DE2437251C3

DE2437251C3 - Process for initiating scarfing and the consumable electrode used for this

Info

Publication number: DE2437251C3
Application number: DE19742437251
Authority: DE
Inventors: Youtaro; Asai Yoshihiko; Miya Goro; Tokai Aichi Uchida (Japan)
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1973-08-06
Filing date: 1974-08-02
Publication date: 1977-05-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einleiten des Flämmputzens, wonach sich eine Flämmputzmaschine gegenüber der Oberfläche eines zu putzenden Werkstücks bewegt, wonach eine verbrauchbare Elektrode in einen Flämmbereich des Werkstücks bewegt wird, bis die Elektrodenspitze den Flämmbereich berührt, worauf die Berührungszone in Kontakt mit der sr Elektrode durch elektrische Energie auf die Flämmtemperatur aufgeheizt wird.The invention relates to a method for initiating scarfing cleaning, after which a scarfing cleaning machine moved towards the surface of a workpiece to be cleaned, after which a consumable electrode is moved into a flame area of the workpiece until the electrode tip passes the flame area touched, whereupon the contact zone in contact with the sr Electrode to the scarfing temperature by electrical energy is heated.

Eine Flämmputzmaschine oder Flämmhobelmaschine wird normalerweise in Walzwerken zum Flämmen von Fehlstellen in Stahlwerkstücken wie Brammen, Blöcken fto oder Knüppeln benutzt. Beim sogenannten Warmputzen von Stahlwerkstücken hoher Temperatur beginnt die Flämmbehandlung momentan, wobei Sauerstoff unter hohem Druck aus der Flämmdüse ausgeblasen wird. Zur Behandlung von kalten Werkstücken kennt man das Kaltputzen, wo der Flämmbereich zunächst auf die Temperatur aufgeheizt wird, bei der die Oxidation schnell abläuft.A scarfing machine or scarfing machine is normally used in rolling mills for scarfing Defects in steel workpieces such as slabs, blocks or billets used. With so-called warm cleaning The flame treatment of steel workpieces of high temperature begins momentarily, whereby Oxygen is blown out of the scarfing nozzle under high pressure. For the treatment of cold workpieces we know cold cleaning, where the flame area is first heated to the temperature where the oxidation occurs quickly.

Normalerweise muß beim Kaltputzen der Flämmbereich länger als 10 Sekunden aufgeheizt werden. Eine so lange Aufheizzeit vergrößert nicht nur die Totzeiten, sondern macht auch einen sogenannten fliegenden Start für die Putzbehandlung unmöglich, wo die Putzbehandlung bx:i sich bewegender Flämmputzmaschine eingelei_tet „.:_rd oder wo die Bewegung des zu putzenden Werkstücks nicht angehalten wird. Dieses sind Nachteile der herkömmlichen Kaltputzbehandlung.Normally, the flame area has to be heated up for more than 10 seconds when cold cleaning. Such a long heating time increases not only the dead, but also makes a so-called flying start for the cleaning treatment impossible where the cleaning treatment bx: If i moving Flämmputzmaschine eingelei _tet ". _Rd or where the movement of does not stop to be cleaned workpiece. These are disadvantages of conventional cold plaster treatment.

Zur Verkürzung der Aufheizzeit beschreibt die DT-AS 19 24 794 ein Verfahren zum Einleiten des Flämmputzens, wonach die verbrauchbare Elektrode bei der Relativbewegung der Flämmputzmaschine geschwenkt wird, damit der Erhitzungsbereich auf dem Werkstück sozusagen stehen bleibt. Dieses erfordert eine komplizierte Einrichtung, um den Berührungsbereich der EIekiroden«;pk~e festzuhalten. Es ist eine sehr genaue Abstimmung der Schwenkbewegung zur Bewegung der Flämmputzmaschine notwendig.To shorten the heating time, DT-AS 19 24 794 describes a method for initiating the Scarfing cleaning, after which the consumable electrode during the relative movement of the scarfing cleaning machine is pivoted so that the heating area remains on the workpiece, so to speak. This requires a complicated device to hold the contact area of the EIekiroden «; pk ~ e. It's a very precise coordination of the swivel movement to the movement of the scarfing machine is necessary.

Demgegenüber liegt die Aufgabe der Erfindung darin, den Flämmbereich momentan zu erhitzen, also innerhalb einer Zeitdauer von etwa 0,2 see, so daß für den fliegenden Start des Flämmputzens keine zusätzlichen Manipulationen erforderlich sind.In contrast , the object of the invention is to heat the scarfing area momentarily, that is to say within a period of about 0.2 seconds, so that no additional manipulations are required for the flying start of scarfing.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß durch die Elektrode ein sauers'offliefernder Stoff und ein brennbarer Stoff zugeführt werden, daß die Aufheizung der Berührungszone zusätzlich durch Oxidationswärme erfolgt und daß der Flämmbereich ausgehend von dieser erhitzten Berührungszone durch aus der Flämmdüse ausströmenden Sauerstoff momentan aufgeheizt wird.This object is achieved according to the invention in that the electrode provides an oxygen supply Substance and a combustible substance are supplied that the heating of the contact zone additionally through Oxidation heat takes place and that the flame area starting from this heated contact zone through Oxygen flowing out of the scarfing nozzle is momentarily heated.

Im Rahmen der Erfindung bewirkt die Zufuhr eines brennbaren Stoffes und eines sauerstoffliefernden Stoffes innerhalb der verbrauchbaren Elektrode sowie das Einblasen von Sauerstoff durch die Flämmdüse eine momentane Aufheizung des Flämmbereiches. Der beim Einleitungsvorgang zug..führte sauerstoffliefernde Stoff begünstigt cien Stromfluß, da Ionen gebildet werden, Diese Ionen tragen zur Stabilisierung des Lichtbogens bei. Infolgedessen ist bei hoi.w-n Arbeitsgeschwindigkeiten von lOm/sec ein fliegender Start auch bei fesi ausgerichteten Düsen möglich.In the context of the invention causes the supply of a combustible substance and an oxygen-supplying substance Substance within the consumable electrode as well as the injection of oxygen through the scarfing nozzle momentary heating of the flame area. The oxygen-supplying substance added during the introduction process favors the flow of current, since ions are formed. These ions help to stabilize the arc at. As a result, operating speeds are at hoi.w-n A flying start of 10 m / sec at fesi too aligned nozzles possible.

Die verbrauchbare Elektrode nach der Erfindung isi dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlma/itel mit einer Pulvermischung gefüllt ist, deren Gewicht mehr als 5 Prozent des Gesamtgewichts der Elektrode ausmaehl und deren Zusammensetzung 5 bis 50 Gewichtspro?eni des sauerstoffliefernden Stoffes, Rest brennbarer Stofl umfaßt.The consumable electrode according to the invention is characterized in that the steel means with a Powder mixture is filled, the weight of which is more than 5 percent of the total weight of the electrode and their composition 5 to 50 percent by weight of the oxygen-supplying substance, the remainder of the combustible substance.

Ausfühningsformen der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, ir denen darstelltEmbodiments of the invention are explained below with reference to the drawings, ir which represents

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Erfindungs gedankens,F i g. 1 is a schematic representation of the invention thought

Fig-2 Schaubilder des Spannungs- und Stromverlaufs an der Elektrode und der Bramme sowie die Forrr des Flämmbereichs bei Verwendung einer verbrauchbaren Elektrode nach der Erfindung,Fig-2 Diagrams of the voltage and current curve on the electrode and the slab as well as the shape of the flame area when using a consumable Electrode according to the invention,

Fig.3 Schaubilder drs Spannungs- und Stromver laufs sowie der Form des Flämmbereichs auf einei Bramme bei Verwendung einer Stahldrahtelekirode,Fig. 3 Diagrams of the voltage and current supply run and the shape of the flame area on one Slab when using a steel wire electrode,

Fig.4 eine Flämmputzmaschine nach der Erfindung in der Seitenansicht und4 shows a scarfing machine according to the invention in side view and

F i g. 5(a), 5(b), 5(c) jeweils Querschnitte von ver brauchbaren Elektroden im Rahmen der Erfindung.F i g. 5 (a), 5 (b), 5 (c) cross sections of ver usable electrodes within the scope of the invention.

Das im folgenden beschriebene Ausführungsbeispie der Erfindung bezieht sich auf das Putzen vorThe Ausführungsbeispie of the invention described below relates to the cleaning before

<f<f

Stahftrammen, wo das Werkstück stillsteht und die Flämmputzmaschine sich bewegt Die schematische Darstellung der F i g. 1 zeigt eine Flämmdüse 1 üer nicht dargestellten Flämmputzmaschine. die längs einer Bramme 2 verfahrbar ist und deren rückseitiges Ende an eine Sauerstoffspeiseleitung und eine Mischgasspeiseleitung angeschlossen ist Der Flämmdüse 1 steht eine verbrauchbare Elektrode 3 gegenüber, die auf einen Flämmbereich ausgerichtet ist, also denjenigen Bereich, in dem die Verlängerung der Mittellinie der Flämmdüse ι ο die Brammenoberfläche kreuzt Die Elektrode 3 wird durch Vorzugsrollen 4 der Flämmputzmaschine auf dem Flämmbereich vorgezogen. Die Elektrode ist mit einem Stahlmantel ummantelt und mit einer Pulvermischung aus einem sauerstoffliefernden Stoff wie Eisenoxid und >; einem brennbaren Stoff wie Eisenpulver, dem bei Bedarf Aluminiumpulver zugesetzt sein kanr, gefüllt. Ein Spannungsspeisekopf 5 ist in Jer Nähe der Spitze der verbrauchbaren Elektrode 3 angeordnet und an eine Spannungsquelle 6 angeschlossen, die auch mit der Stahlbramme 2 verbunden ist. Steel ramming where the workpiece stands still and the scarfing machine moves. The schematic representation of FIG. 1 shows a scarfing nozzle 1 via a scarfing cleaning machine, not shown. which can be moved along a slab 2 and the rear end of which is connected to an oxygen feed line and a mixed gas feed line. The scarfing nozzle 1 faces a consumable electrode 3, which is aligned with a scarfing area, i.e. the area in which the extension of the center line of the scarfing nozzle ι ο the slab surface crosses The electrode 3 is pulled forward by pulling rollers 4 of the scarfing machine on the scarfing area. The electrode is covered with a steel jacket and with a powder mixture of an oxygen-supplying substance such as iron oxide and>; a flammable substance such as iron powder, to which aluminum powder can be added if necessary. A voltage feeding head 5 is arranged near the tip of the consumable electrode 3 and is connected to a voltage source 6 which is also connected to the steel slab 2.

Wenn die Flämmdüse 1 sich einem vorgesehenen Flämmbereich nähert, wird gleichzeitig mit dei Ausblasung von Sauerstoff an die Elektrode 3 und die. Stahlbramme 2 Spannung gelegt, und die Vorzugsrollen 4 werden in Gang gesetzt, damit sich die Elektrode 3 in den Flämmbereich bewegt. Sobald die Spitze der Elektrode 3 den Flämmbereich innerhalb der Oberfläche der Stahlbramme 2 berührt, fließt ein Kurzschlußstrom, der Joulesche Wärme (Widerstandswärme) zur schnellen Erhitzung der Elektrodenspife und des Berührungsbereichs auf der Bramme sowie damit in Verbindung Oxidationswärme erzeugt. Damit wird die Flämmbehandlung eingeleitet, indem die Ausgangsflämmzone für die Flämmbehandlung ausgebildet wird. Wenn die Spitze der Elektrode 3 aufgeschmolzen ist, brennt ein Lichtbogen zwischen der Elektrode 3 und der Stahlbramme 2, der die Erhitzung der Ausgangsflämmzone und die Aufschmelzung der Elektrode fördert. Infolgedessen fallen Schmelztropfen in den Ausgangsflämmbereich, die eine Verbreiterung dieses Bereichs fördern.When the scarfing nozzle 1 approaches a designated scarfing area, it is simultaneously blown out of oxygen to the electrode 3 and the. Steel slab 2 put tension, and the preferred rollers 4 are set in motion so that the electrode 3 moves into the flame area. Once the top of the Electrode 3 touches the flame area within the surface of the steel slab 2, a short-circuit current flows, Joule heat (resistance heat) for rapid heating of the electrode pipe and the Contact area on the slab and generated oxidation heat in connection with it. This will make the Flaming treatment initiated by the initial flaming zone is trained for the flame treatment. When the tip of electrode 3 has melted, an arc burns between the electrode 3 and the steel slab 2, which heats the initial flame zone and promotes melting of the electrode. As a result, melt droplets fall into the initial flame area, which promote a broadening of this area.

Gleichzeitig mit der Erhitzung des Berührungsbereichs durch elektrische Energie aut Grund des Jouleschen Effekts und des Lichtbogeneffekts wird der sauerstofflieferride Stoff wie Eisenoxid innerhalb der Elektrode auf eine hohe Temperatur erhitzt, so daß sich dieser Stoff zersetzt und nascierenden Sauerstoff liefert. Der in der Elektrode 3 enthaltene brennbare Stoff wie Eisenpulver wird in gleiche" Weise erhitzt und reagiert so mit diesem Sauerstoff, so daß plötzlich Oxidationswärme frei wird. Ein Zusatz von Aluminiumpulver macht die verfügbare Oxidationswärmen.enge noch größer. Infolge der umgesetzten elektrischen Energie, die zur Jouleschen Erwärmung und zur Lichtbogener- ss wärmung in Verbindung mit der Oxidationswärme führt, wird der Flämmbereich momentan auf die Anfangstemperatur für die Flämmbehandlung (mehr als 1350"C) erhitzt. Die Elektrode 3 wird in einem größeren Ausmaß aufgeschmolzen. Infolgedessen kann die Flämmbehand- <«■■ lung momentan eingeleitet werden, indem Sauerstoff aus der Flämmdüse 1 auf den Ausgangsbereich geblasen wird, der bereits auf die Anfangsflämmtemperatur aufgeheizt ist. Diese Aufheizung dauert entsprechend an, bis der Ausgangsflämmbcreich auf die gewünschte '15 Breite ausgedehnt ist. Dann ist die Flämmbehandlung vollständig eingeleitet. Nach vollständiger Einleitung der Flämmbehandlung wird die Elektrode 3 abgehoben.Simultaneously with the heating of the contact area by electrical energy due to the Joule effect and the arc effect is the oxygen-delivering substance such as iron oxide within the Electrode heated to a high temperature, so that this substance decomposes and supplies nascent oxygen. The flammable substance such as iron powder contained in the electrode 3 is heated in the same way and reacts in this way with this oxygen, so that heat of oxidation is suddenly released. An addition of aluminum powder makes the available heat of oxidation even greater. As a result of the converted electrical energy, which leads to Joule heating and arc heating in connection with the heat of oxidation, the flame area is momentarily set to the starting temperature for the flame treatment (more than 1350 "C) heated. The electrode 3 is melted to a greater extent. As a result, the flame treatment <«■■ lung can be initiated by oxygen is blown from the scarfing nozzle 1 onto the exit area, which has already reached the initial scarfing temperature is heated up. This heating continues until the initial flame range has reached the desired level of 15 Width is extended. Then the flame treatment is fully initiated. After complete introduction the flame treatment, the electrode 3 is lifted off.

Auf diese Weise kann man nach der Erfindung einen fliegenden Start der Flämmbehandlung verwirklichen, wo lediglich mit Hilfe der Jouleschen Wärme in Verbindung mit der Oxidationswärme eine Aufheizung erfolgt Diese Aufheizung des Flämmbereichs erfolgt so schnell, daß die Zeit zwischen dem ersten Kontakt der Elektrode 3 mit dem Flämmbereich bis 311m Abschluß der Einleitungsphase der Flämmbehandlung nur 0,2 bis 0,8 Sekunden beträgt Diese Zeitdauer ist momentan, so daß eine genaue Flämmbehandlung auch bei der Bewegung der Flämmputzmaschine möglich ist, also mit sogenanntem fliegendem Start. In this way you can realize a flying start of the flame treatment according to the invention, where only with the help of Joule heat in connection with the heat of oxidation takes place Flämmbereich to 311m completion of the induction phase of the flame-brushing of only 0.2 to 0.8 secs This period of time is, so that an accurate flame-brushing is currently possible with the movement of the Flämmputzmaschine, ie with so-called flying start.

F i g. 2 zeigt den Spannungsverlauf und den Stromverlaui zwischen Elektrode und Stahlbramme sowie die Form des Flämmbereichs in Abhängigkeit von dem Abstand innerhalb des Flämmbereichs von dem Kontaktpunkt zwischen Elektrode und Werkstück. Danach fällt die Spannung im Kontaktpunkt von dem Leerlaufwert auf den Wert der Übergangsspannung, wogegen der Strom sehr schnell ansteigt, etwa innerhalb von 0,15 Sekunden auf 2250 A. Somit erfolgt die Aufheizung des Kontaktbereichs durch Jouleschc Wärme infolge der hohen Stromstärke in Verbindung mit der Oxidationswärme des brennbaren Stoffes, der mit dem sauerstoffliefernden Stoff verbrennt. Dadurch wird momentan die Einleitung der Flämmbehandlung abgeschlossen. Sobald die Elektrodenspitze aufgeschmolzen ist, wird ein Lichtbogen gebildet, der ebenfalls Wärme abgibt Diese Oxidationswärme und die Wärme des Lichtbogens begünstigen die Bildung von Schmelztropfen. Diese Schmelztropfen fallen auf den Anfangsflämmbereich, so daß Wärme zugeführt wird, bis der Flämmbereich die vollständige Ausdehnung auf die gewünschte Breite erreicht.F i g. 2 shows the voltage curve and the current curve between the electrode and the steel slab as well as the shape of the flame area as a function of the distance within the flame area from the contact point between the electrode and the workpiece. After that, the voltage at the contact point drops from the open circuit value to the value of the transition voltage, whereas the current increases very quickly, within 0.15 seconds to 2250 A. Heat of oxidation of the flammable substance that burns with the oxygen-supplying substance. As a result, the initiation of the flame treatment is currently completed. As soon as the electrode tip has melted, an arc is formed, which also gives off heat. This heat of oxidation and the heat of the arc favor the formation of melt droplets. These melt droplets fall onto the initial flaming area, so that heat is supplied until the flaming area reaches its full expansion to the desired width.

Im Vergleich zur F i g. 2 zeigt die F i g. 3 die Einleitung der Flämmbehandlung mit einer herkömmlichen Elektrode aus einem Stahldraht. Der Spannungs- und Stromstärkeverlauf sind nahezu gleichartig. Doch kann die Flämmbehandlung im Falle der Fig. 3 nicht unmittelbar weiterschreiten, weil kein zusätzlicher Erwärmungseffekt durch Oxidationswärme zur Verfügung steht. Außerdem ist die Flämmwirkung nach der F i g. 3 mit Unterbrechungen behaftet, weil die Schmelztropfen der Elektrode einen Kurzschluß hervorrufen, der einen fliegenden Start unmöglich macht.Compared to FIG. 2 shows the FIG. 3 the introduction flame treatment with a conventional electrode made of a steel wire. The tension and Current strength curves are almost identical. However, in the case of FIG. 3, the flame treatment cannot proceed immediately, because no additional heating effect due to the heat of oxidation is available stands. In addition, the scarfing effect according to FIG. 3 interrupted because of the melt drops cause a short circuit in the electrode, which makes a flying start impossible.

Nach der Erfindung wird die Flämmbehandlung durch joulesche Wärme eingeleitet. Die Verlängerung des AnfangsflärP'Tibereichs erfolgt zusätzlich durch Lichtbogenwärme. Man kann auch ohne Lichtbogenwärme eine kontinuierliche Flämmbehandlung erreichen, wenn die Flämmgeschwindigkeit klein ist, etwa 10 m/min. Nach F i g. 2 wird bereits während der Erwärmungszeit durch loulesche Wärme ein kleiner Lichtbogen erzeugt, der jedoch keinen merklichen Einfluß hat, solange die loulesche Wärme als Hauptwärmequelle dient. Für den Vorzug der Elektrode wird normalerweise ein Gleichstrommotor eingesetzt. Nach der Erfindung wird die Vc-'.ugsgeschwindigkeit für die Elektrode durch Bestimmung der Spannung zwischen Elektrode und Stahlbramnie geregelt, so daß man einen Lichtbogen von etwa 30 V erhält. Infolgedessen erreicht man die Umstellung auf die Erwärmung durch den Lichtbogen sehr kurzfristig nach dem Kontakt der Elektrode mit der Stahlbramme, wenn man eine Elektrode mit hoher Schmelzgeschwindigkeit einsetzt.According to the invention, the flame treatment is initiated by Joule heat. The extension of the The initial area is also carried out by means of arc heat. You can also do without arc heat achieve a continuous scarfing treatment when the scarfing speed is low, about 10 m / min. According to FIG. 2 a small arc is generated by Loule heat during the heating time, which, however, has no noticeable influence as long as the Loule heat serves as the main heat source. For the A direct current motor is normally used in preference to the electrode. According to the invention, the Vc - for the electrode by determination the voltage between the electrode and Stahlbramnie is regulated, so that you create an arc of about 30V. As a result, the switch to arc heating is achieved very briefly after the contact of the electrode with the steel slab, if you have an electrode with high Melting rate begins.

Als brauchbarer Querschnitt für die verbrauchbare Elektrode nach der Erfindung sind die in den F i g. 5(a), ^r>(b) und 5(c) dargestellten Querschnitte anzusehen.A useful cross section for the consumable electrode according to the invention are those shown in FIGS. 5 (a), ^r > (b) and 5 (c) to view the cross-sections shown.

Fig.5(a) zeigt eine Elektrode mit einem Stahlmantel 11a aus einem runden Rohr, der mit einem Gemisch 12a eines sauerstoffliefernden Stoffes und eines brennbaren Stoffes gefüllt ist. F i g. 5(b) zeigt eine Elektrode, deren Stahlmantel Hb aus einer Schale besteht, deren beide Enden eingerollt sind und die mit einem Gemisch 12b eines Peroxids und eines brennbaren Stoffes gefüllt ist. F i g 5(c) zeigt eine Elektrode, deren Stehlmantel Uc mit einem Gemisch 12r aus einem Peroxid und einem brennbaren Stoff gefüllt ist und die im Zentrum einen ι ο Stahlkerndraht 13c aufweistFig. 5 (a) shows an electrode with a steel jacket 11a from a round tube, which is filled with a mixture 12a of an oxygen-supplying substance and a combustible The fabric is filled. F i g. Fig. 5 (b) shows an electrode whose steel shell Hb consists of a shell, both of which Ends are curled and which is filled with a mixture 12b of a peroxide and a combustible substance. Fig. 5 (c) shows an electrode, the steel jacket of which Uc is filled with a mixture 12r of a peroxide and a combustible substance and which has a ι ο in the center Has steel core wire 13c

Der Vorzug der verbrauchbaren Elektrode erfolgt so, daß die als langer Draht von einer Vorratsspule abgewickelte Elektrode kontinuierlich entsprechend dem jeweiligen Verbrauch nachgeführt wird, indem die Elektrode von der Spule abgewickelt wird. Hierfür besteht der Mantel zweckmäßig aus Flußstahl; das Gemisch eines sauerstoffliefernden Stoffes und eines brennbaren Stoffes muß in möglichst dichter Packung eingefüllt sein, damit es sich von dem Mantel nicht ablöst. Der Außendurchmesser der Elektrode liegt zweckmäßigerweise zwischen 2 und 5 mm.The consumable electrode is preferred as a long wire from a supply spool unwound electrode is continuously tracked according to the respective consumption by the Electrode is unwound from the coil. For this purpose, the jacket is expediently made of mild steel; that Mixture of an oxygen-supplying substance and a flammable substance must be packed as tightly as possible be filled so that it does not peel off the coat. The outside diameter of the electrode is expediently between 2 and 5 mm.

Die Zusammensetzung der Füllung aus einem Peroxid und einem brennbaren Stoff ist zweckmäßigerweise folgende. Als Peroxid für den sauerstoffliefernden Stoff bevorzugt man Hämatit (FezCh) oder Magnetit (FeSO₄). Ein Teil des genannten Stoffes kann durch ein oder mehrere andere Peroxide wie BaCh, Perchlorate wie KC1O4 oder Permanganate wie KMnO₄ ersetzt werden. Als brennbarer Stoff zieht man Eisenpulver vor; Aluminiumpulver kann zugesetzt werden, damit es die Erzeugung von Oxidationswärme begünstigt. Die folgende Tabelle gibt den Zusammenhang zwischen der Zusammensetzung des jeweiligen Füllstoffes und der erforderlichen Zeitdauer zwischen dem Kontakt der Elektrode und dem Abschluß der Einleitungsdauer der Flämmbehandlung an:The composition of the filling made of a peroxide and a combustible material is expediently as follows. The preferred peroxide for the oxygen-supplying substance is hematite (FezCh) or magnetite (FeSO ₄ ). Part of the substance mentioned can be replaced by one or more other peroxides such as BaCh, perchlorates such as KC1O4 or permanganates such as KMnO ₄ . Iron powder is preferred as a combustible material; Aluminum powder can be added to encourage the generation of heat of oxidation. The following table shows the relationship between the composition of the respective filler and the time required between the contact of the electrode and the completion of the initiation of the flame treatment:

table

Nr.No. Zusammensetzung (Gew.-°/o)Composition (wt.%) Al-Al- Fe-Fe- Zeitdauer für dieDuration for the Pulverpowder Pulverpowder Einleitungsphase derIntroductory phase of the EisenoxidIron oxide FlämmbehandiungFlame treatment pulverpowder __ 9797 (Hämatit)(Hematite) —- 9595 (see)(lake) 11 33 —- 9090 1,51.5 22 55 8080 0,80.8 33 1010 —- 6060 0,40.4 44th 2020th —- 5050 0,30.3 55 4040 —- 4040 0303 66th 5050 55 7575 0,60.6 77th 6060 1010 7070 88th 2020th 1515th 6565 0,20.2 99 2020th —- —- 0,20.2 1010 2020th 6060 2,02.0 1111th —- 3,03.0 1212th 4040 0,40.4

4040

5555

Anmerkung:Annotation:

Die Probe 12 nutzt nur die Joulesche Wärme als elektrischeThe sample 12 uses only Joule heat as electrical

Energie.Energy.

6060

In der obigen Tabelle ermöglichen die Proben 2 ... 6, 8, 9 und 12 eine Einleitung der Flämmbehandlung, die innerhalb einer Sekunde abgeschlossen werden kann. Daraus ergibt sich, daß der Eisenoxidgehalt größer als 5 Prozent sein muß; ein Eisenoxidgehalt von weniger als 5 Prozent verkürzt die Zeitdauer der Sauerstoffzufuhr und damit die Zeitdauer der Erzeugung von Oxidationswärmc; ein Eisenoxidgehalt von über 50 Prozent führt zu einem Ungleichgewicht mit dem Eisenpulveranteil, wodurch auch eine Verkürzung der Erzeugung von Oxidationswärme herrührt. In jedem Fall bedingt die Verkürzung der Oxidationswärmeerzeugung eine längere Zeitdauer für den Abschluß der Einleitung der Flämmbehandlung, als für die Zeit bis zum Start der eigentlichen Flämmbehandlung.In the table above, samples 2 ... 6 allow 8, 9 and 12 an initiation of the flame treatment, the can be completed within a second. This means that the iron oxide content is greater than 5 Percent must be; an iron oxide content of less than 5 percent shortens the duration of the oxygen supply and hence the duration of generation of heat of oxidationc; leads to an iron oxide content of over 50 percent leads to an imbalance with the iron powder content, thereby also shortening the production of Heat of oxidation originates. In any case, the shortening of the oxidation heat generation requires a longer one Time for the completion of the initiation of the flame treatment than for the time up to the start of the actual flame treatment.

Der Zusatz von Aluminiumpulver bei den Proben Nr. 8 und 9 fördert die Erzeugung von Oxidationswärme und bringt einen erleichterten Start der Flämmbehandlung. Insbesondere ist ein Einsetzen der Flämmbehandlung innerhalb von 0,2 Sekunden möglich.The addition of aluminum powder to Sample Nos. 8 and 9 promotes the generation of heat of oxidation and makes the start of the flame treatment easier. In particular, there is the onset of the flame treatment possible within 0.2 seconds.

Wenn jedoch der Anteil des Aluminiumpulvers 10 Prozent übersteigt, bildet sich in größerem Ausmaß AI2O3, wodurch der Start der Flämmbehandlung erschwert wird, wie die Probe Nr. 10 zeigt, wo der Aluminiumpulveranteil von 15 Prozent zu einer Dauer von 2 Sekunden für die Einleitung der Flämmbehandlung führt. Infolgedessen muß der Aluminiumpulveranteil unter 10 Prozent gehalten werden. Als Stoffe zur Begünstigung der Erzeugung von Oxidationswärme sind auch Magnesium und Calcium brauchbar, die in kleinem Zusatzanteil wirksam sind.However, when the proportion of the aluminum powder exceeds 10 percent, it forms to a greater extent AI2O3, which starts the flame treatment is made more difficult, as the sample No. 10 shows, where the aluminum powder content of 15 percent leads to a duration of 2 seconds for the initiation of the flame treatment leads. As a result, the aluminum powder content must kept below 10 percent. As substances to promote the generation of heat of oxidation Magnesium and calcium, which are effective in small additional proportions, can also be used.

Das Gewichtsverhältnis zwischen der Gesamtmenge des Füllstoffs (Gemisch aus dem sauerstoffliefernden Stoff und dem brennbaren Stoff) und dem Gesamtgewicht der Elektrode soll größer als 5 Prozent sein. Wenn dieses Verhältnis kleiner als 5 Prozent ist, wird die Erzeugungsdauer der Oxidationswärme verkürzt, und zwar infolge der Verkürzung der Menge des sauerstoffliefernden Stoffes und des brennbaren Stoffes.The weight ratio between the total amount of filler (mixture of the oxygen-supplying Substance and the combustible substance) and the total weight of the electrode should be greater than 5 percent. When this ratio is less than 5 percent, the generation time of the heat of oxidation is shortened, and as a result of the shortening of the amount of oxygen-supplying substance and of the combustible substance.

Die Verwendung der mit der genannten Füllung ausgestatteten Elektrode ermöglicht die Einleitung der Flämmbehandlung innerhalb einer Sekunde vom Kontakt der Elektrode mit dem Werkstück und sogar innerhalb von 0,2 Sekunden, wenn optimale Bedingungen eingehalten werden. Wenn eine Maschine nach der Erfindung auf einen Wagen gesetzt wird, kann man die Flämmbehandlung einleiten, solange sich der Wagen mit einer Geschwindigkeit von mehr als 10 m/min bewegt. Nach der Erfindung kann die Elektrode als Draht eingesetzt werden, der zu einer Vorratsspule aufgewickelt ist. Infolgedessen kann die Elektrode durch Abwickeln der Spule kontinuierlich entsprechend dem jeweiligen Verbrauch nachgeführt werden. Man kann infolgedessen die Elektrode über längere Zeit benutzen, ohne daß Nachfüllarbeiten erforderlich sind, wie dies bei anderen Elektroden notwendig istThe use of the electrode equipped with said filling enables the introduction of the Flame treatment within a second from the contact of the electrode with the workpiece and even within 0.2 seconds if optimal conditions are met. If a machine is after the Invention is placed on a car, you can initiate the flame treatment as long as the car is moved at a speed of more than 10 m / min. According to the invention, the electrode as Wire can be used, which is wound into a supply reel. As a result, the electrode can through Unwinding the coil can be continuously tracked according to the respective consumption. One can as a result, use the electrode for a longer period of time without the need for refilling, as is the case with other electrodes is necessary

Fig.4 zeigt eine Ausführungsform einer selbstfahrenden Flämmputzmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung. Ein selbstfahrender Wagen 24 ist mit Rädern 23 auf Schienen 21 verfahrbar und wird durch einen Motor 22 angetrieben. Die Schienen 21 überspannen eine Bramme 20. Auf diesem Wagen 24 sind eine Flämmdüse 25, ein Elektrodendraht 26, der mit einem sauerstoffliefernden Stoff und einem brennbaren Stoff für die Einleitung der Putzbehandlung gefüllt ist, sowie die erforderlichen Zusatzeinrichtungen untergebracht. Die Flämmdüse 25 ist nvt ihrer Spitze antef einem vorgegebenen Winkel in Fahrtrichtung des Wagens gegenüber der Flämmfläche geneigt und in einer Haltevorrichtung 32 des Wagens 24 in vertikaler Richtung frei verstellbar. Das Hinterende der Flämmdüse ist an eine Sauerstoffquelle und eine Brennstoffquelle angeschlossen. Der Elektrodendraht 26 wird von einer Spule 26a mit Hilfe eines Vorschubmotors 27 über Vorzugsrollen 28 in den Flämmbereich vorgeschoben. Die Spannungsversorgung für den Elektrodendraht 26Fig.4 shows an embodiment of a self-propelled Flame cleaning machine for carrying out the method according to the invention. A self-propelled one Carriage 24 can be moved with wheels 23 on rails 21 and is driven by a motor 22. the Rails 21 span a slab 20. On this carriage 24 there is a scarfing nozzle 25, an electrode wire 26, the one with an oxygen-supplying substance and a flammable substance for initiating the plaster treatment is filled, and the necessary additional equipment is housed. The scarfing nozzle 25 is not at its tip antef inclined at a predetermined angle in the direction of travel of the car with respect to the scarfing surface and in a holding device 32 of the carriage 24 is freely adjustable in the vertical direction. The rear end of the scarfing nozzle is connected to a source of oxygen and a source of fuel. The electrode wire 26 is of a bobbin 26a is advanced into the flame area with the aid of a feed motor 27 via feed rollers 28. The voltage supply for the electrode wire 26

erfolgt durch eine Spannungsquelle 29 auf dem Wagen 24. die über eine Leitung und einen Spannungsspeisekopf 30 mit dem Elektrodendraht 26 verbunden ist. Andererseits ist die Stahlbramme 20 mit der anderen Anschlußklemme der Spannungsquelle 29 verbunden.takes place through a voltage source 29 on the carriage 24 via a line and a voltage supply head 30 is connected to the electrode wire 26. On the other hand, the steel slab 20 is with the other Terminal of the voltage source 29 connected.

Die Spitze des Elektrodendrahtes 26 !rerührt die Oberfläche der Stahlbramme 20 für die Einleitung der Flämmbehandlung. doch muß der EleUrodendraht unmittelbar nach Abschluß der Einleitur.gsphase abgehoben werden. Infolgedessen ist es zweckmäßig, den ι ο Elektrodendraht und seine Zusatzeinrichtungen insgesamt an einer Tragvorrichtung aufzuhängen, die mit Hilfe einer Öldruckeinheit vertikal verschiebbar ist. Statt der Verwendung eines selbstfahrenden Wagens für die Verschiebung der Flämmputzmaschine läßt sich die gleiche Arbeitsweise erzielen, indem die Stahlbramme 20 mit Hilfe eines Rollentisches bewegt wird. Für die verbrauchbare Elektrode ist nicht nur ein kontinuierlicher Vorschub von einer Spule möglich: man kann auch geradegerichtete Elektrodenstäbe einer bestimmten Länge jeweils nacheinander vorschieben.The tip of the electrode wire 26 stirs the surface of the steel slab 20 for the introduction of the Flame treatment. however, the electrode wire must be lifted off immediately after the end of the introduction phase will. As a result, it is advisable to use the ι ο electrode wire and its additional devices as a whole to hang on a support device, which can be moved vertically with the help of an oil pressure unit. Instead of using a self-propelled car to move the scarfing machine can achieve the same operation by moving the steel slab 20 with the aid of a roller table. The consumable electrode can not only be fed continuously from a coil: you can also advance straightened electrode rods of a certain length one after the other.

Beim Flämmputzen einer Stahlbramme mit einer Flämmputzmaschine nach Fig.4 bewegt sich die Maschine über die Stahlbramme 20. Der Elektrodendraht 26 wird durch den Motor 27 in den Flämmbereich vorgezogen und ist an die Spannungsquelle 29 angeschlossen, damit Strom durch den Spannungsspeisekopf 30 gerade dann in den Elektrodendraht 26 fließt, wenn sich die Maschine über dem Flämmbereich befindet.When scarfing a steel slab with a scarfing machine according to Fig. 4, the moves Machine over the steel slab 20. The electrode wire 26 is driven by the motor 27 in the flame area preferred and is connected to the voltage source 29, so that current through the voltage supply head 30 just then flows into the electrode wire 26 when the machine is above the flame area is located.

Der Temperaturanstieg in Flämmbereich und das Schmelzen der Elektrode sind so wie in Verbindung mit F i g. 1 erläutert. Die Einleitung der Flämmbehandlung ist auch hier momentan abgeschlossen. Nach Abschluß der Einleitungsphase bringt die öldruckeinheit 31 den Elektrodendraht 26 nach oben, wie dies in F i g. 4 in gestrichelten Linien angedeutet ist, damit der Elektrodendraht die weitere Flämmbehandlung nicht behindert. F i g. 4 zeigt nur eine Flämmdüse: doch kann man auch eine Mehrzahl von Flämmdüsen vorsehen, denen jeweils eine Elektrode nach der Erfindung für eine gleichzeitige Einleitung der Flämmbehandlung zugeordnet ist.The temperature rise in the flame area and the melting of the electrode are as in connection with F i g. 1 explained. The initiation of the flame treatment has now also been completed here. After graduation During the initiation phase, the oil pressure unit 31 brings the electrode wire 26 upwards, as shown in FIG. 4 in dashed lines is indicated so that the electrode wire does not hinder the further flame treatment. F i g. 4 shows only one scarfing nozzle: however, a plurality of scarfing nozzles can also be provided each associated with an electrode according to the invention for a simultaneous initiation of the flame treatment is.

Bei einem Ausführungsbeispiel waren die verschiedenen Kenngrößen folgende:In one embodiment, the various parameters were as follows:

Flämmputzmaschine: Selbstfahrende Maschine nach Fig. 4.Flame cleaning machine: self-propelled machine according to Fig. 4.

Putzgeschwindigkeit: 15 m/min.Cleaning speed: 15 m / min.

Größe des Flämmbereichs: 30 mm bereit, \ m lang (teilweise Flämmung).Size of the scarfing area: 30 mm ready, \ m long (partially scarfing).

Sauerstoffdruck in der Flämmdüse: 6kp/cm².Oxygen pressure in the scarfing nozzle: 6kp / cm ² .

Schutzflamme: COG-Flamme.Guard flame: COG flame.

Elektrodendraht: 3.2 mm 0.Electrode wire: 3.2 mm 0.

Brennbarer Stoff: 20 Prozent der Probe 4 in Tabelle 1. Drahtquerschnitt nach F i g. 5(a).Combustible material: 20 percent of sample 4 in table 1. Wire cross-section according to FIG. 5 (a).

Elektrische Kenngrößen für die Einleitungsphase: Gleichstrom 3000 A maximal; Elektrodendraht positiv.Electrical parameters for the introductory phase: direct current 3000 A maximum; Electrode wire positive.

Unter den genannten Bedingungen ist die Einleitungsphase für die Flämmbehandlung innerhalb 0,3 Sekunden nach dem Kontakt der Elektrode mit dem Fiämmgut abgeschlossen, so daß die Flämmbehandlung mit fliegendem Start erfolgen kann. Bei Verwendung eines Elektrodendrahtes und der Zusammensetzung nach Probe 8 der Tabelle 1 wird unter im übrigen gleichen Bedingungen die Einleitungsphase der Flämmbehandlung innerhalb 0.2 Sekunden nach dem Kontakt der Elektrode abgeschlossen. Infolgedessen kann die Flämmbehandlung sehr gleichmäßig ohne Unterbrechung der Bewegung des Wagens durchgeführt werden.Under the conditions mentioned, the initiation phase for the flame treatment is within 0.3 Seconds after the contact of the electrode with the Flammgut completed, so that the flaming treatment can be done with a flying start. When using an electrode wire and the composition according to sample 8 of table 1, the introductory phase of the flame treatment takes place under otherwise identical conditions completed within 0.2 seconds of electrode contact. As a result, the Flaming treatment can be carried out very evenly without interrupting the movement of the carriage.

Hiemi 2 Blatt Zeichnungen 709 618/328 Hiemi 2 sheets of drawings 709 618/328

Claims

Patent claims:

1. Method for initiating scarfing, after which a scarfing machine is opposite the surface of a workpiece to be cleaned is moved, after which a consumable electrode in a flame area of the workpiece is moved until the electrode tip touches the flame area, whereupon the contact zone in contact with the ι ο electrode by electrical energy to the scarfing temperature is heated, characterized in that that an oxygen-supplying substance and a combustible substance are supplied through the electrode that the contact zone is additionally heated by heat of oxidation and that the scarfing overflows from this heated contact zone by flowing out of the scarfing nozzle Oxygen is currently being heated.

2. Consumable electrode for performing the method according to claim 1, characterized in that that the steel jacket is filled with a powder mixture whose weight is more than 5 percent of the Total weight of the electrode and its composition makes up 5 to 50 percent by weight of the 2s oxygen-supplying substance, the remainder of combustible substance included.

3. Consumable electrode according to claim 2, characterized in that the same iron oxide ah; Contains oxygen-supplying substance and iron powder as a combustible substance.

4. Consumable electrode according to claim 2 or 3, characterized in that aluminum powder in less than 10 percent by weight of the combustible material is present.

5. Consumable electrode according to one of claims 2 to 4, characterized in that the oxygen-supplying substance in addition to iron oxide as the main component as additives one or more peroxides, for example BaO2, perchlorates, for example KCIO4, or permanganates, for example KMnÜ4 and the combustible substance, in addition to iron powder as the main component, as additives Al, Mg and / or Ca includes.

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