DE2925419A1

DE2925419A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung bartfreier stranggusstuecke

Info

Publication number: DE2925419A1
Application number: DE19792925419
Authority: DE
Inventors: Franz Hennecke
Original assignee: IPU Ltd
Current assignee: IPU Ltd
Priority date: 1979-06-23
Filing date: 1979-06-23
Publication date: 1981-01-08

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung bartfreier
Strangguß stücke Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur I-Ierstellung bartfreier Stranggußstücke, bei dem die beim Abtrennen bzw.
Zerteilen von Stranggußstücken mittels einer Brennschneidmaschine auf der Brenrlstrahl"Austrittsseite entstehenden Schlackenbärte mittels eines aus einer oder mehreren Düsen abgegebenen, thermische und/oder kinetische Energie aufweisenden Strahls beseitigt werden, und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
An Stranggießanlagen wird der erzeugte Strangguß mittels einer einen oder mehrere Schneidbrenner -tragenden Brennschneidmaschine in Rundknüppel bzw. Brammen unterteilt.
Auf der Austrittsseite des Brennstrahls entstehen an den Rändern der Schneidfuge Schlackenbärte, die sich dadurch bilden, daß ein Teil der dünnflüssig abtropfenden Schlacke durch Adhäsion und Schwerkraft um die Werkstückunterkante herumfließt, sich außerhalb der Einwirkung des Brennstrahls abktiiilt und zu Schlackenbärten verhärtet.
Da die Schlackenbärte bei der Weiterverarbeitung, Lagerung sowie beim Transport der Iintippel oder Brammen stören, müssen sie entfernt werden. Das maschinelle Entfernen der Schlackenbärte durch Fräsen, Schleifen oder dergleichen erfordert eine aufwendige Technik und führt zu hohen Kosten.
Aus diesen Gründen werden die Schlackenbärte vielfach mit Hilfe von zu Gruppen zusammengestellten Spezialbrennern abgeflämmt. Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daß es einen zusätzlichen Arbeitsgang beansprucht, und daß relativ viel zusätzliche Energie verbraucht wird, um die Schlackenbärte an der bereits erkalteten Bramme zu verbrennen, abzuschweißen bzw. abzuschmelzen.
Versuche, die Schlackenbärte bereits während ihrer Entstehung, d.h. im Zuge des Brennschneidvorganges durch Anblasen mit Preßluft, Dampf oder Wasser zu entfernen, waren mehr oder weniger erfolglos, da alle diese Medien kühlend auf die heiße Schlacke einwirken. Diese Methode hat außerdem den Nachteil, daß sie eine extrem hohe kinetische Energie benötigt, die einerseit, einen ungünstigen Einfluß auf den eigentlichen Bremlschneidvorgang hat und andererseits zu einer starken Versöhmutzung oder Belästigung der Umgebung führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und wirtschaftliche Lösung zur Beseitigung von Schlackenbärten aufzuzeigen.
Verfahrensseitig wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Düse bzw. Düsen im Gleichlauf mit dem Schneidbrenner bewegt werden und so ausgerichtet sind, daß ihr Energiestrahl auf die noch flüssigen Schlackenbärte trifft.
Die vorrichtungsseitige Lösung der gestellten Aufgabe ist im Patentanspruch 6 angegeben.
Erfindungsgemäß ist es möglich, mit geringem Aufwand alle beim Brennschneiden entstehenden Schlackenbärte sofort bei der Entstehung restlos, energiesparend und ohne störende Einflüsse auf die Umgebung zu beseitigen. Dabei ist es unwesentlich, ob es sich um das Zerteilen von Knüppeln, Blöcken oder Brammen handelt.
Es können mehrere Er3Qbartungsdüsen so angeordnet sein, daß aus mindestens zwei Richtungen energiehaltige Strahlen auf die Schlackenbärte abgegeben werden. Diese Energiestrahlen können durch ein nur heizendes, ein verbrennendes oder ein nur wegblasendes Gas gebildet werden.
Die dabei zugeführte Wärme kann sich aus einem Wärmeanteil, der durch Verbrennen der Gase gebildet wird, und aus einem Wärme anteil, der durch Verbrennen von dem Schlackenbart be; nachbarter Materialteile im Sauerstoffstrom gebildet wird, zusammensetzen. Es ist aber auch möglich, das Wegblasen der aufgeschmolzenen Schlacke des Schlackenbartes durch die kinetische Energie der am Aufheizen und Verbrennen von Material beteiligten Gase zu bewirken.
Damit die Entbartungsdüsen Rollen ausweichen können, welche den Gießstrang unterstützen, kann es vorteilhaft sein, die Entbartungsdiisen durch eine Führungseinrichtung so zu führen, daß während des Betriebes eine Zurückzieh- bzw. Ausweichbewegung durchführbar ist.
Die Führungseinrichtung kann eine Gleitführung, ein Hebel-bzw. Lenkergetriebe oder dergleichen enthalten.
Ferner kann die Führungseinrichtung einen Antrieb zur Durch führung notwendiger Bewegungen enthalten.
Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, die Entbartungsdüse innerhalb der beim Brennschneiden gebildeten Schneidfuge zu führen.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Entbartungsdüse am Strahlaustrittsende schräggestellt ist.
Grundsätzlich ist es gleichgültig, ob beim Abtrennen das Stranggußstück feststeht und die brenner bewegt werden, oder umgekehrt. Entscheidend ist nur, daß eine Relativbewegung zwischen Schneidbrenner und Stranggußstück stattfindet.
Nachstehend werden einige, die Merkmale der Erfindung aufweisende Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Düsenanordnung zur Beseitigung von Schlacltenbärten an einem Rundknüppel, der mit Hilfe eines Schneidbrenners von einem Gießstrang abgetrennt wird, Fig. 2 eine Seitenansicht der Düsenanordnung an dem Rundirnüppel von Fig0 1, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Düsenanordnung zur Beseitigung von Schlackenbärten an Brammen oder Stranggußblöcken, die über einen Rollgang gefriert und mittels eines Schneidbrenners zerteilt werden, bei senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufender Strangguß-Vorschubrichtungy Fig. 4 eine Seitenansicht der Düsenanordnung von Fig.3, Fig. 5 eine darstellerisch Fig.3 ähnliche Ansicht mit einer innerhalb der Schneidfuge geführten Entbarw tungsdüse, und Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer von einem Düsenhalter getragenen Entbartungsdüse.
Das in Fig.1 und 2 in zwei zueinander senkrechten Ansichten dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung bartfreier Stranggußstücke ist insbesondere zum Abtrennen von Rundknüppeln 10 von einem entsprechenden Gießstrang vorgesehen. Ein beispielsweise von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Brennschneidmaschine geführter Schneidbrenner 4 gibt senkrecht nach unten einen Schneidstrahl 6 ab und erzeugt, während er quer durch den Gießstrang hindurch geführt wird, eine Schneidfuge 12. Bei diesem Bremlschneidvorgang bilden sich auf der Unterseite des Stranggußstückes an der Brennstrahl-Austrittskante Schlackenbärte 14, die durch eine erfindungsgemäße Düsenanordnung entfernt werden, bevor sie erkalten und erhärten können.
Wie sich aus Fig.1 und 2 entnehmen läßt, entstehen beiderseits der Schneidfuge 12 ein rechter und ein linker Schlackenbart 14a, 14b, vor der Scluieidfuge ein vorderer Schlackenbart 14c und ein hinterer Schlackenbart 14d. Die :3usenanordnung zum Entfernen der Schlackenbärte 14... besteht aus zwei Entbartungsdüsen 18a und 18b, die mittels einer geeigneten Führungseinrichtung, zu der beispielsweise eine Vertikalgleitführung gehören kann, mit der Brennschneidmaschine bzw.
dem Schneidbrenner 4 gekoppelt sind. Auf diese Weise werden die Entbartungsdüsen 18a, 18b im Gleichlauf mit dem Schneidbrenner 4 mitgeführt. Die beiderseits der Schneidfuge 12 horizontal verlaufenden und auf die Schlac?enbärte 14a bis 14d gerichteten Entbartungsdüsen 18a, 18b geben einen energiehaltigen Strahl 20 ab, der die noch flüssigen bzw. plastischen Schlackenbärte 14a bis 14d durch Verbrennlungswärme erhitzt und/oder durch seine kinetische Energie wegbläst.
Die Entbartungsdüsen 18a, 18b können entweder mit einem Heizgas/Heizsauerstoffgemisch und Flämmsauerstoff, oder mit einem Heizgas/Luft-Gemisch und Flammsauersloff, oder auch nur mit einer Flamme aus Heizgas und einem Sauerstoff führenden Gas beschickt werden. Abweichend davon können die Entbartungsdüsen auch nur mit einem das Abflämmen der Schlackenbärte fördernden Gas beschickt werden, beispielsweise einem Heizgas oder Sauerstoff oder Luft. Es besteht ferner die Möglichkeit, die Entbartungsdüsen mit einer Flüssigkeit oder einem Dampf zu betreiben.
Die Art des energiehaltigen Strahls 20 ist erfindungsgemäß von zweitrangiger Bedeutung; vielmehr bildet die Nachführung der Entbartungsdüsen im Gleichlauf mit dem Schneidbrenner das wesentliche Erfindungsmerkmal, mit dem es möglich ist, die noch flüssigen Schlackenbärte sofort, energiesparend und ohne Nacharbeit zu beseitigen.
In Fig. 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel zur Herstellung bartfreier Stranggußstücke, wie Brammen 10a, dargestellt, die von einem über Rollen 1 eines Rollganges geführten Gießstrang abgetrennt worden. Von diesem Rollgang ist in der Zeichnung nur eine auf einem Rollenträger 2 gelagerte Rolle 1 dargestellt.
Der auch hier von einer nicht dargestell.-ten Brennschneidmaschine geführte Schneidbrenner 4 gibt senkrecht nach unten einen Schneidstrahl 6 ab und erzeugt im Werkstück dabei eine Schneidfuge 12 sowie auf der tinterseite der Bramme 10a die bereits in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel in Fig.1 und 2 beschriebenen Schlackenbärte 14a bis 14d.
In dem Fachmann bekannter Weise bewegt sich die Brennschneidmaschine mit dem Schneidbrenner 4 während des Brennschneidvorganges mit dem in Pfeilrichtung (Fig.4) fortbewegten Gießstrang mit . Zur Beseitigung der Schlackenbärte 14...
dienen wiederum zwei Entbartungsdüsen 22a und 22b, die beiderseits der Schneidfuge 12 angeordnet sind und ihre energiehaltigen Strahlen 24 auf die Schlackenbärte 14a bis 14d abgeben. Wie sich aus der Zeichnung entnehmen läßt, sind diese Entbartungsdüsen 22a und 22b schräg nach oben gerichtet.
Zur Nachführung der Entbartungsdüsen 22a und 22b im Gleichlauf mit dem Schneidbrenner 4 dient bei diesem Ausführungsbeispiel ein auf unterhalb der Bramme 10a und senkrecht zu deren Transport-riclltung verlaufenden Schienen 28 geführter und auf diesen durch einen Motor 30 bewegbarer Düsenwagen 26. Zur Regulierung der fortlaufenden Nachfuhrbewegung des Düsenwagens in Relation auf die Schneidbrennerposition dient eine nicht dargestellte Steuereinrichtung, die beispielsweise auf der Brennschneidmaschine untergebracht ist.
Zur Abstützung der Entbårtungsdüsen 22a, 22b auf dem Düsen wagen 26 dient ein Gestellt 29, welches mit Düsenzuleitunz gen 25 verbunden ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig.3 und 4 ist es möglich, den Düsenwagen 26 mit den Entbartungsdüsen 22a, 22b auf den Schienen 28 seitwärts unter dem Gießstrang bzw. der Bramme 10a herauszufahren, wenn der sich weiterbewegende Gießstrang beispielsweise eine Rolle 1 oder ein underes Hindernis passiert. Auf diese Weise kann die Entbartungsdüsenanordnung gegebenenfalls automatisch und flexibel nachgeführt werden.
Bei dem in Fig.5 der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiel werden die sich auf der Unterseite der Bramme 10a bildenden Schlackenbärte 14 durch den energiehaltigen Strahl 20 einer einzigen,schräg nach unten gerichteten Entbartungsdüse 32 entfernt, die von oben her in die vom Schneidstrahl 6 erzeugte Schneidfuge 12 eintaucht. Auf diese Weise wird die Entbarungsdüse 32 vor Kollision mit Rollen 1 des Rollganges oder dergleichen grundsätzlich geschützt, besondere Einrichtungen zur Durchführung von Ausweichbewegungen sind nicht erforderlich.
Bei dem in Fig.6 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Schlackenbärte 14 wiederum durch den energiehaltigen Strahl einer einzigen Entbartungsdüse 42 entfernt, die wie in dem zuvor beschriebenen nusführungsbeispicl von oben her in die Schneidfuge 12 eintaucht, jedoch normalerweise nach unten über die Unterkante der Bramme 10a hinausragt. Die Führungseinrichtung zur Nachführung der Entbartungsdüse 42 und zur Durchführung von Ausweichbewegungen beim Überlaufen von Rollen 1 und dergleichen wird hier durch ein ISebelgetriebe gebildet, welches nach Art eines Parallelogrammgestänges ausgebildet ist. Ein Düsenhalter 44 , der an seinem unteren Ende die Entbartungsdüse 42 trägt, ist über Lagerstellen 47 drehbar mit einem Lenkerpaar 46a, 46b verbunden, welches an seinem gegenüberliegenden Ende über ähnliche Lagerstellen 47 mit Halteplatten 49 gelenkig mit dem Schneidbrenner 4 gekoppelt ist. Der untere Lenker 46a ist als Winkelhebel ausgebildet und über seinen kürzeren Schenkel mittels einer Lagerstelle 48 mit der Kolbenstange 50 eines pneumatisch oder hydraulisch betriebenen ArDeit.szylinders 51 verbunden, der über einen Befestigungspunkt 52 an der nicht dargestellten Brennschieidmaschine oder dergleichen angebracht ist.
Mit Hilfe einer nicht dergestellten Steuerung kann die Entbartungsdüse 42 durch Betätigung des Arbeitszylinders 51 vorübergehend angehoben werden, wenn der Schneidfugenbereich beispielsweise eine Rolle 1 des Rollganges passiert.
Darüberhinaus erlaubt das Hebelgetriebe 46 ..., über das die Entbartungsdüse 42 mit dem Schneidbrenner 4 gekoppelt ist, ein Ausweichen des Düsenhalters 44.nach oben, wenn die Entbartungsdüse 42 mit einem Hindernis kollidiert.
Als weitere Sicherungsmaßnahme ist ein End- oder Druckschalter 54 am Düsenhalter 44 vorgesehen, welcher beispielsweise eine Betätigung des Arbeitszylinders 51 im Ausweichsinne veranlaßt, wenn die Entbartungsdüse 42 oder der Düsenhalter 44 von vorn oder seitlich anstößt.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung bartfreier Strang gußstücke Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung bartfreier Stranggußstücke, bei dem die beim Abtre?men bzw. Zerteilen von Stranggußstücken mittels einer Brennschneidmaschine auf der Brelenstrahl-Austrittssei-te entstehenden Schlackenbärte mittels eines aus einer oder mehreren Düsen abgegebenen, thermische und/oder kinetische Energie aufweisenden Strahls beseitigt werden5 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Düse bzw. Düsen im Gleichlauf mit dem Schneidbrenner bewegt werden und so gerichtet si.nd, daß ihr Energie strahl auf die noch flüssigen Schlackenbärte trifft.
2. Verfahren nach knsprucn. 1, dadurch gekennzeichnet, daß e.iUS mindestens zwei Richtungen Energiestrahlen auf die Schlackenbärte abgegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiestrahl ein durch ein heizendes, verbrennendes oder nur wegblasendes Gas gebildet wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Energiestrahl zugeführte Wärme sich aus einem Wärmeanteil, der durch Verbrennen der Gase entsteht, und aus einem Wärmeanteil, der durch Verbrennen von dem Schlackenbart benachbarten Materialteilen im Sauerstoffstrom entsteht, zusammensetzt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegblasen des geschmolzenen Schlackenbartes durch die kinetische Energie der am Au9-heizen und Verbrennen von Material beteiligten Gase erfolgt..
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Gleichlauf mit einem von einer Brennschneidmaschine geführten Schneidbrenner (4) mindestens eine Entbartungsdüse (18 ...; 22 ...; 52; 42) mittels einer Führungseinrichtung (zB. 26; so...) so bewegt wird, daß ein aus dieser abgegebener thermische und/oder kinetische Energie enthaltender Strahl (20) auf die noch flüssigen Schlackenbärte (14) trifft.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Entbartungsdüsen (z.B.

18a, 18b) vorhanden und so gerichtet sind, daß ihre Strahlen (20) aus verschiedenen Richtungen auf die Schlackenbärte (14a..., 14b) treffen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entbartungsdüsen (22 ...; 32; 42) durch ihre Führungseinrichtung so geführt sind, daß während des Betriebes eine Zurückzieh- bzw. Ausweichbewegung durchführbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung eine Gleitführung enthält.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung ein Hebel- bzw, Lenkergetriebe (4605..) enthält.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung einen Antrieb (30; 51) zur Durchführung der Bewegungen enthält.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung in der Weise ausgebildet ist, daß sie ein selbsttätiges Ausweichen der Entbartungsdüse (z.B. 42) bei Rollision mit einem Hindernis oder dergleichen ermöglicht.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fntbartungsdüse (32; 42) innerhalb der beim Brennschneiden gebildeten Schneidfuge (12) geführt ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Entbartungsdüse (z.B. 22; 32) an ihrem Strahlaustrittsende schraggestellt ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entbartungsdüse (z.B.18) mit Heizgas/Heizsauerstoffgemi sch und Flämmsauerstoff, oder mit Heizgas/Luftgemisch und Flämmsauerstoff, oder nur mit einer Flamme aus Heizgas und einem Sauerstoff führenden Gas betrieben wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entbartungsdüse nur mit einem Heizgas oder Sauerstoff oder Luft beschickt wird.
17. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entbartungsdüse mit einer Flüssigkeit und/oder mit einem Dampf beschickt wird.