DE4208036A1

DE4208036A1 - Descaling process for heat-rolled profiled sheet metal plates - uses solid jets of pressurised water with circular cross-section directed at speeds of more than 200 metres per second.

Info

Publication number: DE4208036A1
Application number: DE19924208036
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Ing Altmeyer; Hans-Eberhard Dr Ing Moebius
Original assignee: MOEBIUS DR ING HANS EBERHARD
Current assignee: MOEBIUS DR ING HANS EBERHARD
Priority date: 1992-03-13
Filing date: 1992-03-13
Publication date: 1993-09-16

Abstract

The solid jets of water are subjected to ultrasound waves. The speed at which the jets strike the rolled material is the same as or greater than the speed of sound in the rolling scale. The frequency of the ultrasound vibration is equal to or greater than the basic vibration of the inherent frequency of the rolling scale located underneath the solid jet. Several nozzles (5) producing the jets are combined into one element supplied in unison with the pressurised water. The descaled material is dried directly after the descaling process. USE/ADVANTAGE - Cleaner operation of metal plate descaler with no harmful dust.

Description

Eine gründliche Entfernung von Zunder ist vor dem Auf bringen von Anstrichen auf Eisen- und Stahlkonstruktionen zwingend notwendig. Bekannte Verfahren zum Entzundern sind das Beizen in Säuren und das Strahlen mit mineralischem oder metallischem Strahlgut. Beim Strahlen wird mit Hilfe von Schleuderrädern oder mit Druckluft von z. B. 6 bar Strahlgut stark beschleunigt, damit es mit ausreichender Geschwindigkeit auf das zu entzundernde Halbzeug oder die bereits fertiggestellte Stahlkonstruktion aufschlägt.Thoroughly remove scale before opening bring coatings on iron and steel structures mandatory. Known methods for descaling are pickling in acids and blasting with mineral or metallic grit. When blasting with help of centrifugal wheels or with compressed air from z. B. 6 bar Blasting material accelerated strongly so that it with sufficient Speed on the semi-finished product to be descaled or the already completed steel structure opens.

Das Regenerieren einer verbrauchten Beize ist in den letz ten Jahrzehnten gelungen. Das Strahlgut ist jedoch nicht zu regenerieren; es wird beim Strahlen mehr und mehr zer rieben und zerschlagen. Die beim Strahlen mit Strahlgut entstehenden Stäube sind eine erhebliche Belastung für die die Anlage bedienende Person. Eine zweiter Nachteil des Strahlens mit mineralischem oder metallischem Strahlgut ist die Verfestigung der Oberfläche des entzunderten Halb zeugs bzw. der Stahlkonstruktion. Bei Bauteilen, z. B. Fe dern, die schwingend beansprucht werden, können durch das Strahlen Druckspannungen in oder äußeren Oberflächenschicht aufgebaut und damit die Schwingfestigkeit wesentlich ver bessert werden. Bei Stahlkonstruktionen, die vorzugsweise statisch beansprucht werden, ist die Oberflächenverfesti gung, die mit dem Strahlen verbunden ist, jedoch kein Vor teil, sondern ein Nachteil, weil die Neigung zur Korro sion mit zunehmender Verfestigung der Oberfläche zunimmt. Die Nachteile des allgemein bekannten Strahlens mit har ten Strahlmitteln sind danach die Unmöglichkeit der stän digen Wiederverwendung des Strahlgutes, die Belastung des Bedienungspersonals durch die Feinststäube, die toxisch sind und die erhöhte Korrosionsanfälligkeit der Stahl konstruktion aufgrund der Oberflächenverfestigung.The regeneration of a used stain is in the last succeeded for decades. However, the grit is not to regenerate; it gets more and more broken when blasting rubbed and smashed. The one when blasting with blasting material resulting dusts are a considerable burden for the person operating the system. A second disadvantage of the Blasting with mineral or metallic grit is the consolidation of the surface of the descaled half stuff or the steel structure. For components such. B. Fe those who are vibratingly stressed can use the Radiate compressive stress in or outer surface layer built up and thus the fatigue strength ver be improved. For steel structures, the preferred are statically stressed, is the surface hardening radiation related, but not an issue part, but a disadvantage because of the tendency to corrode sion increases with increasing solidification of the surface. The disadvantages of the well-known blasting with har According to this, blasting agents are the impossibility of reuse of the blasting material, the burden of Operating personnel due to the fine dust that is toxic and the increased susceptibility to corrosion of steel construction due to surface hardening.

Bekannt ist auch das Entzundern von heißem Walzgut in Warmwalzwerken mit Hilfe von Spritzwasser. Im Einsatz sind Flachstrahldüsen, die auf einem sogenannten Spritz balken montiert sind. Ihre Spritzbilder überlappen einan der, so daß das unter dem Spritzbalken hindurchlaufende Walzgut in seiner ganzen Breite beaufschlagt wird. Das Abspritzen des Zunders geschieht zwischen den Walzgerüsten, um auszuschließen, daß die Oberfläche durch Zunderteile, die eingewalzt werden könnten, verletzt wird und auch am Ende einer Walzstraße, um den nachwachsenden Zunder hin ter der Straße nicht zu dick werden zu lassen. In jedem Fall geschieht dieses Abspritzen am heißen Walzgut. Durch den dabei entstehenden Temperaturgradienten und die unter schiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Zunder und Stahl wird der Zunder abgesprengt.The descaling of hot rolling stock is also known Hot rolling mills using splash water. In action are flat jet nozzles that are based on a spray beams are mounted. Your spray patterns overlap the, so that the running under the spray bar Rolling stock is applied in its entire width. The The scale is sprayed off between the rolling stands, to exclude that the surface by scale parts, that could be rolled in, injured and also on End of a rolling mill around the renewable tinder not to let the road get too fat. In each In this case, this spraying takes place on the hot rolling stock. By the resulting temperature gradient and the under different coefficients of expansion of scale and steel the tinder is blown off.

Das das Warmwalzwerk verlassende Walzgut ist naturgemäß nicht frei von Zunder. Nach dem Abspritzen wächst beim Abkühlen von Walztemperatur auf Raumtemperatur Zunder er neut auf. Für das Entzundern von kaltem Walzgut ist diese Verfahrensweise nicht geeignet.The rolling stock leaving the hot rolling mill is natural not free of scale. After hosing it grows while Cooling from rolling temperature to room temperature scale new on. This is for descaling cold rolling stock Procedure not suitable.

Erfindungsgemäß werden die Nachteile des Strahlens mit festem Strahlgut überwunden, indem auf solches Strahlgut ganz verzichtet und die erforderliche hohe Energie zum Absprengen des Zunders dadurch aufgebracht wird, daß mit einem pulsierenden Wasservollstrahl das zu entzundernde Halbzeug oder die Stahlkonstruktion beaufschlagt wird. Um den Zunder, dessen Duktilität nahezu Null ist, mit gleichem Erfolg zu zerbrechen, wie es beim Aufschlagen von Strahlkorn mit Geschwindigkeiten von im Mittel 50 m/s geschieht, muß dem Wasserstrahl eine deutlich höhere Ge schwindigkeit gegeben werden. Gefunden wurde, daß die Ge schwindigkeit gleich oder größer 200 m/s sein muß; vorzugs weise soll sie größer als die Schallgeschwindigkeit im Zunder sein.According to the invention, the disadvantages of blasting are eliminated solid blasting material overcome by such blasting material completely dispensed with and the required high energy to Blasting off the scale is applied by using a pulsating full jet of water to be descaled Semi-finished product or the steel structure is applied. For the tinder, whose ductility is almost zero, with break the same success as it does when you hit it of blasting grain at speeds of on average 50 m / s happens, the water jet must have a significantly higher Ge speed are given. It was found that the Ge speed must be equal to or greater than 200 m / s; preferred wise it should be greater than the speed of sound in the Be tinder.

Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß von Vorteil, wenn dem Vollstrahl eine Ultraschallschwingung aufgeprägt wird. Diese longitudinale Schwingung im Vollstrahl regt das un ter dem Vollstrahl liegende Zunderteilchen zu Schwingungen an, die die Haftung zwischen Zunderteilchen und Stahl unterlage zerstören. Offensichtlich ist die Eigenfrequenz des Zunderteilchens von Belang, das unter dem Vollstrahl liegt. Ist diese Eigenfrequenz in ihrer Grundschwingung oder einer Überschwingung gleich der der Ultraschall schwingung des Vollstrahles, so wird das Ablösen des Zun derteilchens wesentlich begünstigt.In addition, it is advantageous according to the invention if an ultrasonic vibration is impressed on the full beam. This longitudinal vibration in the full jet stimulates the un scale particles lying on the full jet to vibrate the adhesion between scale particles and steel Destroy the document. Obviously, the natural frequency of the scale particle of concern that is under the full jet lies. Is this natural frequency in its fundamental mode or an overshoot equal to that of the ultrasound vibration of the full jet, so the detachment of the Zun which favors significantly.

Ein in ein Wasserbad eintauchender Vollstrahl verliert innerhalb einer kurzen Tauchstrecke wesentlich an Energie. Daher ist dafür Sorge zu tragen, daß das Strahlmittel Wasser leicht abfließen kann. Zwei Maßnahmen erleichtern den Wasserabfluß. Einerseits wird mit Vollstrahlen gear beitet, die voneinander einen deutlichen Abstand haben, so daß das Wasser in den Freiräumen zwischen den Vollstrah len leicht abfließen kann. Andererseits wird der zu ent zundernden Fläche eine von der Horizontalen abweichende, geneigte Lage gegeben.A full jet immersed in a water bath loses substantial energy within a short dive distance. It is therefore important to ensure that the abrasive Water can drain off easily. Two measures make it easier the water drain. On the one hand, full jet is used processes that are clearly separated from each other, so that the water in the free spaces between the full jet len can drain easily. On the other hand, it becomes ent scaling surface a deviating from the horizontal, given inclined position.

Um trotz der nahezu punktförmigen Beaufschlagung der Flächen mit Vollstrahlen die gesamte Fläche zu entzundern, führen die Elemente, die die Vollstrahldüsen tragen, Orts kurven (1) gemäß der Fig. 1 aus, so daß die Fläche, die un ter diesen Elementen mit konstanter Geschwindigkeit hin durchgeführt wird, eine nahezu gleichmäßige Beaufschlagung erfährt. Mit (2) ist die augenblickliche Position der Voll strahlen bezeichnet.In order to descale the entire surface despite the almost punctiform application of the surfaces with full jets, the elements that carry the full jet nozzles perform local curves ( 1 ) according to FIG. 1, so that the surface that is under these elements at a constant speed is carried out, experiences an almost uniform exposure. With ( 2 ) the current position of the full rays is designated.

Über den Vollstrahldüsen liegen ein oder mehrere Schwinger. Da der hochfrequente Ultraschall quasi- optische Eigenschaf ten hat, können die Schallwellen gebündelt auf die Ein gänge der Vollstrahldüsen gerichtet werden. Diese Konzen tration der Schallwellen wird durch eine besondere Form der schallabgebenden Fläche des Schwingers (3) oder durch Schallinsen erzwungen. Die geometrische Anordnung ist so zu wählen, daß der Brennpunkt (4) der schallabgebenden Flache (3) mit der gedachten Kegelspitze der trichterför migen Öffnung der jeweiligen Düse (5) zusammenfällt (s. Fig. 2). Es ist auch möglich, vor jeder der Düsen eine Sammel linse anzuordnen, deren Material und deren Geometrie so zu wählen ist, daß die obige Forderung erfüllt, d. h. der Brennpunkt der Linse und die gedachte Kegelspitze der trichterförmigen Öffnung der Düse zusammenfallen. Eine mögliche Anordnung zeigt schematisch Fig. 3. In diesem Fall überdeckt der Sender (6) alle Düsen (5). (7) kennzeichnet den Wasserzulauf.One or more transducers are located above the full jet nozzles. Since the high-frequency ultrasound has quasi-optical properties, the sound waves can be focused on the inlets of the full jet nozzles. This concentration of sound waves is enforced by a special shape of the sound-emitting surface of the transducer ( 3 ) or by sound lenses. The geometric arrangement should be chosen so that the focal point ( 4 ) of the sound-emitting surface ( 3 ) coincides with the imaginary cone tip of the funnel-shaped opening of the respective nozzle ( 5 ) (see FIG. 2). It is also possible to arrange a collecting lens in front of each of the nozzles, the material and geometry of which should be selected so that the above requirement is met, ie the focal point of the lens and the conical tip of the funnel-shaped opening of the nozzle coincide. A possible arrangement is shown schematically in FIG. 3. In this case, the transmitter ( 6 ) covers all the nozzles ( 5 ). ( 7 ) marks the water inlet.

Unmittelbar nach dem Entzundern gemäß dem Verfahren wird das entzunderte Material getrocknet. Das geschieht vor zugsweise in zwei Schritten, nämlich erst mit Druckluft, die bei durchlaufendem Halbzeug der Laufrichtung entgegen gerichtet ist und dann gegebenenfalls mit Heißluft. Von Vorteil ist es, die Grundierung und den Anstrich unmittel bar anzuschließen.Immediately after descaling according to the procedure the descaled material dried. That happens before preferably in two steps, namely only with compressed air, the opposite direction of travel when the semifinished product passes is directed and then optionally with hot air. From The advantage is to apply the primer and coat immediately to be connected in cash.

Das vorgestellte Verfahren ist vorzugsweise geeignet für das Entzundern von durchlaufenden Profilen, Bändern und Blechen, kann aber auch für Stahlkonstruktionen eingesetzt werden. - Das Wasser wird aufgefangen, mit üblichen Mit teln von Zunderteilchen freigemacht und wieder eingesetzt. Die konsequente Reinigung des Wassers von Zunderteilchen ist wegen der erforderlichen Hochdruckpumpen besonders wichtig.The method presented is preferably suitable for the descaling of continuous profiles, strips and Sheet metal, but can also be used for steel structures will. - The water is collected with usual Mit cleared of scale particles and reinserted. The consistent cleaning of water from scale particles is special because of the high pressure pumps required important.

Claims

1. A method for descaling hot-rolled profiles and sheets made of iron or steel with the help of water pressure, characterized in that full rays circular cross-section strike at a speed equal to or greater than 200 m / s on the rolling stock to be descaled and these full rays are impressed with ultrasonic waves will.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the speed at which the full rays are on open the rolling stock, equal to or larger than that Speed of sound in the mill scale.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized records that the frequency of the impressed ultrasound vibration equal to or greater than the fundamental vibration the natural frequency of the under the full beam Walzunders is.

4. The method according to claim 1, characterized in that the solid rays describe local curves on the rolling stock ben, which are preferably circular and the geome trical arrangement of the full rays and locus curves so ge is chosen that the surfaces of the profiles and sheets one experience approximately even exposure.

5. Device for performing the method according to one or more of the preceding claims, since characterized in that several full jet nozzles in one Element are summarized, a common supply the nozzles of an element are given pressurized water and over the inlet of these nozzles a vibrator or also several are arranged, the nozzles with ultrasonic waves act upon.

6. Device for performing the method according to one or more of the preceding claims, since characterized in that sound lenses are provided which the sound wave directed into the funnel-shaped one Insert the nozzle openings.

7. Device for performing the method according to a or more of the preceding claims, characterized ge indicates that the device in the way the professional len or sheet metal is adapted that the to be acted upon Surfaces are inclined and the profiles or sheets through the Device with several nozzle-carrying elements equipped, walk through and funds are provided, hence the throughput speed, the impact speed intensity of the full rays and intensity like frequency of the Ultrasound as freely selectable process parameters of the Type of mill scale and the type and shape of the rolling stock can be adjusted.