DE8422485U1 - Maschine zum thermochemischen Vierseiten-Schälen - Google Patents

Description

Fall 40

Maschine zum thermochemischen Vierseiten-Schälen

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum thermochemischen Schälen (Flämmen) aller vier Begrenzungsflächen eines rechteckigen Werkstückes mit vier den Werkstückbegrenzungsflächen zugeordneten Brennern und mit einer Einrichtung zum Transportieren des Werkstücks in Flammgeschwindigkeit bei ortsfester Flämmmaschine. Das thermochemische Schälen, auch Flämmen genannt, zum Reinigen der Oberflächen von Stahl, insbesondere von Knüppeln, Blöcken und Brammen als HaIbfertigprodukte in der Stahlindustrie ist dem Sauerstoff-Brennschneiden nahe verwandt und wird seit vielen Jahren erfolgreich mit Handgeräten und Maschinen eingesetzt, Es ist beim Maschinenflammen vor allem das 4-Seiten-Flämmen und das 2-Seiten-Flämmen bei einem Werkstückdurchgang durch die Maschine bekannt. Auch bekannt ist es, nur eine Breitseite in einem Durchgang zu flämmen oder bei einem 3-Seiten-Flämmen die beiden Seitenflächen mitzubearbeiten.

Zum Flämmen der gesamten Oberfläche muß das Anheizen, das Zünden und der Flämmstab an der Vorderkante der zu flammenden Fläche beginnen. Dabei wird zuerst die Lage dieser Fläche abgetastet und die Heizflamme des Flämmbrenners auf die Zündkante eingerichtet. Je nach der Kantenform und Einrichtgenauigkeit sprühen beim Flämmstart Schlackenspritzer nicht nur in Flamm-

richtung, sondern auch unter einem Winkel von etwa zurück, sowie auch vorher Heizflarnmenstrahlen beim Anheizen zurückgeworfen werden. Die arbeitenden Brenner sind dabei weniger selbst betroffen als die Brenner einer nahe gegenüberliegenden Fläche, z. B. wenn die Werkstückunterseite gleichzeitig geflammt werden soll. ' Diese Brenner werden dann schnell stark verschmutzt ι

und zerstört. Weniger bedeutsam ist dieser Umstand für die weit auseinanderstehenden Seitenflächenflämmer.

Das hat dazu geführt, daß man sich darauf eingestellt hat, bei einer Bramme die obere Breitseite und die dem Bedisnungsmann zugekehrte Schmalseite in einem Durchgang zu flämmen, das Werkstück zu wenden und dann einen zweiten Flämmdurchgang zu fahren. Dieser zweite Flämmdurchgang kann in der gleichen Flämm-Maschine oder in einer zweiten, nachgeschalteten Flämm-Maschine erfolgen. ■! In jedem Fall werden dadurch verhältnismäßig hohe ί

Arbeitszeiten und ein großer maschineller Aufwand erforderlich .

Beim gleichzeitigen 4-Seiten-Flämmen beschränkt man sich auf einen Flämmstart aller Brenner auf den Werkstückflächen, um das gegenseitige Beschädigen durch Verspritzen von Schlacke zu vermeiden. Je nach der Konstruktion bleibt damit ein rundum gehender Streifen am Kopf des Werkstücks ungereinigt, der dann in einem weiteren Arbeitsgang manuell oder maschinell nachgearbeitet werden muß. Zusätzlich muß beim 4-Seiten-Flämmen das Anheizen und Zünden auf den Flächen unterstützt werden, um die erforderliche Energie zuzuführen und den Zeitbedarf zu verringern. Das kann erfolgen entweder durch ein heißes Werkstückmaterial oder Eisenpulverzünden. Ihre hohe Produktionsleistung zeigt eine 4-Seiten-Flämmaschine am besten zwischen einem Blockbzw. Brammen-Walzgerüst und einer nachfolgenden Schere, wo die Aufsetzstreifen sowieso beim Beschneiden der unregelmäßigen Walzenden abfallen. Umbefriedigend ist bisher jedoch das 4-Seiten-Flämmen mit seiner hohen

Maschinenkapazität für das Flämmen fertig beschnittener kalter oder warmer Werkstücke,ζ.B. aus Stahl-Stranggußanlagen, geblieben. Es mußte entweder in unwirtschaftlicher Weise das Werkstück in besonderen Öfen aufgeheizt werden, oder es wurde versucht, wassergekühlte Schutzplatten zwischen den oberen und unteren Brennern anzubringen, was sich aber nicht als technisch sicher machbar erwies.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine 4-Seiten-F.lämmaschine verfügbar zu machen, mit

der ohne Schwierigkeiten das Flämmen fertig beschnittener kalter oder warmer Werkstücke durchgeführt werden kann.

Das wird bei einer Maschine der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Brenner für die obere Fläche mit einem oder mehreren Brennern für die eine Seitenfläche des Werkstücks und die Brenner für die untere Fläche mit einem oder mehreren Brennern für die andere Seitenfläche zu je einer Flämmeinheit zusammengefaßt sind und daß die Flämmeinheiten unabhängig voneinander einsetzbar sind.

Bei einer derartigen Maschine können die Flämmeinheiten so eingesetzt werden, daß eine gegenseitige Beeinträchtigung vermieden ist und die Flämmeinheiten die gesamte Werkstücklänge uneingeschränkt bearbeiten.

Dabei ist mit Vorteil vorgesehen, daß jede Flämmeinheit sowohl Flämmbrenner für eine Breitseite als auch für eine Schmalseite trägt, die unverrückbar und direkt im rechten Winkel zueinander stehen. Jede Flämmeinheit mit ihren Brennern und ihrem Fühlersystem kann ausreichend weit aus dem Hitze- und Spritzbereich der anderen Flämmeinheit vor dem Anheizen und Flämmen derselben herausgefahren werden.

35 Die Flämmeinheiten der beiden Arbeitsgänge

können sich teilweise zeitlich überlappend durchgeführt

werden, indem z.B. der Abtast- und Einrichtvorgang durchgeführt wird, während der erste Arbeitsvorgang noch

nicht vollständig zum Abschluß gekommen ist. Mit Vorteil ist die Maschine mit einer SpritzwassereinrichLung und mit einer Schlacken-- und Rauchgashaube versehen. In ihrer Weiterbildung schlagt die Erfindung vor, daß die Maschine mit einer Abtasteinrichtung zum jeweils unabhängigen Abtasten und Nachfahren der Lage einer Breitseite und einer Schmalseite durch die getrennt und eigenständig verfahrbaren und versorgbaren Flämmeinheiten ausgerüstet ist.

Dabei zeichnet sich eine vorteilhafte Ausführungsform dadurch aus, daß jede der beiden Flämmeinheiten ein ihr zugeordnetes Fühlersystem hat, das jeweils mit seinen Fühlern, z.B. Rollen, die Lage der mit dieser Flämmeinheit im Augenblick nicht zu flämmenden Breit- und Schmalseite gegenüber den Brennern erfaßt und bei bekannter Werkstückdicke und -breite den richtigen Düsenabstand der Flämmeinheit auf ihren Gegenseiten fortwährend automatisch einstellt. Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß eine zweite Tasteinrichtung vorgesehen ist, die es ermöglicht, daß der eine nach dem Abtasten sich zurückziehende Brenner in eine erneute Anlage kommt, wenn sich der andere Brenner sicher über der Bramme befindet und eine Schlackenbeeinträchtigung vermieden ist .

Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß jeder Flämmeinheit eine ebenfalls selbständig unabhängig arbeitende und mit der Brennerstellung bzw. der Lage der zu flammenden Flächen lagegesteuerte Druckwassergranuliereinrichtung vor den Brennern angeordnet ist, die horizontal auf die Breitseite und senkrecht auf die Schmalseite arbeitet. Dabei können beide Granuliereinrichtungen gleichzeitig auf das Brammenformat eingefahren werden, unabhängig davon, welche Flämmeinheit zum Einsatz kommt. Gemäß einer Fortbildung der Maschine ist vorgesehen, daß nur das Granuliersystem mit der zugehörigen Flämmeinheit voll zusammen eingesetzt werden kann, während das andere

nur insoweit einschaltbar ist, wie Granulierwasser aus dafür besonders zusätzlich bemessenen, angestellten und versorgten Granulierdüsen einen Schlackenübeilauf von den geflammten auf die ungeflämmten Flächen verhindert.

Mit einer derartigen Flämmaschine ist beim 4-Seiten-Flämmen eines Werkstücks nur ein geringer Transporteinrichtungsbedarf erforderlich. Indem z.B. Wendeeinrichtungen oder gar eine zweite Flämmaschine vermieden werden, wird außerdem der Platzbedarf auf ein Minimum reduziert und auch der Personalbedarf gegenüber bisher gebräuchlichen Anlagen beträchtlich verringert. Die Maschine kann wahlweise im 2-Seiten-Flämmen oder 4-Seiten-Flämmen eines kalten oder warmen Werkstücks eingesetzt werden, ohne daß ungeflammte Kopfstreifen nachgearbeitet werden müssen. Dadurch ist die Gesamtproduktionskapazität gegenüber herkömmlichen vergleichbaren Maschinen wesentlich erhöht. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Kosten für die Einrichtungen zur Versorgung und Endsorgung gegenüber einer 4-Seiten-Flämmaschine nur etwa die Hälfte betragen, da zwei, allerdings unmittelbar aufeinanderfolgende Flämmvorgänge durchgeführt werden.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Flämmaschine ; Fig. 2 die Ansicht einer Flämmaschine in Längsrichtung des Werkstückes; pig. 3 eine Teilansicht gemäß Fig. 2 mit einer

Tasteinrichtung;

Fig. 4 eine Teilansicht gemäß Fig. 2 mit einer Granuliereinrichtung.

J_n Fig. 1 ist eine Flämmaschine 1 dargestellt, die ein Werkstuck 2 bearbeitet. Die Flämmanlage, zu der die Flämmaschine 1 gehört, umfaßt einen

Einlauftreibrollensatz 3, der aus dan Treibrollen 3a und 3b besteht und einen Auslauftreibrollensatz 4 mit den Treibrollen 4a und 4b.

Wie im einzelnen aus der Fig. 2 zu entnehmen ist, befinden sich in einer Schlacke- und Rauchfanghaube 5 im geeigneten Abstand zwei Flämmeinheiten 6 und 7. Die Flämmeinheit 6 umfaßt die Brenner 6a für die obere Fläche des Werkstücks 2 und die Brenner 6b für eine Seite des Werkstücks. Die Flämmeinheit 7 umfaßt die Brenner 7a für die untere Fläche des Werkstücks und die Brenner 7b für die seitliche Werkstückfläche, die der Fläche gegenüberliegt, die von den Brennern 6b bearbeitet werden.

Außerdem befindet sich innerhalb der Schlacken und Rauchgashaube 11 eine Tasteinrichtung 8 , die in Fig. 3 näher dargestellt ist. Die Tasteinrichtung 8 weist eine Seitentastrolle 8a und eine Tastrolle 8b für die untere Fläche des Werkstücks 2 auf. Die Abtasteinrichtung 8 ist in, unter oder neben der Flämmeinheit 6 mit den Flämmbrennern 6a und 6b angeordnet und umfaßt eine spiegelbildlich dazu ausgebildete Anordnung, die zu der Flämmeinheit 7 mit den Flämmbrennern 7a und 7b gehört.

In Fig. 4 ist eine Granuliereinrichtung 9 dargestellt. Die Granuliereinrichtung 9 umfaßt eine Granulierdüse 9a, die Hochdruckwasser waagerecht auf die obere Fläche des Werkstückes 2 richtet. Eine Granulierdüse 9b richtet in entsprechender Weise Hochdruckwasser waagerecht auf die untere Fläcne des Werkstücks

2. Eine weitere Granulierdüse 9c dient dazu, Hochdruckwasser von oben senkrecht entlang der Seitenfläche des Werkstückes 2 zu richten, und eine Granulierdüse 9d dient dazu, einen Schlackenüberlauf von der Schmalseite zu verhindern, wenn die Flämmeinheit 6 arbeitet. Zur Granuliereinrichtung 9 gehört ein Gegenaggregat 10 mit einer Granulierdüse 10a, die von oben parallel zur gegenüberliegenden Seitenfläche des Werkstücks 2 Hochdruck-

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wasser aussendet, und eine Granulierdüse 10b hat den Zweck, den Schlackenüberlauf von der oberen Breitseite zu verhindern. Da man vielleicht sinnvollerweise die Unterseite des Werkstücks 2 mit der zugehörigen Schmalseite mit der Flämmeinheit 7 zuerst flammt und der dabei mögliche Überlauf von Schlacke auf die im zweiten Flämmdurchgang von der Flämmeinhait 6 mit zugeschalteten Überlaufdüsen 9d und 10b geflammte Oberseite und Schmalseite gerät, kann man dabei nur mit den Granulierdüsen 9b und 10a arbeiten. Die Granuliereinrichtung 9 mit ihrem Gegenaggregat 10 wird seitlich und in der Höhe z.B. mittels eines Druckluftantriebes und entweder mit eigenen Tastrollen oder auf der durch Granulierwasser geschützten Seite oder mit Servosteuerang von der Tasteinrichtung 8 oder ihrem spiegelbildlichen, nicht dargestellten Gegenstück auf den optimalen Abstand an das Werkstück h»rangefahren.

Die bereits beschriebene Tasteinrichtung 8 und entsprechend ihr nicht gezeigtes Gegenstück sitzen vorzugsweise gegenüber der Flämmeinheit 6 bzw. 7, und zwar so direkt wie möglich gegenüber den Flämmbrennern 6a und 6b, um die Veränderungen der Werkstücklage während des Flämmdurchlaufes zu erfassen, indem die Bewegungen der Tastrolle 8a und 8b in Impulse pro Weg aufgelöst und der elektrischen Steuerung zur servo-hydraulischen Lagesteuerung der Flämmeinheit zugeleitet werden.

Natürlich können auch Tastrollen an der

Granuliereinrichtung entsprechend ausgerüstet zur servo-Hydraulischen Steuerung der Lage der Flämmeinheiten 6, dienen. Umgekehrt kann die Tasteinrichtung 8 (oder ihr nicht dargestelltes Gegenstück 9) zur Überlaufverhinderung eingesetzt werden, indem die Tasteinrichtung 8 mit Blasdüsen 11 und 12 ausgestattet ist. Die Blasdüsen 11, 12 können auch mit anderen Gasen und Medien arbeiten.

Der Vorteil wäre ein Nachlaufen hinter dem Flammenbad. Es versteht sich, daß die angeführten Tastrollen 8a, 8b auch durch andere berührende oder berührungslose

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Tastelemente (Schleifkufen, O-Spannungs-Kontaktgeber, Näherungsinduktoren, Radar u.a.m.) ersetzt werden können.

Nachfolgend soll der Betrieb der beschriebenen Flämmaschine beschrieben werden.

Eine Bramme 2 läuft über einen nicht dargestellten Zuführrollengang in den Treibrollensatz 3 ein und wird mit Hilfe von Lagetastern und Meßrollen gesteuert und zum Stillstand gebracht. Die Treibrollen 3a, 3b werden auf die Bramme 2 gepreßt. Wenn noch nicht zuvor entweder automatisch oder von Hand geschahen, werden jetzt die Brammenbreite und -dicke zur Auswahl der benötigten Brenner aus den Flämmeinheiten 6, 7 für dieses Brammenformat eingegeben. Dann läuft die Bramme 2 vom Treibrollensatz 3 bewegt in die Flämmaschine 1 über die Brenner der Flämmeinheit 7. Die obere, nicht gezeigte Tasteinrichtung wie auch die Granuliereinrichtung 9, 10 und damit auch die Flämmeinheit 7 fahren bis auf Berührung bzw. richtigen Abstand der Düsen 7a, 7b an die Bramme 2 heran und werden so festgesetzt. Die Bramme 2 wird um ein kurzes Stück aus den Brennern 7a, 7b zurückgezogen, bis die gleichzeitig eingeschalteten Heizungen der Brenner 7a und 7b bestens auf die zu zündenden Aufflämmkanten der Bramme 2 treffen. Hier kann noch von Hand nachgesteuert werden. Nach einer ausreichenden Anheizzeit, die von Hand verlängert werden kann, sind die untere Vorderkante und die zugehörige äußere Schmalseitenvorderkante auf Zündtemperatur gebracht,und der Flämmvorgang wird automatisch durch ein Zeitglied oder von Hand gestartet. Die Granulierdüsen und gegebenenfalls auch die Blasdüsen werden eingeschaltet, danach mit der Flämmbewegung durch den Treibrollensatz 3 auch der Flämmsauerstoff der vorgewählten Brenner 7a und 7b. Die Flämmgeschwindigkeit ist eingestellt in Abhängigkeit von der gewünschten Flämmtiefe, wobei für die Unterseite der Bramme zur gleichen Abnahme vielleicht eine etwas verlangsamte Geschwindigkeit gewählt wird. Nach kurzer Wegstrecke wird die festge-

setzte Tasteinrichtung zur automatischen Nachsteuerung freigegeben. Nachdem ein entsprechend langes Brammenstück 2 durchgelaufen ist, faßt der zweite Treibrollensatz 4 zu mit gleich schnell laufenden Rollen und zieht die Bramme 2 mit Flämmgeschwindigkeit durch, auch wenn der erste Treibrollensatz 3 außer Eingriff gerät und öffnet.

Am Ende des Brammendurchlaufes verliert die Tasteinrichtung 8 den Kontakt mit der Bramme, läuft ein Stück nach vorn bzw. nach oben und schaltet damit zeitverzögert die Betriebsmedien, wie Sauerstoff und Brenngas, aus. Die Bramme wird noch im Treibrollensatz 4 gestoppt und gesteuert weggenau zurückgefahren, wobei der Treibrollensatz 3 die Bramme 2 wieder übernimmt. Wieder in der Ausgangsstellung, in dur die Maschine jetzt unter den Brennern der Flämmeinheit 6 angekommen ist, werden Flämmeinheit, Tasteinrichtung und Granuliereinrichtung für die Oberseite und noch nicht bearbeitete Schmalseite eingestellt und arretiert. Das Ende des RücklaufVorganges dient dabei bereits zum Abtasten.

Nach dem gesteuerten Brammenrückzug, dem Anheizen, Zünden und Flämmbeginn mit Zuschaltung von Granulierung und Überlaufdüsen bzw. Blasdüsen wird die Arretierung der automatischen Steuerung nach kurzem Durchlauf wieder gelöst, und die automatische Abtastung läuft. Der Treib-

²^ rollensatz 3 übergibt die Bramme 2 wieder mit Flämmgeschwindigkeit' an den Treibrollensatz 4, der das Flammen weiterführt, bis auch hier wieder die Tasteinrichtung den gesamten Flämmvorgang beendet. Nun sind alle vier Seiten geflammt, und die Bramme 2 läuft auf dem Ablaufrollgang ab.

Claims (10)

1 . Maschine zum thermochemischen Schälen (Flammen) aller vier Begrenzungsflächen eines rechteckigen Werkstücks mit vier den Werkstückbegrenzungsflächen zugeordneten brennern und mit einer Einrichtung zum Transportieren des Werkstücks in Flämmgeschwindigkeit bei ortsfester Flämmaschine,

dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (6a) für die obere Fläche mit einem oder mehreren Brennern (6b) für die eine Seitenfläche des Werkstücks (2) und die Brenner (7a) für die untere Fläche mit einem oder mehreren Brennern (7b) für die andere Seitenfläche zu je einer Flämmeinheit (6 bzw. 7) zusammengefaßt sind und

daß die Flämmeinheiten (6, 7) unabhängig voneinander einsetzbar sind.

2. Maschine nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahnen für die Flämmeinheit (6, 7) sich längs der gesamten Länge des Werkstücks (2) erstrecken.

Sonnenberger StraOe 43 6200 Wiesbaden Telefon (Γ6121) 562943/561998 Telex 4186237 Telegramme Petenlconeull

RedeckesltaOe 43 8000 MUndipn 60 Jeielor» (0E9J 8836Gij>88 JnOir Telex 5212313 Telegramme Patenlconsull

Telefax (ζΐϊιίΐ Ί),Vfiesbaflfen un/f fvtuntijep'(06,9/ β34,4618 Alienllon Palentconsult

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3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Flämmeinheit (6, 7) Flämmbrenner (6a, 7a) für eine Breitseite als auch Flämmbrenner (6b, 7b) für eine Schmalseite des Werkstücks (2) trägt und daß die Flämmbrenner unverrückbar und direkt im rechten Winkel zueinander stehen.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Flämmeinheit (7) mit ihren Brennern (7a, 7b) und ihrem Fühlersystem (8) ausreichend weit aus dem Hitze- und Spritz?ereich der anderen Flämmoinhüit (6) vor dem Anheizen und Flammen derselben herausfahrbar ist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahnen für die Flämmeinheit (6, 7) sich teilv/eise überlappen.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, £aß diese mit einer Granuliereinrichtung (9, 10) und einer Schlacken- und Rauchgashaube (11) ausgestattet ist.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Tasteinrichtung (8) ein Blasdüsenpaar (11, 12) angebracht ist.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Flämmeinheiten (6,7) ein Abtastsystem (8) besitzen, das mit Rollen (8a, 8b) die Lage der mit dieser Flämmeinheit im Augenblick nicht zu flammenden Breit- oder Schmalseiten gegenüber dem Brenner (6a, 6b bzw. 7a, 7b) abtastet.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 1-8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Flämmeinheiten (6, 7) eine zweite Tasteinrichtung aufweisen.

10. Maschine nach einem der Ansprüche 1-9,

dadurch gekennzeichnet, daß jede Flämmjinheit (6, 7) eine üruckwasserreguliereinrichtung (9, 10) besitzt und vor den Brennern (6a, 6b; 7a, 7b) angeordnet ist.