweils in Bearbeitung befindlichen Bereich und aus der Bewegungsbahn des Brenners zu entfernen.

- Patentansprüche-

- 13 309835/0469

Claims

-13- 2307313 P a te nt a η β ρ τ ü c h e :

1. Verfahren zum Flammhobeln von Metallflächen unter Verwendung eines Brenners, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luft- oder Sauerstoffstrahl auf das jeweils gerade der Bearbeitung unterworfene Flächenteil gerichtet wird, im Schlacke und Verunreinigungen von der Metällflache und aus der Bewegungsbahn des Brenners zu entfernen.

2. Verfahren nach Anspruch l,dadurch gekenzeichnet, daß ein erster Streifen auf der Metallfläche gehobelt wird, daß die Schlacke und Verunreinigungen dabei mittels des Luft- bzw. Sauerstoffsträhle äft eine Seite des Streifens geblasen werden, daß dann ein zweiter Streifen an der anderen Seite des ersten gehobelt wird, wobei Schlacke und Verunreinigungen von dem zweiten auf den ersten Streifen geblasen werdenj und daß diese Schritte wiederholt werden, bis die gesamte Flähe gehobelt ißt.

3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen nebeneinanderliegenden Streifen verbleibende Kämme durch weiteres Plaramhobeln daran emtlang eingeebent werden.

-M- 309835/0469

4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Brenner mit drei Bedienungsorganen, nämlich einem Ventil für die Steuerung der Druckluft- oder Sauerstoffzufuhr, einem Ventil zum Steuern der Brenngaszufuhr und einem Umgehungs-Absperrorgan für die Zufuhr des vollen Luft- bzw. Sauerstoffdrucks zur Brennerdüse entzündet, daß man mit der Flamme des Brenners die Metalloberfläche erhitzt, bis sie zu schmelzen beginnt, daß man das Umgehungs-Absperrorgan betätigt, um der Brennerdüse den vollen Luft- bzw. Sauerstoffdruck zuzuführen und das Abbrennen des Metalls zu beginnen, und daß man anschließend den Luft- oder Sauerstoffstrahl zur Wirkung bringt, um auf dem angeschmolzenen Metall schwimmende Schlacke und/ oder Verunreinigungen zu entfernen.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Luft- oder Sauerstoffstrahl über ein mit einem Bedienungsorgan zum Verändern der Strömungsmenge versehenes Blasrohr zuführt»

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner durch eine und das Blasrohr durch eine andere Bedienungsperson gehandhabt wird.

309835/0469 - 15 -

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anwendung zum Plammhobeln des unteren Bereichs der Innenflächen einer Brammenkokille ein quer zu den übrigen Streifen entteig dem unteren Rand einer Wandung verlaufender weiterer Streifen gehobelt wird, um einen gegebenenfalls stehengebliebenen einspringenden Rand zu entfernen.

8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch geken n^ zeichnet, daß der Brenner mit Sauerstoff unter einem Druck von wenigstens 7 kp/cm , vorzugsweise von 8,3 kp/cm gespeist wird.

9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Blasrohr Luft unter einem Druck von wenigstens 7

ρ ρ

kp/cm , vorzugsweise von 8,3 kp/cm über eine Zuleitung mit wenigstens Io mm Durchmesser zugeführt wird«

10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Metalloberfläche zurückgebliebene Schlacke anschließend entfernt wird.

- 16 309835/0469

11. Verfahren zum Flammhobeln einer Metallflaehe ₃ im wesentlichen wie vorstehend anhand der Zeichnung beschrieben und dargestellt.

309035/0469

Leerseite