DE60319273T2

DE60319273T2 - Entzunderungsdüse

Info

Publication number: DE60319273T2
Application number: DE60319273T
Authority: DE
Inventors: Akihiko Hyogo TANIGAKI; Takashi Nishiyama; Kenta Kurashiki-shi KARUBE; Kazunari Kurashiki-shi ANDACHI
Original assignee: JFE Steel Corp; Kyoritsu Gokin Co Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; Kyoritsu Gokin Co Ltd
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2023-12-18
Also published as: DE60319273D1; WO2004058427A1; EP1575719A1; AU2003288752B2; BRPI0309038A8; CA2485118C; TWI252140B; EP1575719B1; KR100606629B1; KR20040098003A; BRPI0309038B1; BR0309038A; TW200416077A; CN1305593C; AU2003288752A1; EP1575719B2; CA2485118A1; US7367518B2; DE60319273T3; CN1691992A

Description

TECHNISCHES SACHGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entzunderungsdüse zum Entfernen von Zunder von einer Fläche eines durch Warmwalzen hergestellten Walzstahls und eine für diese Düse geeignete Hartcarbid-Düsenspitze.
STAND DER TECHNIK
Ein warmgewalzter Stahl wird durch Erwärmen einer Stahlplatte auf ungefähr 1100 bis 1400°C in einem Heizofen unter einer Oxidationsatmosphäre und Warmwalzen der erhitzten Platte in einem Walzwerk hergestellt. Durch das Erwärmen in dem vorgenannten Heizofen bildet sich Eisenoxid enthaltender Zunder auf der Fläche der Stahlplatte, und wenn das Warmwalzen ohne Entfernen des Zunders durchgeführt wird, bilden sich durch den Zunder verursachte Risse auf der Fläche des Walzstahls, wodurch sich der Wert des Produkts verringert. Es sind Entzunderungsdüsen zum Entfernen von Zunder mittels eines Hochdruck-Wasserstrahls vorgeschlagen worden.
In der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 24937/1996 ( JP-8-24937A ) ist ein Verfahren zum Reinigen von Stahlplattenflächen beschrieben, bei dem die Flächentemperatur einer Stahlplatte auf mindestens 850°C erwärmt wird und Flüssigkeitstropfen, die in der Flüssigkeitstropfen-Strömungsregion eines aus der Düse ausgestoßenen Flüssigkeitsstroms erzeugt werden, kollidieren zu Reinigungszwecken mit der Fläche der Stahlplatte. Dieses Dokument beschreibt ferner, dass eine aus der Düse ausgestoßene Flüssigkeit mit der Fläche einer Si in einer Menge von mindestens 0,5 Gewichts-% enthaltenden Stahlplatte kollidiert.
In der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 334335/2000 ( JP-2000-334335A ) ist eine Hochdruckstrahldüse mit einem elliptischen Durchlass beschrieben, der den Eingang eines Austrittsströmungswegs und eines Zuführströmungswegs bildet, welcher sich in Richtung auf den elliptischen Durchlass verengt, wobei sich nur die Seitenwand des Austrittsströmungswegs in Richtung auf die Hauptachse der Ellipse in Strömungsrichtung vergrößert und die Seitenwand in Richtung auf die Nebenachse der Ellipse im Wesentlichen parallel zu der Achslinie des Zuführströmungswegs verläuft.
Bei diesen Düsen sollte Wasser jedoch mit einem hohen Druck ausströmen, und es ist schwierig, Zunder mit einem niedrigen Druck oder einer niedrigen Strömungsrate auf effiziente Weise zu entfernen.
In der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 263124/2000 ( JP-2000 263124A ) ist eine Entzunderungsdüse zum Entfernern von Zunder durch Ausstoßen von Wasser aus einer Düse mit einem Ausstoßdruck von mindestens 40 MPa beschrieben, wobei das Wasser mit der Fläche einer Stahlplatte kollidiert, wobei die Distanz zwischen einer Auslassöffnung und der Stahlplatte höchstens 150 mm beträgt, wobei die sich Ausstoßrichtung der austretenden Strömung in Breitenrichtung in einer orthogonal zur Mittelachse der Düse verlaufenden Ebene aufweitet, und wobei die austretende Strömung einen Erosionsdickenwinkel im Bereich von 1,5 bis 2,5° in der orthogonal zu der Breitenrichtung verlaufenden Dickenrichtung aufweist. Dieses Dokument beschreibt ferner eine flache Sprühdüse zum Entzundern, wobei ein aufgeweiteter Durchgang auf der stromaufwärtigen Seite der Auslassöffnung vorgesehen ist und der Innendurchmesser des aufgeweiteten Durchgangs 7 bis 10 Mal so groß ist wie der der Ausgangsöffnung und die Länge des aufgeweiteten Durchgangs mindestens 100 mm beträgt. Ferner ist in dem Dokument ein Verfahren zum Entzundern einer Stahlplattenfläche beim Warmwalzprozess beschrieben, dem ein Stahl mit einem hohen Si-Gehalt unterzogen wird, wobei bei dem Verfahren Wasser mit einem Ausstoßdruck von mindestens 40 MPa aus der Düse ausgestoßen wird, wobei eine Distanz von der Auslassöffnung zu der Stahlplatte von 75 bis 150 mm aufrechterhalten wird.
Bei der oben beschriebenen Entzunderungsdüse und dem oben beschriebenen Entzunderungsverfahren ist es jedoch erforderlich, Wasser mit einem hohen Druck und einer hohen Strömungsrate auszustoßen, um einen großen Erosionsbetrag zu erreichen. Dies führt ferner zu einer großen Düse, da der Innendurchmesser des aufgeweiteten Durchgangs relativ zu der Auslassöffnung groß ist.
In der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 73697/1994 ( JP-6-73697B ) ist eine Zunderentfernungsdüse beschrieben mit einem gleichgerichteten Strömungsweg beschrieben, bei der ein Gleichrichter in der Düse angeordnet ist, dessen Durchmesser über die gesamte Länge im Wesentlichen gleich ist, einem auf der stromabwärtigen Seite des gleichgerichteten Strömungswegs ausgebildeten verengten Strömungsweg, dessen Durchmesser in Richtung auf die stromabwärtige Seite allmählich kleiner wird, und einem auf der stromabwärtigen Seite des verengtem Strömungsweg ausgebildeten Ausströmdurchgangs, der zu einem Ausströmdurchlass verläuft, welcher sich auf dem Boden einer an der vorderen Endfläche der Düse ausgebildeten Nut öffnet.
In der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 94486/1997 ( JP-9-94486A ) ist eine Entzunderungsdüse beschrieben mit einem Strömungsweg, dessen Durchmesser in Richtung auf die stromabwärtige Seite allmählich kleiner wird, und einer schlitzartigen Öffnung, die mit dem Strömungsweg in Verbindung steht und zu einem vorderen Ende verläuft, wobei der Strömungsweg und die Öffnung in einem Hauptdüsenkörper aus einem Hartcarbid ausgebildet sind. Diese Düse weist eine konkave Fläche, die am vorderen Ende des Hauptdüsenkörpers ausgebildet ist, und eine geneigte Seitenwand, die sich in Richtung auf die stromaufwärtige Seite verengt, und einen Ausströmdurchlass auf, der sich am unteren Teil der konkaven Fläche öffnet und zu der Öffnung verläuft. In diesem Dokument ist beschrieben, dass die konkave Fläche eine Umfangs wand aufweisen kann, die in axialer Richtung von dem stromaufwärtigen Ende der geneigten Wand vorsteht.
Die in diesen Dokumenten beschriebenen Düsen dienen zum Verbessern der Festigkeit gegen durch Ultrahochdruck-Wasser bewirkten Verschleiß der Öffnung. Es ist jedoch erforderlich, Wasser mit hohem Druck und hoher Strömungsrate auszustoßen, um eine hohe Entzunderungseffizienz zu erzielen.
In der Spezifikation DE Nr. 92U17671 ist eine Düse beschrieben mit einer am vorderen Ende der Düse ausgebildeten Auslassöffnung, einem ersten konischen Strömungsweg, der sich in einem Winkel von ungefähr 50° in Richtung auf die stromaufwärtige Seite der Auslassöffnung aufweitet, einem ersten zylindrischen Strömungsweg, der vom stromabwärtigen Ende des ersten konischen Strömungswegs in stromaufwärtiger Richtung verläuft und einen doppelt so großen Innendurchmesser wie die Auslassöffnung aufweist, einem zweiten konischen Strömungsweg, der sich in einem Winkel von ungefähr 70 bis 80° vom stromaufwärtigen Ende des zweiten konischen Strömungsweg in stromaufwärtiger Richtung aufweitet, einem zweiten zylindrischen Strömungsweg, der vom stromaufwärtigen Ende des zweiten konischen Strömungswegs in stromaufwärtiger Richtung verläuft und einen viermal so großen Innendurchmesser aufweist wie die Auslassöffnung, und einem geneigten Strömungsweg, der sich allmählich aufweitet und vom stromaufwärtigen Ende dieses zylindrischen Strömungswegs in stromaufwärtiger Richtung verläuft (1 in der Spezifikation DE Nr. 92U17671 ).
Selbst bei dieser Düse sollte Wasser jedoch mit hohem Druck und hoher Strömungsrate ausgestoßen werden, um eine hohe Entzunderungseffizienz zu realisieren. Ferner weist aufgrund des Vorhandenseins von zwei konischen Strömungswegen die Düse im Wesentlichen eine komplizierte Struktur auf. Ferner ist es besonders schwierig, eine Düsenspitze mit zwei konischen Strömungswegen aus Hartcarbid herzustellen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Entzunderungsdüse und eine Düsenspitze aus Hartcarbid bereitzustellen, mit denen ein effizientes Entfernen von Zunder selbst bei niedrigem Druck und/oder niedriger Strömungsrate realisiert werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Entzunderungsdüse und eine Düsenspitze aus Hartcarbide bereitzustellen, mit denen die Entzunderungsleistung (oder -effizienz) durch Verhindern einer Abkühlung der Stahlplatte verbessert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Entzunderungsdüse und eine Düsenspitze aus Hartcarbid bereitzustellen, die kompakt sind und eine hohe Entzunderungsleistung (oder -effizienz) bieten.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Entzunderungsdüse und eine Düsenspitze aus Hartcarbid bereitzustellen, die zum Entzundern von Stahlmaterial beim Warmwalzen geeignet sind.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben intensive Untersuchungen durchgeführt, um die vorgenannten Aufgaben zu lösen, und haben schließlich herausgefunden, dass durch Ausbilden einer Düsenöffnung, die von einer Auslassöffnung aus verläuft, welche sich an einer konkaven Fläche der Vorderseite öffnet, und zwar auf spezifische konische kegelförmige Weise, die Entzunderungseffizienz selbst bei niedrigem Druck und/oder niedriger Strömungsrate wesentlich verbessert werden kann. Die vorliegende Erfindung basiert auf den vorstehend genannten Untersuchungsergebnissen.
Die erfindungsgemäße Entzunderungsdüse ist eine Entzunderungsdüse zum Entfernen von Zunder von einer Stahlplattenfläche durch Ausstoßen von Wasser aus der Düse, und diese Düse weist eine Düsenöffnung auf mit: einer Auslassöffnung, die sich an einer konkaven Fläche oder einem konkaven Bereich des vorderen Endes öffnet, einem kegelförmigen Segment (konischen oder spindelförmigen kegelförmigen Segment), das von der Auslassöffnung verläuft, und einem Segment mit großem Durchmesser (zylindrischen Teil mit vergrößerten Durchmesser etc.), das eine Fortsetzung des kegelförmigen Segments bildet. Bei dieser Düse ist der Kegelwinkel θ des kegelförmigen Segments nicht besonders begrenzt und kann ungefähr 30 bis 80° (beispielsweise ungefähr 40 bis 70°) betragen. Ferner kann das Verhältnis (D₁/D₂) des Innendurchmessers D₁ des Segments mit großem Durchmesser relativ zu dem kleineren Durchmesser D₂ der Auslassöffnung derart vorgesehen sein, dass es nicht kleiner als 3 oder nicht kleiner als 3 und kleiner als 7 ist. Um die Düse kompakt auszuführen, kann das Verhältnis (D₁/D₂) des Innendurchmessers D₁ des Segments mit großem Durchmesser relativ zu dem kleineren Durchmesser D₂ der Auslassöffnung beispielsweise ungefähr 3 bis 6 (beispielsweise ungefähr 4 bis 6) betragen. Die Form (oder Konfiguration) der Auslassöffnung kann elliptisch sein. Ferner weitet sich normalerweise bei der Düse die austretende Strömung von der Düse in einer einzigen Richtung (der Breitenrichtung) innerhalb einer orthogonal zu der Mittelachse der Düse verlaufenden Ebene aus. Ferner kann die Düse einen Erosionsdickenwinkel von 1,5 bis 3° in der orthogonal zu der Breitenrichtung der austretenden Strömung verlaufenden Richtung (Dickenrichtung) aufweisen.
Insbesondere kann der Strömungsweg der Düse die Auslassöffnung aufweisen, die sich in elliptischer Konfiguration (oder Form) in der konkaven Fläche oder dem konkaven Bereich am vorderen Ende öffnet, wobei der kegelförmige Strömungsweg von der Auslassöffnung aus in Richtung auf die stromaufwärtige Seite verläuft und sich in einem Kegelwinkel θ von 40 bis 60° aufweitet und der zylindrische Strömungsweg vom stromaufwärtigen Ende des kegelförmigen Strömungswegs aus verläuft, wobei der Innendurchmesser im Wesentlichen gleich ist. Ferner kann bei der elliptischen Auslassöffnung das Verhältnis des größeren Durchmessers zu dem kleineren Durchmesser ungefähr 1,2 bis 2,5 betragen und das Verhältnis (D₁/D₂) des Innendurchmessers D₁ des konischen Strömungswegs relativ zu dem kleineren Durchmesser D₂ der Auslassöffnung ungefähr 4 bis 6 betragen.
In der Düse ist normalerweise eine Düsenspitze (eine Düsenspitze aus Hartcarbid) am vorderen Ende der Düse angebracht oder eingebaut. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine am vorderen Ende der oben beschriebenen Düse anbringbare Düsenspitze. Diese Düsenspitze ist aus Hartcarbid hergestellt, und das Verhältnis (D₁/D₂) des Innendurchmessers D₁ des stromaufwärtigen Endes relativ zu dem kleineren Durchmesser D₂ der Auslassöffnung beträgt mindestens 3. Die Düsenspitze kann am vorderen Ende eine Auslassöffnung, die sich in einer konkaven Fläche oder einem konkaven Bereich öffnet, und einen sich von der Auslassöffnung in einem vorbestimmten Kegelwinkel θ in Richtung auf die stromaufwärtige Seite aufweitenden Strömungsweg aufweisen. Ferner kann die konkave Fläche oder der konkave Bereich eine geneigte Seitenwand aufwiesen, die sich vom vorderen Ende aus in radialer Richtung zu der stromaufwärtigen Seite hin neigt.
Die oben beschriebene Düse ist als Entzunderungsdüse zum Entfernen von Zunder von einer Stahlplatte durch Ausstoßen von Wasser mit niedrigem Druck (beispielsweise einem Druck von 5 bis 30 MPa) und/oder einer niedrigen Ausstoßrate (beispielsweise einer Ausstoßströmungsrate von 40 bis 200 l/Minute) aus einer Düse geeignet. Sie ist ferner als Entzunderungsdüse zum Entfernen von Zunder von der Fläche einer Stahlplatte (beispielsweise einer Stahlplatte mit niedrigem Si-Gehalt oder einer üblichen Stahlplatte) durch Ausstoßen von Wasser aus einer Düse geeignet, wobei die Distanz zwischen der Auslassöffnung und der Stahlplatte höchstens 600 mm (beispielsweise höchstens 200 mm) beträgt.
Bei der Düse kann, da die Düsenöffnung eine Auslassöffnung in einer konkaven Fläche am vorderen Ende, ein zu der Auslassöffnung verlaufendes kegelförmiges Segment (oder Region) und ein Segment (oder eine zylindrische hohle Region) mit großem Durchmesser aufweist, die Kollisionskraft selbst bei niedrigem Ausstoßdruck oder niedriger Ausstoßströmungsrate er höht werden und kann die Entzunderungseffizienz somit verbessert werden. Da die Erosionseffizienz bei einer niedrigen Strömungsrate ebenfalls verbessert werden kann, kann ein Temperaturabfall (oder -absenkung) der Stahlplatte ebenfalls in großem Maße verhindert werden.
In der Beschreibung bezieht sich der Ausdruck "Segment mit großem Durchmesser" auf einen Strömungsweg, der von dem kegelförmigen Segment aus in stromaufwärtiger Richtung kontinuierlich ist und in die Auslassöffnung mündet, und bezeichnet einen Strömungsweg, bei dem der Innendurchmesser D₁ vom stromaufwärtigen Ende des kegelförmigen Segments aus im Wesentlichen gleich ist. Die Bezeichnung "Segment mit großem Durchmesser" kann daher als Synonym für die Bezeichnung "zylindrischer Strömungsweg" verwendet werden. "Im Wesentlichen gleicher Innendurchmesser" vom stromaufwärtigen Ende des kegelförmigen Segments aus bedeutet einen mittleren Innendurchmesser eines in einem Neigungswinkel von 0 bis 3° (insbesondere 0 bis 2°) verlaufenden Strömungswegs. Der Neigungswinkel von über 3° ist als Kegelwinkel definiert. Der Ausdruck "Strömungsweg mit im Wesentlichen gleichem Innendurchmesser" bezieht sich auf einen Strömungsweg, bei dem das Verhältnis (L/D₁) der Strömungsweglänge L relativ zu dem Innendurchmesser D₁ des Strömungswegs mindestens 1 beträgt. Ferner wird selbst dann, wenn ein Teil des Strömungswegs im Wesentlichen den gleichen Innendurchmesser hat, wenn das Verhältnis (L/D₁) der Strömungsweglänge L relativ zu dem Innendurchmesser D₁ des Strömungswegs kleiner ist als 1 (L/D1 < 1), der Teil als Teil des kegelförmigen Segments betrachtet. Somit bildet bei einer Düse oder Düsenspitze mit einem zylindrischen Strömungsweg, dessen Innendurchmesser von einer Auslassöffnung aus in stromaufwärtiger Richtung im Wesentlichen gleich ist, und einem von dem zylindrischen Strömungsweg aus in stromaufwärtiger Richtung kegelförmig verlaufenden konischen Strömungsweg, oder bei einer Düse oder Düsenspitze mit einem konischen Strömungsweg, der von einer Auslassöffnung aus in stromaufwärtiger Richtung kegelförmig verläuft, und einem zylindrischen Strömungsweg, dessen Innendurchmesser von dem konischen Strömungsweg aus in stromaufwärtiger Richtung im Wesentlichen gleich ist, wenn das Verhältnis (L/D₁) der Strömungsweglänge L relativ zu dem Innendurchmesser D₁ des zylindrischen Strömungswegs kleiner ist als 1 (L/D₁ < 1), dieser zylindrische Strömungsweg einen kegelförmigen Strömungsweg. Ferner bedeutet der Ausdruck "das Verhältnis des Innendurchmessers des Segments mit großem Durchmesser relativ zu dem kleineren Durchmesser der Auslassöffnung" "das Verhältnis des Innendurchmessers des stromabwärtigen Endes des Segments mit großem Durchmesser (oder des stromaufwärtigen Endes des kegelförmigen Segments) relativ zu dem kleineren Durchmesser der Auslassöffnung".
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entzunderungsdüse.
2 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang der Linie II-II aus 1.
3 zeigt eine schematische Vorderansicht des vorderen Endes der Düse aus 1.
4 eine schematische perspektivische Teilansicht einer weiteren Ausführungsform des vorderen Endes der erfindungsgemäßen Düse.
5 zeigt eine schematische Schnittansicht des in 4 gezeigten vorderen Endes der Düse.
6 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des kegelförmigen Segments.
7 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des stromaufwärtigen Endes der Umfassung.
8 zeigt einen schematischen Längsschnitt der in den Vergleichsbeispielen verwendete Düse.
9 zeigt eine grafische Darstellung der Kollisionskraftverteilung in Breitenrichtung der Ausstoßströmung aus Beispiel 3.
10 zeigt eine grafische Darstellung der Kollisionskraftverteilung in Breitenrichtung der Ausstoßströmung aus Beispiel 2.
11 zeigt eine grafische Darstellung der Kollisionskraftverteilung in Breitenrichtung der Ausstoßströmung aus Beispiel 1.
12 zeigt eine grafische Darstellung der Kollisionskraftverteilung in Breitenrichtung der Ausstoßströmung aus Vergleichsbeispiel 3.
13 zeigt eine grafische Darstellung der Kollisionskraftverteilung in Breitenrichtung der Ausstoßströmung aus Vergleichsbeispiel 2.
14 zeigt eine grafische Darstellung der Kollisionskraftverteilung in Breitenrichtung der Ausstoßströmung aus Vergleichsbeispiel 1.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nun, wo erforderlich, anhand der beiliegenden Zeichnungen genauer erläutert.
1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entzunderungsdüse, 2 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang der Linie II-II aus 1, und 3 zeigt eine schematische Vorderansicht des vorderen Endes der in 1 gezeigten Düse.
Gemäß 1 bis 3 weist die Entzunderungsdüse 1 eine zylindrische Umfassung 2 auf, in die Wasser von der stromaufwärtigen Seite her strömen kann und die einen zylindrischen Strömungsweg (hohlzylindrischen Durchgang oder Düsenöffnung), ein zylindrisches Düsengehäuse 11, in das die Umfassung eingebaut werden kann, und eine Hartcarbid-Düsenspitze 12, die auf das vordere Ende des Düsengehäuses aufgesetzt ist und zum Ausstoßen eines Ausstoßstroms über einen Strömungsweg (oder eine Düsenöffnung) aus ihrem vorderen Ende vorgesehen ist, aufweist. Die Düsenöffnung oder der Strömungsweg ist in axialer Richtung der Mittelachsen dieser Elemente ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die zylindrische Umfassung 2 einen ersten Umfassungsteil 2a, der in das Düsengehäuse 11 eingeschraubt werden kann, und einen zweiten Umfassungsteil 2b auf, der auf diesen Umfassungsteil 2a aufgesetzt werden kann, und der erste und der zweite Umfassungsteil 2a und 2b sind miteinander verschraubt oder anderweitig verbunden.
An der Umfangsfläche und der Vorderfläche (ebenen Fläche) des stromaufwärtigen Endes des zweiten Umfassungsteils 2b sind mehrere Schlitze (oder Strömungseinlässe) 3 in vorbestimmten Abständen in Umfangsrichtung ausgebildet, um ein Filter zu bilden, und diese Schlitze verlaufen in axialer Richtung und ermöglichen das Einströmen von Wasser und verhindern das Einströmen von Fremdstoffen. Ferner ist zum Führen des von dem Filter zu der Düsenöffnung fließenden Wassers eine Gleichrichteinheit (oder ein Gleichrichter oder ein Stabilisator) 4 in dem in dem zweiten Umfassungsteil 2b ausgebildeten Strömungsweg angeordnet oder installiert, und diese Gleichrichteinheit 4 ist mit mehreren Gleichrichtplatten (Gleichrichtflügeln) 5, die in radialer Richtung von einem Kernkörper vorstehen, und spitzzulaufenden konischen Abschnitten (konischen Teilen, die sich zu einer Spitze auf der stromaufwärtigen Seite bzw. der stromabwärtigen Seite 6 verengen) 6a und 6b versehen, wobei die konischen Abschnitte koaxial auf der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des Kernkörpers ausgebildet sind und ihre spitzen Endteile in die stromaufwärtige bzw. stromabwärtige Richtung weisen. Der zweite Umfassungsteil 2b, der ein Filter bildet und mit einer Gleichrichteinheit versehen ist, kann als Filtereinheit oder Gleichrichtumfassung bezeichnet werden. Die Gleichrichtplatten 5 der Gleichrichteinheit 4 berühren die Innenwand der Umfassung, und die Gleichrichteinheit 4 ist durch eine Fixierung (Angreifen, Einbauen, Schweißen, Kleben etc.) in ihrer Bewegung in Richtung auf die stromabwärtige Seite beschränkt.
Der Strömungsweg der zylindrischen Umfassung 2 weist einen zylindrischen Strömungsweg P1, der von dem stromaufwärtigen Ende (Strömungseinlass) des zweiten Umfassungsteils 2b zu dem stromabwärtigen Ende der Gleichrichteinheit 4 verläuft und dessen Innendurchmesser im Wesentlichen gleich ist, einen geneigten Strömungsweg (ringförmigen geneigten Strömungsweg) P2, der von dem stromabwärtigen Ende der oben beschriebenen Gleichrichteinheit 4 in stromabwärtiger Richtung zu einem Mittelteil des ersten Umfassungsteils 2a verläuft und sich in einer graduellen oder progressiven Neigung zu einer Kegelform verengt, und einen zylindrischen Strömungsweg P3 auf, der von dem stromabwärtigen Ende des geneigten Strömungswegs, dessen Innendurchmesser im Wesentlichen gleich ist, in stromabwärtiger Richtung verläuft. Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Kegelwinkel der geneigten Wand (des geneigten Segments), die den geneigten Strömungsweg (ringförmigen geneigten Strömungsweg) P2 bildet, beispielsweise ungefähr 5 bis 10°.
In dem Düsengehäuse 11 sind eine Hartcarbid-Düsenspitze 12 und eine Hülse (oder ringförmige Seitenwand) 17 mit einem Strömungsweg, dessen Innendurchmesser dem des stromabwärtigen Endes des ersten Umfassungsteils 2a im Wesentlichen gleich ist, sukzessive vom vorderen Ende aus in stromaufwärtiger Richtung eingesetzt, und die Düsenspitze 12 wird durch eine Angreifstufe 13 daran gehindert, in Richtung auf das vordere Ende herabzufallen. An der vorderen Endfläche der Düsenspitze 12 ist eine gekrümmte Nut 14 mit U-förmigem Querschnitt in radialer Richtung ausgebildet, und eine ellipti sche Auslassöffnung 15 öffnet an der gekrümmten konkaven Fläche der gekrümmten Nut 14. Die Bodenfläche der gekrümmten Nut 14 mit dem U-förmigen Querschnitt kann eine gekrümmte Bodenfläche mit der Auslassöffnung 15 im tiefsten Bereich sein und kann an beiden Enden in derjenigen Richtung, in der die Bodenfläche verläuft (oder in radialer Richtung) erhaben sein.
Die in axialer Richtung der Düse 1 verlaufende Düsenöffnung weist die Auslassöffnung (oder den Sprühdurchlass) 15, die sich in elliptischer Form (oder Konfiguration) an der oben beschriebenen gekrümmten konkaven Fläche 14 öffnet, einen in der Düsenspitze 12 ausgebildeten und von einem kegelförmigen Segment (oder einer konischen geneigten Wand) 16, dessen Durchmesser sich von der Auslassöffnung 15 aus in stromaufwärtiger Richtung entlang der Achslinie gradlinig aufweitet, gebildeten konischen Strömungsweg P5 und einen von der Hülse 17 gebildeten und in stromaufwärtiger Richtung kontinuierlichen zylindrischen Strömungsweg P4 mit von dem stromaufwärtigen Ende des kegelförmigen Segments 16 aus in axialer Richtung im Wesentlichen gleichem Durchmesser auf. Das heißt, dass der Strömungsweg (oder die Düsenöffnung) der Düse 1 die Auslassöffnung 15, die sich an der gekrümmten konkaven Fläche 14 am vorderen Ende in elliptischer Form öffnet, den kegelförmigen Strömungsweg (oder den konischen Strömungsweg) P5, der in Richtung auf die stromaufwärtige Seit der Auslassöffnung verläuft und sich wegen der kegelförmigen Seitenwand (konischen Seitenwand) 16 in einem vorbestimmten Kegelwinkel θ aufweitet oder vergrößert, und die zylindrischen Strömungswege mit großem Durchmesser (vom stromaufwärtigen Ende des kegelförmigen Strömungswegs P5 zum stromaufwärtigen Ende der Gleichrichteinheit 4 verlaufende Strömungswege) P4 bis P1 aufweist, und die zylindrischen Strömungswege mit großem Durchmesser verlaufen vom stromaufwärtigen Ende des kegelförmigen Strömungswegs aus, deren Innendurchmesser wegen der ringförmigen Seitenwand der Hülse 17 im Wesentlichen gleich ist. Die Strömungswege, die vom stromaufwärtigen Ende des kegelförmigen Segments 16 aus verlaufen und deren Innendurchmesser im Wesentlichen gleich sind (bei der vorliegenden Ausführungsform die zylindrischen Strömungswege P3 und P4, die vom stromaufwärtigen Ende des Segments mit großem Durchmesser zum stromabwärtigen Ende des sich graduell neigenden Strömungswegs P2 verlaufen) können als Segment 18 mit großem Durchmesser vorgesehen sein.
Ferner ist die Auslassöffnung 15 mit elliptischer Form derart ausgebildet, dass sie einen größeren Durchmesser relativ zu dem kleineren Durchmesserverhältnis von ungefähr 1,5 bis 1,8 aufweist, und hinsichtlich der Beziehung der Auslassöffnung 15 mit elliptischer Form und des Segments 18 mit großem Durchmesser ist das Verhältnis (D₁/D₂) des Innendurchmesser D₁ des Segments 18 mit großem Durchmesser (des zylindrischen Strömungswegs P3 und P4 oder des stromabwärtigen Endes des geneigten Strömungswegs P2, der von der Gleichrichteinheit in stromabwärtiger Richtung verläuft) relativ zu dem kleineren Durchmesser D₂ der Auslassöffnung 15 auf ungefähr 4,5 bis 6,9 eingestellt, damit die Düse kompakt ausgeführt ist. Ferner beträgt zum Erhöhen der Kollisionskraft selbst bei niedrigem Druck und/oder niedriger Strömungsrate der Winkel (Kegelwinkel) θ des kegelförmigen Segments 16 ungefähr 45 bis 55°.
Eine Manschetteneinheit (oder ein Flansch) 19 oder ein anderes Anbringteil kann an einer geeigneten Stelle oder Position des Düsengehäuses 11 oder der zylindrischen Umfassung 2 (des Düsengehäuses bei der vorliegenden Ausführungsform) zum Anbringen der Düse 1 an einem (nicht gezeigten) Kanal unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Adapters ausgebildet sein. Ferner kann zum Erhöhen der Positioniergenauigkeit und zum Bewirken, dass eine ebene oder streifenförmige Ausstoßströmung in einer vorbestimmten Richtung ausströmt, ein Vorsprung 20 zur Positionierung relativ zu einem Kanal an dem Düsengehäuse 11 ausgebildet sein.
Bei Verwendung einer solchen Düse 1 kann, da sich das kegelförmige Segment 16 von dem Segment 18 mit großem Durchmesser der Düsenöffnung aus geradlinig zu der Auslassöffnung 15 hin neigt, eine Verteilung hoher Kollisionskräfte realisiert werden, und Zunder kann selbst bei einer kompakten Anordnung auf effiziente Weise bei niedrigem Druck und niedriger Strö mungsrate entfernt werden. Ferner kann, da ein Entzundern bei niedrigem Druck und niedriger Strömungsrate durchgeführt werden kann, die Entzunderungseffizienz verbessert werden, wobei ein Abkühlen einer Stahlplatte verhindert wird. Ferner kann dadurch, dass die Düse 1 nahe an eine Stahlplatte herangebracht wird, die Kollisionskraft weiter verstärkt werden, um die Entzunderungsleistung zu verbessern. Die oben beschriebene Düse 1 ist somit als Entzunderungsdüse (oder flache Entzunderungsdüse) zum Ausstoßen von Wasser zwecks Entfernens von Zunder von der Fläche einer durch Warmwalzen oder andere Verfahren hergestellten Stahlplatte geeignet.
Bei der erfindungsgemäßen Düse ist, solange die Düse eine von einem Segment mit großem Durchmesser über ein vorbestimmtes kegelförmiges Element zu einer Auslassöffnung verläuft und eine flache Sprühdüse vorgesehen sein kann, die Form der Düsenöffnung mit der Auslassöffnung nicht besonders eingeschränkt, und es können verschiedene Düsenöffnungen verwendet werden. Beispielsweise ist die konkave Fläche am vorderen Ende der Düse nicht auf die oben beschriebene Nut mit U-förmigem Querschnitt (gekrümmte Fläche) begrenzt und kann eine gekrümmte konkave Fläche (gekrümmte Fläche, bei der die Öffnung oder Vorderseite weit oder breit ist und die stromaufwärtige oder Bodenseite schmal ist, beispielsweise eine gekrümmte konkave Fläche, wie z. B. eine sphärische konkave Fläche, eine elliptische konkave Fläche, eine becherförmige konkave Fläche oder eine glockenförmige konkave Fläche) sein. Ferner kann die konkave Fläche am vorderen Ende der Düsen von einem konkaven Abschnitt (oder Region) mit einer Seitenwand gebildet sein, die sich gekrümmt oder geradlinig neigt.
4 zeigt eine schematische perspektivische Teilansicht einer weiteren Ausführungsform des vorderen Endes der erfindungsgemäßen Düse, und 5 zeigt eine schematische Schnittansicht der Vorderseite der Düse aus 4. Bei dieser Ausführungsform ist ein elliptischer konkaver Bereich 24 (oder ringförmiger konkaver Bereich) am vorderen Ende einer an einem Düsengehäuse 21 angebauten oder befestigten Hartcarbid-Düsenspitze 22 ausgebildet, und dieser konkave Bereich 24 weist eine geneigte Seitenwand 24a auf, die sich von dem vorderen Ende der Düse aus geradlinig oder gekrümmt in radialer Richtung auf die stromaufwärtige Seite nach innen neigt (oder verengt), und eine Umfangswand 24b verläuft in axialer Richtung vom stromaufwärtigen Ende der geneigten Seitenwand aus. In der zentralen Region oder einem zentralen Teil eines solchen zentralen Bereichs 24 öffnet sich eine elliptische Auslassöffnung 25 mit einer Axiallinie, die der Hauptachse des oben beschriebenen elliptischen konkaven Bereichs 24 gleich ist. Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind in stromaufwärtiger Richtung von dieser Auslassöffnung (oder dem stromaufwärtigen Ende der oben beschriebenen Umfangswand) 25 aus ein kegelförmiger Strömungsweg (oder konischer Strömungsweg) P5, der sich wegen einer kegelförmigen ringförmigen Seitenwand (oder einer kegelförmigen Seitenwand) 26 mit einem vorbestimmten Kegelwinkel θ aufweitet oder vergrößert, und ein Strömungsweg (Strömungsweg mit großem Durchmesser oder Segment mit großem Durchmesser) P4 (oder P4 bis P1), der wegen einer Hülse oder einer ringförmigen Seitenwand 27 mit im Wesentlichen gleichem Innendurchmesser verläuft, ausgebildet.
Selbst bei einer solchen Düse kann, da Wasser von der Auslassöffnung über das Segment mit großem Durchmesser und das kegelförmige Segment eingesprüht werden kann, die Entzunderungseffizienz selbst bei niedrigem Druck und niedriger Strömungsrate verbessert werden. Ferner kann, da eine vorbestimmte Dicke entlang dem gesamten Umfang der Auslassöffnung durch die Umfangswand gewährleistet sein kann und ein Winkel des kegelförmigen Segments (oder der kegelförmigen Seitenwand) zu der geneigten Seitenwand vergrößert werden kann, um die Wand dicker auszuführen, die Verschleißfestigkeit der Düsenöffnung mit der Auslassöffnung verbessert werden. Ferner kann, da die geneigte Seitenwand über den gesamten Umfang der Auslassöffnung ausgebildet ist und die Auslassöffnung an einem tiefen Abschnitt oder Bereich positioniert ist, selbst dann, wenn die von der Düse kommende Ausstoßströmung von einer Stahlplatte etc. zurückspritzt, das Maß an Kollision des zurückspritzenden Wassers mit der Auslassöffnung und ihrem Umfangsbereich verringert werden. Die Lebensdauer der Düse kann somit verbessert werden.
Da der gesamte Umfang der Auslassöffnung zwecks Verbesserung der Verschleißfestigkeit der Düse selbst ohne Ausbildung einer Umfangswand der konkaven Fläche oder des konkaven Bereichs dicker ausgeführt sein kann, wird die oben beschriebene Umfangswand der konkaven Fläche oder des konkaven Bereichs nicht besonders benötigt, und die Auslassöffnung kann an der oben beschriebenen geneigten Seitenwand geöffnet sein. Ferner braucht die Wandfläche der Umfangswand keine ebene Fläche zu sein, die in axialer Richtung verläuft, und kann eine gerundete oder gekrümmte Fläche sein. Die oben beschriebene geneigte Seitenwand kann mit dem ausgestoßenen Wasser in Kontakt kommen, und vorzugsweise kommt zwecks Verbesserung der Verschleißfestigkeit des Ausstoßbereichs und Aufrechterhaltung oder Beibehaltung des Ausströmmusters aus der Auslassöffnung das ausgestoßene Wasser nicht mit der geneigten Seitenwand in Kontakt. Die Neigung der geneigte Seitenwand ist somit in einem Winkel einstellbar, der ein Nichtinkontaktkommen mit dem ausgestoßenen Wasser gewährleistet, das heißt beispielsweise in einem Winkel von ungefähr 45 bis 80° und insbesondere ungefähr 50 bis 70°.
Die Düsenöffnung kann normalerweise eine Auslassöffnung aufweisen, die sich an einer konkaven Fläche oder in einem konkaven Bereich am vorderen Ende öffnet, wobei ein kegelförmiges Segment von der Auslassöffnung aus verläuft und ein Segment mit großem Durchmesser das kegelförmige Segment fortsetzt, und normalerweise ist eine geneigt Wand zwischen der Auslassöffnung und der Vorderfläche der Spitze ausgebildet.
Die Form der Auslassöffnung ist nicht auf die oben beschriebene spezifische elliptische Form beschränkt, und es können Auslassöffnungen mit verschiedenen Formen, wie z. B. einer flachen Form, verwendet werden, normalerweise ist jedoch eine elliptische Form vorgesehen. Beispielsweise weist eine elliptische Auslassöffnung ein solches Verhältnis des größeren Durchmessers relativ zu dem kleineren Durchmesser auf, dass zum Beispiel das Verhältnis größerer Durchmesser/kleinerer Durchmesser ungefähr 1,2 bis 3, vorzugsweise ungefähr 1,2 bis 2,5 und stärker bevorzugt 1,4 bis 2 beträgt.
Das kegelförmige Segment kann geradlinig (oder linear) in einem vorbestimmten Winkel geneigt sein, in mehreren Winkeln geneigt sein oder gekrümmt geneigt sein. 6 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des kegelförmigen Segments.
Bei dieser Ausführungsform ist ein kegelförmiges Segment (kegelförmige Seitenwand) 36, das von einer Auslassöffnung aus in stromaufwärtiger Richtung verläuft, an einer Düsenspitze 32 ausgebildet, die in ein Düsengehäuse 31 eingebaut oder an diesem angebracht ist, und das kegelförmige Segment weist zwei kegelförmige Segmentteile auf, beispielsweise einen ersten kegelförmigen Segmentteil (konische Seitenwand) 36a mit großem Kegelwinkel (Neigungswinkel) θ1 und einen zweiten kegelförmigen Segmentteil (kegelstumpfförmige konische Seitenwand) 36b, der sich vom stromaufwärtigen Ende des ersten kegelförmigen Segmentteils fortsetzt und einen Kegelwinkel (Neigungswinkel) θ2 aufweist, der kleiner ist als der des ersten Segmentteils 36a. Der erste kegelförmige Segmentteil 36a kann derart ausgebildet sein, dass er einen Kegelwinkel θ1 von ungefähr 50 bis 90° (beispielsweise ungefähr 50 bis 80°) aufweist, und der zweite kegelförmige Segmentteil 36b kann derart ausgebildet sein, dass er einen Kegelwinkel θ2 von ungefähr 20 bis 55° (beispielsweise ungefähr 30 bis 50°) aufweist. Ferner setzt sich ein von einer Hülse oder einer ringförmigen Wand 37 gebildeter zylindrischer Strömungsweg vom stromaufwärtigen Ende des zweiten kegelförmigen Segmentteils 36b aus fort.
Das oben beschriebene kegelförmige Segment kann ein mehrstufiges kegelförmiges Segment mit mehreren kegelförmigen Segmentteilen sein, von denen jeder einen anderen Winkel aufweist (beispielsweise mindestens drei kegelförmige Segmentteile). Die mehreren kegelförmigen Segmentteile können derart ausgebildet sein, dass sich ihre Kegelwinkel in stromaufwärtiger Richtung sukzessive vergrößern oder sukzessive verkleinern. Obwohl die mehreren kegelförmigen Segmentteile derart ausgebildet sein können, dass sie in stromaufwärtiger Richtung von dem kegelförmigen Segmentteil am vorderen Ende beabstandet sind, sind die mehreren kegelförmigen Segmentteile normalerweise derart ausgebildet, dass sie dem kegelförmigen Segmentteil am vorderen Ende benachbart sind oder diesen fortsetzen. Ferner kann, solange ein kegelförmiger Segmentteil, dessen Innendurchmesser sich von der Auslassöffnung aus kontinuierlich in axialer Richtung auf die stromaufwärtige Seite zu vergrößert, vorgesehen ist, eine kegelförmige Fläche von einer spindelförmigen gekrümmten Fläche (gekrümmten kegelförmigen Fläche) gebildet sein.
Der Winkel (Kegelwinkel) θ des oben beschriebenen kegelförmigen Segments ist nicht besonders eingeschränkt und kann aus dem Bereich von ungefähr 20 bis 80° ausgewählt sein und kann normalerweise zum Beispiel aus dem Bereich von ungefähr 30 bis 80°, vorzugsweise ungefähr 35 bis 75° (beispielsweise ungefähr 35 bis 60°), stärker bevorzugt ungefähr 40 bis 70° und insbesondere ungefähr 40 bis 60° ausgewählt sein. Wenn das kegelförmige Segment mehrere kegelförmige Abschnitte oder (einen) gekrümmt(e) Abschnitt(e) aufweist, bezieht sich der oben beschriebene Kegelwinkel θ auf den von Linien, die den kleinsten Öffnungsquerschnitt (Auslassöffnung) auf der Ausstoßseite (stromabwärtigen Seite) und das Startende des Segments mit großem Durchmesser auf der stromaufwärtigen Seite verbinden, gebildeten Winkel.
Ferner ist das Verhältnis (D₁/D₂) des Innendurchmessers D₁ des Segments mit großem Durchmesser relativ zu dem kleineren Durchmesser D₂ der Auslassöffnung nicht besonders eingeschränkt und kann ungefähr 2 bis 10 betragen. Um die Düse kompakt auszuführen, sollte das Verhältnis (D₁/D₂) mindestens 3 betragen (insbesondere mindestens 3 und höchstens 7), das heißt beispielsweise ungefähr 3 bis 6,9 (beispielsweise ungefähr 3 bis 6), vorzugsweise ungefähr 3,5 bis 6,9 (beispielsweise ungefähr 3,5 bis 6), stärker bevorzugt ungefähr 4 bis 6,5 (beispielsweise ungefähr 4 bis 6) und kann 4,5 bis 6 (beispielsweise ungefähr 4,5 bis 5,5) betragen. Ferner kann der Innendurchmesser D₁ des Segments mit großem Durchmesser ungefähr 8 bis 20 mm (z. B. ungefähr 8 bis 15 mm, vorzugsweise ungefähr 9 bis 15 mm) betragen.
Obwohl das Segment mit großem Durchmesser normalerweise derart ausgebildet ist, dass es in vielen Fällen im Wesentlichen den gleichen Innendurchmesser aufweist, kann, solange sich die Entzunderungseffizienz nicht verschlechtert, eine Neigung, um die sich der Innendurchmesser in stromaufwärtiger Richtung leicht aufwärts um einen Winkel von 0 bis 3° vergrößert, vorgesehen sein, wie bei dem oben beschriebenen geneigten Segment. Der geneigte Strömungsweg oder Durchgang (ringförmige geneigte Strömungsweg) P2 der oben beschriebenen zylindrischen Umfassung kann derart ausgebildet sein, dass er einen Kegelwinkel von mehr als 3° und nicht mehr als 25° (vorzugsweise 5 bis 15°) aufweist. Die Gesamtlänge des Segments mit großem Durchmesser (zylindrischen Segments mit großem Durchmesser oder Strömungswegregion mit großem Durchmesser) ist nicht besonders auf eine spezifische Länge beschränkt und kann beispielsweise ungefähr 30 bis 300 mm (beispielsweise ungefähr 50 bis 200 mm) und vorzugsweise ungefähr 50 bis 150 mm (beispielsweise ungefähr 75 bis 150 mm) betragen. Die Länge des Segments mit großem Durchmesser, das mit im Wesentlichen gleichem Innendurchmesser vom stromaufwärtigen Ende des kegelförmigen Segments aus verläuft (beispielsweise bei der in 2 gezeigten Ausführungsform die Länge des zu einer mittleren Region des ersten Umfassungsteils verlaufenden Strömungswegs), kann beispielsweise ungefähr 25 bis 200 mm (beispielsweise ungefähr 30 bis 150 mm) und vorzugsweise ungefähr 35 bis 150 mm (beispielsweise ungefähr 40 bis 125 mm) betragen.
Es reicht aus, dass die erfindungsgemäße Düse ein kegelförmiges Segment, das in stromaufwärtiger Richtung von der Auslassöffnung aus verläuft, und ein Segment mit großem Durchmesser aufweist, das mit im Wesentlichen gleichem Innendurchmesser von dem kegelförmigen Segment aus verläuft, und die oben beschriebene zylindrische Umfassung ist nicht unbedingt erforderlich. Ferner braucht die zylindrische Umfassung nicht aus einem ersten Umfassungsteil und einem zweiten Umfassungsteil gebildet zu sein und kann stattdessen als einstückige Umfassung vorgesehen sein.
Ferner ist eine Gleichrichteinheit auf der stromaufwärtigen Seite der Düse nicht unbedingt erforderlich, und eine Gleichrichteinrichtung, wie z. B. der oben beschriebene Stabilisator (oder Gleichrichteinheit) ist normalerweise vorgesehen. Ferner kann der Stabilisator auf der stromaufwärtigen Seite des Segments mit großem Durchmesser (oder Strömungsweg mit großem Durchmesser) angeordnet sein. Ferner kann, wie oben beschrieben, der Stabilisator auf der stromaufwärtigen Seite eines geneigten Segments (oder geneigten Strömungswegs), das auf der stromaufwärtigen Seite des Segments mit großem Durchmesser oder des zylindrischen Segments mit im Wesentlichem gleichem Durchmesser ausgebildet ist und sich graduell und sukzessive im Innendurchmesser vergrößert, in der Umfassung angeordnet sein. Ferner kann der Stabilisator durch Einbauen oder Anbringen an einer vorbestimmten Position auf der stromaufwärtigen Seite des Segments mit großem Durchmesser mit im Wesentlichen gleichem Durchmesser angeordnet sein. Die Struktur des Stabilisators ist nicht besonders auf eine spezifische Konfiguration beschränkt und kann aus mehreren radial verlaufenden Flügeln (Gleichrichtplatten oder -blättern) oder einem gitterartigen oder wabenartigen Strömungsweg oder, wie oben beschrieben, mehreren in Umfangsrichtung in vorbestimmten Abständen radial von einem axialen Element oder Kernkörper, das/der koaxial zu der Düse verläuft, vorstehenden Flügeln gebildet sein. Ferner sind auf der stromaufwärtigen Seite und/oder der stromabwärtigen Seite des Stabilisators konische Abschnitte nicht unbedingt erforderlich, und in der Praxis sind Gleichricht-Führungselemente zum Führen von Wasser (beispielsweise die oben beschriebenen konischen Abschnitte oder konischen oder nasenartigen Führungselemente) montiert oder angeordnet. Ferner ist die Anzahl von Gleichrichtplatten nicht besonders eingeschränkt und kann beispielsweise ungefähr 4 bis 16 betragen.
Das stromaufwärtige Ende der zylindrischen Umfassung ist nicht auf eine ebene Endfläche, wie oben beschrieben, beschränkt und kann als ge krümmte Endfläche oder ausgebauchte Endfläche ausgebildet sein. 7 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des stromaufwärtigen Endes der zylindrischen Umfassung.
Bei dieser Ausführungsform ist das Ende der stromaufwärtigen Seite einer zylindrischen Umfassung 42 als gekrümmtes Ende mit nasenartiger oder kopfartiger Form ausgebildet, und auf der Umfangsfläche und der gekrümmten Fläche des Endes der zylindrischen Umfassung 42 sind mehrere in axialer Richtung verlaufende Schlitze 43 in vorbestimmten Abständen in Umfangsrichtung ausgebildet. Die Wasserzufuhr kann sanft geleitet werden, um eine Ausstoßströmung gleichförmig mit Verteilung hoher Kollisionskräfte aus der Auslassöffnung auszudüsen oder auszuspritzen, selbst wenn die Schlitze einer solchen Umfassung vorgesehen sind.
Die Einströmeinlässe, die das oben beschriebene Filter bilden, sind nicht auf axial verlaufende Schlitze beschränkt und können als in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze, als in beliebige Richtungen verlaufende Schlitze oder in Form mehrerer Öffnungen oder Löcher (oder Durchlässe) ausgebildet sein. Ferner brauchen die Einströmeinlässe nicht sowohl auf der Umfangsfläche als auch der Endfläche vorgesehen zu sein, sondern können auf der Umfangsfläche der zylindrischen Umfassung oder auf der stromaufwärtigen Endfläche ausgebildet sein. Ferner kann statt des Ausbildens der Einströmöffnungen, die das Filter bilden, auf der zylindrischen Umfassung eine Gleichrichteinheit in einem stromaufwärtigen Ende der zylindrischen Umfassung mit einer Öffnung des stromaufwärtigen Endes der Umfassung vorgesehen sein.
Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, ist in der vorliegenden Beschreibung auch eine Düsenspitze offenbart, die zum Bilden der Düsenöffnung, welche mit einem zylindrischen Segment mit großem Durchmesser (Strömungsweg mit großem Durchmesser) mit nahezu gleichem Innendurchmesser fortgesetzt wird, vorgesehen ist. Die Düsenspitze weist eine Auslassöffnung, die sich an einer konkaven Fläche oder in einem konkaven Bereich eines vorderen Endes öffnet, und ein kegelförmiges Segment (oder konisches Wandsegment) auf, das derart ausgebildet ist, dass es einen vorbestimmten Kegelwinkel θ von der Auslassöffnung aus in stromaufwärtiger Richtung aufweist. Eine solche Düsenspitze kann sein (1) eine Düsenspitze mit einem konischen Strömungsweg, der von einem kegelförmigen Segment gebildet ist, das mit einem Kegelwinkel θ von 30 bis 80° in stromaufwärtiger Richtung von der Auslassöffnung aus zum stromaufwärtigen Ende verläuft, oder (2) eine Düsenspitze mit einem von der Auslassöffnung in stromaufwärtiger Richtung verlaufenden Strömungsweg, bei dem der Innendurchmesser im Wesentlichen gleich ist und das Verhältnis (L/D₁) der Länge L relativ zu dem Innendurchmesser D₁ kleiner ist als 1 (L/D₁ < 1), und einem konischen Strömungsweg, der von einem kegelförmigen Segment gebildet ist, das mit einem Kegelwinkel θ von 30 bis 80° von dem Strömungsweg aus in stromaufwärtiger Richtung verläuft. Die Düsenspitze kann ferner aufweisen (3) einen konischen Strömungsweg, der von einem kegelförmigen Segment, das mit eine Kegelwinkel θ von 30 bis 80° von der Auslassöffnung aus in stromaufwärtiger Richtung verläuft, und einem Strömungsweg gebildet ist, der von dem konischen Strömungsweg aus in stromaufwärtiger Richtung verläuft, wobei der Innendurchmesser im Wesentlichen gleich ist. Bei der Düsenspitze (3) kann der in stromaufwärtiger Richtung verlaufende Strömungsweg derart ausgebildet sein, dass das Verhältnis (L/D₁) der Strömungsweglänge L relativ zu dem Innendurchmesser D₁ kleiner als 1(L/D₁ < 1) oder nicht kleiner als 1 ist.
Die Düsenspitze kann am vorderen Ende eine konkave Fläche oder einen konkaven Bereich, eine Auslassöffnung in der Mitte der konkaven Fläche oder des konkaven Bereichs und einen konischen Strömungsweg aufweisen, der in einem vorbestimmten Kegelwinkel θ von der Auslassöffnung aus in stromaufwärtiger Richtung verläuft. Ferner kann der konkave Bereich am Ende der Düsenspitze eine geneigte Seitenwand aufweisen, die sich vom vorderen Ende der Düse aus in radialer Richtung nach innen in stromaufwärtiger Richtung neigt.
In der vorliegenden Beschreibung ist ferner ein Düsengehäuse offenbart, bei dem die oben beschriebene Düsenspitze am vorderen Ende einge baut oder angebracht (oder installiert) ist, insbesondere ein Düsengehäuse, bei dem die oben beschriebene Düsenspitze am vorderen Ende eingebaut (oder angebracht oder installiert) ist und eine Hülse am stromaufwärtigen Ende des kegelförmigen Segments der Düsenspitze angeordnet ist und einen Strömungsweg mit im Wesentlichen gleichem Innendurchmesser wie dem des oben beschriebenen Segments mit großem Durchmesser vom stromaufwärtigen Ende des kegelförmigen Segments aus bildet.
Die oben beschriebene Düse ist auch zum Entfernen von Zunder von Stahlplatten (beispielsweise Stahlplatten mit hohem Si-Gehalt, der mindestens 0,5 Gewichts-% beträgt, insbesondere einem Si-Gehalt von mindestens 1 Gewichts-%) bei hohem Druck und/oder hoher Strömungsrate geeignet. Bei einem solchen Verfahren kann Wasser mit einem Druck von über 30 MPa (beispielsweise ungefähr 35 bis 80 MPa, vorzugsweise ungefähr 37 bis 60 MPa und stärker bevorzugt ungefähr 40 bis 50 MPa) ausgestoßen oder ausgedüst werden. Ferner kann Wasser mit einer hohen Ausstoßströmungsrate von beispielsweise mindestens 80 l/Minute (beispielsweise ungefähr 80 bis 300 l/Minute, vorzugsweise ungefähr 80 bis 250 l/Minute und stärker bevorzugt ungefähr 80 bis 150 l/Minute) aus der Auslassöffnung ausgedüst werden.
Die erfindungsgemäße Düse kann die Entzunderungseffizienz selbst bei niedrigem Druck und/oder niedriger Strömungsrate wesentlich verbessern. Somit kann bei einem bevorzugten Entzunderungsverfahren Zunder durch Ausstoßen von Wasser mit niedrigem Druck aus der Düse von einer Stahlplatte entfernt werden, beispielsweise einem Ausstoßdruck oder Ausdüsdruck von ungefähr 5 bis 30 MPa (vorzugsweise ungefähr 8 bis 25 MPa, stärker bevorzugt ungefähr 10 bis 20 MPa und insbesondere ungefähr 12 bis 18 MPa). Ferner kann selbst bei niedriger Strömungsrate des Wassers Zunder durch Ausstoßen von Wasser aus der Düse von einer Stahlplatte entfernt werden. Das Abkühlen einer Stahlpatte bei einem Entzunderungsprozess kann somit unterdrückt oder verhindert werden, und das Warmwalzen kann reibungslos durchgeführt werden. Die Ausstoßströmungsrate oder Ausdüsströmungsrate des Wassers kann beispielsweise aus einem Bereich von ungefähr 40 bis 200 l/Mi nute ausgewählt sein und kann normalerweise bei ungefähr 45 bis 150 l/Minute und vorzugsweise bei ungefähr 50 bis 100 l/Minute liegen. Bei der Düse und dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine hohe Entzunderungseffizienz selbst bei einer niedrigeren Ausstoßströmungsrate von beispielsweise ungefähr 40 bis 100 l/Minute (beispielsweise ungefähr 50 bis 80 l/Minute) realisiert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Ausstoßdistanz (Sprühdistanz) relativ zu dem zu behandelnden Basismaterial (Stahlplatte) beispielsweise in geeigneter Weise aus einem Bereich von bis zu höchstens 600 mm (beispielsweise ungefähr 50 bis 500 mm) ausgewählt werden, solange die Entzunderungseffizienz nicht beeinträchtigt wird. Für ein effizientes Entzundern wird die Düse verwendet, nachdem sie nahe an die Stahlplatte herangebracht worden ist. Die Ausstoßdistanz kann höchstens ungefähr 200 mm (vorzugsweise ungefähr 50 bis 200 mm, stärker bevorzugt ungefähr 50 bis 180 mm und insbesondere ungefähr 75 bis 170 mm) betragen. Die Ausstoßdistanz beträgt normalerweise ungefähr 50 bis 150 mm (beispielsweise ungefähr 75 bis 150 mm).
Der Ausstoßstrom von der Düse weitet sich normalerweise in einer einzigen Richtung (Ebenenrichtung oder Breitenrichtung) in einer orthogonal zu der Mittelachse der Düse verlaufenden Ebene auf. Eine solche Düse (flache Sprühdüse) hat normalerweise einen vorbestimmten Erosionsdickenwinkel Φ in der orthogonal zur Breitenrichtung verlaufenden Richtung (Dickenrichtung), und Wasser wird in dem vorbestimmten Erosionsdickenwinkel Φ ausgestoßen (ausgedüst) oder gesprüht. Der Erosionsdickenwinkel Φ ist nicht besonders auf einen spezifischen Winkel begrenzt, solange sich die Entzunderungseffizienz nicht verringert, und kann beispielsweise ungefähr 1,5 bis 3° (vorzugsweise ungefähr 2 bis 2,5°) betragen. Der Erosionsdickenwinkel Φ kann anhand der folgenden Gleichung berechnet werden: Φ = 2tan–1[(t – d)/2H] wobei t (mm) die Erosionsdicke angibt, d (mm) den kleineren Durchmesser der Düsenauslassöffnung angibt und H (mm) die Sprühdistanz oder Ausdüsdistanz angibt.
Bei einer solchen Düse kann eine Verteilung hoher und doch gleichförmiger Kollisionskräfte realisiert werden. Das heißt, dass bei der Düse und dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die verteilten Kollisionskräfte der Ausstoßströmung nicht nur einen starken Anstieg auf beiden Seiten in Breitenrichtung erfahren, sondern auch insgesamt eine im Wesentlichen gleichförmige Kollisionskraft in Breitenrichtung auftritt. Ferner kann bei Verwendung der Düse und des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung bei der Kollisionskraftverteilung eine gleichförmige und hohe Kollisionskraft über einen großen Bereich in Breitenrichtung der Ausstoßströmung erhalten werden. Hinsichtlich der Kollisionskraftverteilung unterscheidet sich die erfindungsgemäße Düse wesentlich von dem Stand der Technik entsprechenden Düsen, bei denen eine hügelartige Kollisionskraftverteilung erfolgt, bei der die Kollisionskraft im mittleren Bereich in Breitenrichtung groß ist und die Kollisionskraft in Richtung auf die Seitenbereiche abnimmt.
Somit kann bei der Düse und dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eine große Menge an Aluminiumerosion selbst bei niedrigem Druck und/oder niedriger Strömungsrate realisiert werden. Beispielsweise beträgt bei Aluminium gemäß JIS (Japanische Industrienormen) 5050, gemäß der Wasser unter den Bedingungen eines Drucks von 15 MPa und einer Ausstoßströmungsrate von 66 l/Minute ausgedüst wird, die Menge an Aluminiumerosion ungefähr 0,01 bis 0,015 g bei einer Ausdüs- oder Sprühdistanz von der Düse (Distanz zwischen der Auslassöffnung und der Stahlplatte) von 150 mm, ungefähr 0,02 bis 0,025 g bei einer Ausdüsdistanz von 130 mm und ungefähr 0,028 bis 0,033 g bei einer Ausdüsdistanz von 100 mm.
Erfindungsgemäß kann, da eine Düsenöffnung ein kegelförmiges Segment und ein Segment mit großem Durchmesser aufweist, das von der Auslassöffnung aus verläuft, die sich an einer konkaven Fläche öffnet, Zunder selbst bei niedrigem Druck und/oder niedriger Strömungsrate auf effiziente Weise entfernt werden. Ferner kann, da das Entzundern bei niedriger Strömungsrate auf effiziente Weise durchgeführt werden kann, die Entzunderungseffizienz durch Verhindern einer Abkühlung der Stahlplatte verbessert werden. Ferner kann die Entzunderungsleistung selbst bei einer kompakten Größe verbessert werden. Die Erfindung ist somit zum Entzundern von Stahlplatten mit niedrigem Si-Gehalt bei Warmwalzprozessen geeignet.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann zum Entzundern verschiedener Stahlplattenflächen (Entzundern von Stahlplattenflächen bei Warmwalzprozessen) sinnvoll sein, und die Art der Stahlplatte ist nicht besonders auf eine spezifische Platte beschränkt. Beispielsweise kann die Stahlplatte eine Stahlplatte mit hohem Si-Gehalt sein, und die vorliegende Erfindung kann ferner auf effiziente Weise zum Entzundern von Stahl mit niedrigem Si-Gehalt (beispielsweise einfachem Stahl mit einem Si-Gehalt von höchstens 0,5 Gewichts-% (ungefähr 0,2 bis 0,5 Gewichts-%) etc.) verwendet werden.
BEISPIELE
Obwohl die vorliegende Erfindung nun anhand von Beispielen erläutert wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Beispiele 1 bis 3
Zum Sprühen wurde die in 2 gezeigte Sprühdüse verwendet. Diese Düse wies auf: eine Auslassöffnung (mit einer elliptischen Form und einem größeren Durchmesser von 3,78 mm, einem kleineren Durchmesser von 2,31 mm und einem Verhältnis von größerem Durchmesser zu kleinerem Durch messer von 1,6) in der Düsenspitze; ein kegelförmiges Segment mit einem Kegelwinkel θ von 50°, einen zylindrischen Strömungsweg (Segment mit großem Durchmesser) mit einem Innendurchmesser von ϕ 11 mm und einer Länge von 43,4 mm, der zu einem Düsengehäuse und einem mittleren Teil einer ersten Umfassung verlief, ein geneigtes Segment (geneigten Strömungsweg) (Länge: 36,1 mm), der in einem Kegelwinkel von 7,5° vom stromaufwärtigen Ende des zylindrischen Strömungswegs (Segment mit großem Durchmesser) aus verlief; einen zylindrischen Strömungsweg mit einem Innendurchmesser von ϕ 16 mm, der von dem stromaufwärtigen Ende des geneigten Strömungswegs aus verlief und einen eingebauten Stabilisator (Länge in axialer Richtung der Flügel: 16 mm; acht von dem Achsteil radial vorstehende Flügel) aufwies; und mehrere am stromaufwärtigen Ende des zweiten Umfassungsteils ausgebildete Schlitze. Das Verhältnis (D₁/D₂) des Innendurchmessers D₁ des zylindrischen Strömungswegs (Teils mit großem Durchmesser), der zu einem mittleren Teil des ersten Umfassungsteils verlief, relativ zu dem kleineren Durchmesser D₂ der Auslassöffnung betrug 4,8. Der oben genannte Stabilisator wies auf seiner stromaufwärtigen Seite und seiner stromabwärtigen Seite konische Elemente auf, deren vordere Enden in Richtung auf die stromaufwärtige Seite bzw. die stromabwärtige Seite gerichtet waren.
Beim Einstellen des Eindüsdrucks (Wasserdrucks) der Sprühdüse auf 15 MPa und der Ausstoßströmungsrate auf 66 l/Minute wurden die Menge an Aluminium-(Al-)Erosion (die in 30 Sekunden konvertierte Menge) und die Kollisionskraftverteilung für das Aluminium gemäß JIS-5050 unter den Bedingungen einer Sprühdistanz von 150 mm und einer Aluminiumerosionszeit von 900 Sekunden (Beispiel 1), einer Sprühdistanz von 130 mm und einer Aluminiumerosionszeit von 900 Sekunden (Beispiel 2) und einer Sprühdistanz von 100 mm und einer Aluminiumerosionszeit von 600 Sekunden (Beispiel 3) untersucht.
Vergleichsbeispiele 1 bis 3
Es wurde die in 8 gezeigte Düse verwendet. Diese Düse wies auf: eine Auslassöffnung (mit einer elliptischen Form mit einem größeren Durchmesser von 3,78 mm, einem kleineren Durchmesser von 2,31 mm und einem Verhältnis von größerem Durchmesser zu kleinerem Durchmesser von 1,6) 55 auf, die sich an einer konkaven Fläche einer Nut mit U-förmigem Querschnitt öffnete, in der Düsenspitze; einen Strömungsweg (Länge: 10 mm) P15 mit einem Innendurchmesser von ϕ 5 mm, der von der Auslassöffnung aus in stromaufwärtiger Richtung verlief; einen geneigten Strömungsweg (Länge: 22 mm) P14, der in einem vorbestimmten Kegelwinkel graduell vom stromaufwärtigen Ende des Strömungswegs in stromaufwärtiger Richtung verlief und einen Innendurchmesser von ϕ 7,6 mm am stromaufwärtigen Ende aufwies; einen verengten Strömungsweg (Länge: 54 mm) P13, der in einem Kegelwinkel θ = 7,5° vom stromaufwärtigen Ende des geneigten Strömungswegs aus in stromaufwärtiger Richtung verlief und einen Innendurchmesser von ϕ 13 mm am stromaufwärtigen Ende aufwies; und einen zylindrischen Strömungsweg P12 mit dem gleichen Innendurchmesser wie das stromaufwärtige Ende des verengten Strömungswegs, der einen eingebauten Stabilisator 54 des gleichen Typs wie bei den Beispielen aufwies und einen Einströmeinlass 53 am stromaufwärtigen Ende fortsetzte.
Die Aluminiumerosionsmenge (die in 30 Sekunden konvertierte Menge) und die Kollisionskraftverteilung wurden unter Verwendung der oben beschriebenen Düsen auf die gleiche Weise wie bei den Beispielen untersucht.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt, wobei die Kollisionskraftverteilung in Breitenrichtung der Ausstoßströmung bei den Beispielen 1 bis 3 in 9 bis 11 gezeigt sind und die Kollisionskraftverteilung in Breitenrichtung der Ausstoßströmung bei den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 in 12 bis 14 dargestellt sind.
Wie aus der Tabelle und den Zeichnungen hervorgeht, werden mit den Beispielen im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen gute Entzunderungseigenschaften erreicht.
Vergleichsbeispiel 4
Bei der Untersuchung der Aluminium-(Al-)Erosionsmenge (der in 30 Sekunden konvertierten Menge) auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1, mit Ausnahme der Verwendung der folgenden Sprühdüse anstelle der bei Beispiel 1 benutzten Sprühdüse, betrug die Aluminium-(Al-)Erosionsmenge 0,004 g. Diese Sprühdüse wies auf: eine Auslassöffnung (mit elliptischer Form und einem größeren Durchmesser von 3,78 mm, einem kleineren Durchmesser von 2,31 mm und einem Verhältnis von größerem Durchmesser zu kleinerem Durchmesser von 1,6), die sich an einer konkaven Fläche einer Nut mit U-förmigem Querschnitt öffnete, in der Düsenspitze; einen geneigten Strömungsweg, der in einem Kegelwinkel von 50° von der Auslassöffnung aus in stromaufwärtiger Richtung verlief und einen Innendurchmesser von ϕ 6 mm am stromaufwärtigen Ende aufwies; einen geneigten Strömungsweg (Länge: 11 mm), der vom stromaufwärtigen Ende des geneigten Strömungswegs aus graduell mit einem Kegelwinkel von ungefähr 5° in stromaufwärtiger Richtung verlief und einen Innendurchmesser von ϕ 11 mm am stromaufwärtigen Ende aufwies; einen verengten Strömungsweg (Länge: 54 mm), der vom stromaufwärtigen Ende des geneigten Strömungswegs aus graduell mit einem Kegelwinkel θ = 7,5° in stromaufwärtiger Richtung verlief und einen Innendurchmesser von ϕ 13 mm am stromaufwärtigen Ende aufwies; und einen zylindrischen Strömungsweg mit dem gleichen Innendurchmesser wie das stromaufwärtige Ende des verengten Strömungswegs, der einen darin eingebauten Stabilisator des gleichen Typs wie bei den Beispielen aufwies und einen Einströmeinlass am stromaufwärtigen Ende fortsetzte.
Vergleichsbeispiel 5
Bei der Untersuchung der Aluminium-(Al-)Erosionsmenge (der in 30 Sekunden konvertierten Menge) auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1, mit Ausnahme der Verwendung der folgenden Sprühdüse (die einer in der DE-Spezifikation Nr. 92U17671 beschriebenen Sprühdüse entspricht) anstelle der bei Beispiel 1 benutzten Sprühdüse, betrug die Aluminium-(Al-)Erosionsmenge 0,007 g. Diese Sprühdüse wies auf: eine Auslassöffnung (mit elliptischer Form und einem größeren Durchmesser von 3,78 mm, einem kleineren Durchmesser von 2,31 mm und einem Verhältnis von größerem Durchmesser zu kleinerem Durchmesser von 1,6), die sich an einer konkaven Fläche einer Nut mit U-förmigem Querschnitt öffnete, in der Düsenspitze; einen ersten geneigten Strömungsweg, der in einem Kegelwinkel von 50° von der Auslassöffnung aus in stromaufwärtiger Richtung verlief und einen Innendurchmesser von ϕ 6 mm am stromaufwärtigen Ende aufwies; einen zylindrischen Strömungsweg (Länge 9 mm), der an einem Innendurchmesser von ϕ 6 mm vom stromaufwärtigen Ende des geneigten Strömungswegs aus in stromaufwärtiger Richtung verlief; einen zweiten geneigten Strömungsweg, der vom stromaufwärtigen Ende des zylindrischen Strömungsweg aus in einem Kegelwinkel von 80° in stromaufwärtiger Richtung verlief; einen zylindrischen Strömungsweg (Länge: 43 mm) mit einem Innendurchmesser von ϕ 11 mm, der vom stromaufwärtigen Ende des zweiten geneigten Strömungswegs aus in stromaufwärtiger Richtung verlief; einen verengten Strömungsweg (Länge: 54 mm), der vom stromaufwärtigen Ende des zylindrischen Strömungswegs aus graduell mit einem Kegelwinkel θ = 7,5° in stromaufwärtiger Richtung verlief und einen Innendurchmesser von ϕ 13 mm am stromaufwärtigen Ende aufwies; und einen zylindrischen Strömungsweg mit dem gleichen Innendurchmesser wie das stromaufwärtige Ende des verengten Strömungswegs, der einen darin eingebauten Stabilisator des gleichen Typs wie bei den Beispielen aufwies und einen Einströmeinlass am stromaufwärtigen Ende fortsetzte.

Claims

Entzunderungsdüse (1) zum Entfernen von Zunder von einer Stahlblechfläche durch Ausstoßen von Wasser aus einer Düse (1), wobei die Düse (1) eine Düsenöffnung aufweist mit: einer Auslassöffnung (15, 25), die sich an einer konkaven Fläche oder einem konkaven Bereich des vorderen Endes öffnet, einem kegelförmigen Segment (16), das von der Auslassöffnung (15, 25) in Richtung auf die stromaufwärtige Seite verläuft, und einem Segment (18) mit großem Durchmesser, das eine Fortsetzung des kegelförmigen Segments (16; 36) bildet; dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis (D₁/D₂) des Innendurchmessers D₁ des Segments (18) mit großem Durchmesser relativ zu dem kleineren Durchmesser D₂ der Auslassöffnung (15, 25) nicht kleiner als 3 ist.
Entzunderungsdüse (1) nach Anspruch 1, bei der das Verhältnis (D₁/D₂) des Innendurchmessers D₁ des Segments (18) mit großem Durchmesser relativ zu dem kleineren Durchmesser D₂ der Auslassöffnung (15, 25) nicht größer als 10 ist.
Entzunderungsdüse (1) nach Anspruch 1, bei der das Verhältnis (D₁/D₂) des Innendurchmessers D₁ des Segments (18) mit großem Durchmesser relativ zu dem kleineren Durchmesser D₂ der Auslassöffnung (15, 25) kleiner als 7 ist.
Entzunderungsdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Kegelwinkel θ des kegelförmigen Segments (16, 36) 30 bis 80° beträgt.
Entzunderungsdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Auslassöffnung (15, 25) eine elliptische Form aufweist und das Verhältnis (D₁/D₂) des Innendurchmessers D₁ des Segments (18) mit großem Durchmesser relativ zu dem kleineren Durchmesser D₂ der Auslassöffnung (15, 25) 3 bis 6 beträgt.
Entzunderungsdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die durch Ausstoßen von Wasser aus der Düse (1) mit einem Druck von 5 bis 30 MPa und einer Ausstoßrate von 40 bis 200 l/Minute Zunder von einer Stahlblechfläche entfernt, wobei der Kegelwinkel θ des kegelförmigen Segments (16, 36) 40 bis 70° beträgt und das Verhältnis (D₁/D₂) des Innendurchmessers D₁ des Segments mit großem Durchmesser relativ zu dem kleineren Durchmesser D2 der Auslassöffnung (15, 25) 4 bis 6 beträgt.
Entzunderungsdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der sich der aus der Düse (1) austretende Strom in einer einzigen Richtung (Breitenrichtung) innerhalb einer orthogonal zu der Mittelachse der Düse (1) verlaufenden Ebene ausbreitet und die Düse (1) einen Erosionsdickenwinkel von 1,5 bis 3° in der orthogonal zu dieser Breitenrichtung verlaufenden Richtung (Dickenrichtung) aufweist.
Entzunderungsdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Strömungsweg der Düse (1) die Auslassöffnung (15, 25) aufweist, welche sich in einer elliptischen Konfiguration an der konkaven Fläche oder dem konkaven Bereich an dem vorderen Ende öffnet, wobei der kegelförmige Strömungsweg von der Auslassöffnung (15, 25) in Richtung auf die stromaufwärtige Seite verläuft und sich in einem Kegelwinkel θ von 40 bis 60° aufweitet und der zylindrische Strömungsweg von dem stromaufwärtigen Ende des kegelförmigen Strömungswegs aus verläuft, wobei der Innendurchmesser im Wesentlichen gleich ist.
Entzunderungsdüse (1) nach Anspruch 8, bei der bei der elliptischen Auslassöffnung (15, 25) das Verhältnis des größeren Durchmessers relativ zu dem kleineren Durchmesser 1,2 bis 2,5 beträgt und das Verhältnis (D₁/D₂) des Innendurchmessers D₁ des kegelförmigen Strömungswegs relativ zu dem kleineren Durchmesser D₂ der Auslassöffnung (15, 25) 4 bis 6 beträgt.
Entzunderungsdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer an einem vorderen Ende angebrachten Düsenspitze, die eine an einem vorderen Ende ausgebildete konkave Fläche oder konkaven Bereich aufweist, einer sich an der konkaven Fläche oder dem konkaven Bereich öffnenden Öffnung (15, 25) und einem sich in einem vorbestimmten Kegelwinkel θ von der Auslassöffnung (15, 25) in Richtung auf die stromaufwärtige Seite aufweitenden Strömungsweg, wobei die konkave Fläche oder der konkave Bereich eine geneigte Seitenwand aufweist, die sich nach innen in radialer Richtung von dem vorderen Ende auf die stromaufwärtige Seite zu neigt.
Carbid-Düsenspitze (12), die an einem vorderen Ende einer Düse (1) nach Anspruch 1 bis 10 anbringbar ist und die aus Hartcarbid gefertigt ist, wobei das Verhältnis (D₁/D₂) des Innendurchmessers D₁ des stromaufwärtigen Endes relativ zu dem kleineren Durchmesser D₂ einer Auslassdüse (15, 25) der Spitze nicht kleiner als 3 ist.
Carbid-Düsenspitze (12) nach Anspruch 11, die eine Auslassdüse (15, 25), welche sich an einer an einem vorderen Ende ausgebildeten kon kaven Fläche oder konkaven Bereich öffnet, und einen konischen Strömungsweg aufweist, der in einem vorbestimmten Kegelwinkel θ von der Auslassöffnung (15, 25) in stromaufwärtiger Richtung verläuft.