EP0309945B1 - Einrichtung zum Aufbringen eines Entzunderungsmittels auf die Innenfläche einer Luppe - Google Patents

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EP0309945B1
EP0309945B1 EP88115722A EP88115722A EP0309945B1 EP 0309945 B1 EP0309945 B1 EP 0309945B1 EP 88115722 A EP88115722 A EP 88115722A EP 88115722 A EP88115722 A EP 88115722A EP 0309945 B1 EP0309945 B1 EP 0309945B1
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EP
European Patent Office
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carrier gas
loop
passage
gas stream
descaling agent
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EP88115722A
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EP0309945A2 (de
Inventor
Hansjörg Furrer
Norbert Richle
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Lonza AG
Original Assignee
Lonza AG
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Publication date
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Publication of EP0309945A3 publication Critical patent/EP0309945A3/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G3/00—Apparatus for cleaning or pickling metallic material
    • C23G3/04—Apparatus for cleaning or pickling metallic material for cleaning pipes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/04—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00—Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/32—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks
    • B24C3/325—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks for internal surfaces, e.g. of tubes
    • B24C3/327—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks for internal surfaces, e.g. of tubes by an axially-moving flow of abrasive particles without passing a blast gun, impeller or the like along the internal surface

Definitions

  • the invention relates to a device for applying a descaling agent to the inner surface of a glowing billet in the manufacture of seamless tubes and to a method in which the device is used.
  • a method for descaling the inner surface of glowing blanks in the manufacture of seamless tubes and a device for carrying out this method are known (EP-A-0 133 937).
  • the carrier gas stream loaded with the substance namely a descaling agent
  • the swirl is conducted with the swirl directly through the hollow body, namely the glowing cap.
  • the swirl brings a more even distribution of the substance in the carrier gas and the centrifugal force that occurs as a result of the swirl brings a larger part of the substance onto the inner surface of the hollow body without following gravity.
  • the loaded carrier gas stream with the swirl must first force the air at rest in the cavity through and out of the cavity. Part of its swirl is transferred to this air and is lost for the application of the substance to the inner surface of the hollow body.
  • the loaded carrier gas stream flows through the cavity, its velocity and swirl are less near the inner surface than in the center of the cavity cross section. The flow becomes laminar because of the friction on the inner surface, especially if it is rough, for example in the case of a loophole, covered with a layer of scale. Overall, only part of the swirl imparted to the loaded carrier gas stream is effective for applying the substance to the inner surface.
  • the invention seeks to remedy this.
  • the invention as characterized in the claims, solves the problem of improving the method and, above all, the device of the type mentioned, to a larger part of the substance with which the carrier gas stream to which the swirl was given is loaded to bring the inner surface of the hollow body.
  • twist is to be understood in the sense of a screwing movement or a helical movement.
  • the advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that the loaded carrier gas stream with the swirl when entering the cavity does not encounter still air, but rather the additional, unloaded gas stream which is in the same direction and with a swirl of the same direction of rotation how the laden carrier gas stream is already flowing through the cavity.
  • the loaded carrier stream acts immediately at full speed and with all the twist given to it for applying the substance to the inner surface, from one end of the cavity to the other.
  • Air is preferably used as the carrier gas and as an additional gas.
  • the descaling agent can be in powder or granular form.
  • compositions can be used as descaling agents, but preference is given to those which, inter alia, are used. are listed in European application 0 169 413.
  • the gas flow leaving the void containing the carrier gas and the additional gas as well as a remainder of the substance can be supported by conventional means to support the flow in the void Devices are suctioned off, the rest of the material, if it consists of fine particles, can be collected in a separator for further use or recirculation.
  • the invention is explained in more detail below with reference to a drawing which represents only one embodiment.
  • the single figure shows a perspective view of a partially sectioned device for carrying out the method for applying a descaling agent to the inner surface of a plate, the cavity of which is largely cylindrical.
  • An essential part in connection with the invention is a passage element 1 for a carrier gas stream loaded with the substance.
  • This passage member 1 can be designed as a cylinder or as a passage with a square or rectangular cross section.
  • the cylindrical shape is advantageously used.
  • Baffles 3 are arranged in the passage space 2 of the passage member 1 and form a swirl generator for the loaded carrier gas stream.
  • part of the guide plates 3 is designed as a feed device 4, in the drawing as nozzles 4, for an additional gas not loaded with the substance. Their outflow directions are at the same angle to the guide plate 3, based on the axis 6. This ensures that the gas is given a swirl. The direction of rotation is irrelevant to the effect of the application.
  • an intermediate space 12 which is open on the circumference, e.g. 15 to 35 mm, preferably 20 mm in length, as a result of which the effect known in jet apparatus (jet pumps, atomizers) is achieved, which leads to a better distribution of the substance in the carrier gas stream leaving the passage element.
  • jet apparatus jet pumps, atomizers
  • an annular space with gas supply which is closed to the outside and surrounds the intermediate space can be provided.
  • Lines 13 leading to the nozzles 4 run along the passage member 1 and are provided via a connection 15 for the supply of the additional gas.
  • the angle of the cone 18, measured in relation to the axis 6, is expediently chosen between 20 and 50 °.
  • the angle is preferably 40 °.
  • the guide plates 3 are straight or slightly curved, at an angle, measured at the end of the guide plate, from 15 to 25 ° to the axis 6, preferably from 20 ° to the axis 6.
  • the nozzles 4 also have the function of baffles 3. That is, some of the baffles 3 are designed as nozzles 4. Their angle to the axis consequently corresponds to that of the guide plates 3. Three to six guide plates 3, preferably four guide plates 3, are expediently arranged in a passage element 1.
  • Two to three of these guide plates 3, preferably two of the guide plates 3, are designed as nozzles 4.
  • the nozzles 4, viewed from the cross section of the passage element 1, are advantageously arranged opposite one another.
  • the device according to the invention is expediently used for amounts of 100 to 1,000 g of descaling agent.
  • passage elements 1 and their components can be varied in size.
  • the inner surface of glowing blanks is advantageously descaled for the production of seamless, 4 to 12 meter long tubes with an inside diameter of 10 to 40 cm.
  • the procedure is such that the device is brought to the plate via a displacement unit with the aid of the centering device 8, which engages in the plate, and a spring device 9. Then air not loaded with the descaling agent is blown through the nozzles 4 into the slugs at a pressure of appropriately 2 to 6 bar. This creates two helical, axially offset flows of this air in the cavity. At the same time or immediately afterwards, the air flow loaded with descaling agent begins. This is correspondingly a swirl in passage organ 1 through the baffles 3 granted.
  • the pressure of the loaded air flow also suitably ranges between 2 and 6 bar.
  • the gas supply is cut off, the displacement unit is withdrawn and the system is ready to descaled the next blow.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Aufbringen eines Entzunderungsmittels auf die Innenfläche einer glühenden Luppe bei der Herstellung von nahtlosen Rohren sowie auf ein Verfahren, in welchem die Einrichtung angewendet wird.
  • Es ist ein Verfahren zum Entzundern der Innenfläche glühender Luppen bei der Herstellung nahtloser Rohre und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt (EP-A-0 133 937). Bei diesem Verfahren und mit dieser Einrichtung wird der mit dem Stoff, nämlich einem Entzunderungsmittel, beladene Trägergasstrom mit dem Drall unmittelbar durch den Hohlkörper, nämlich die glühende Luppe, geleitet. Dabei wird durch den Drall eine gleichmässigere Verteilung des Stoffes im Trägergas und durch die infolge des Dralls auftretende Fliehkraft ein grösserer Teil des Stoffes auf die Innenfläche des Hohlkörpers gebracht, ohne der Schwerkraft zu folgen.
  • Der beladene Trägergasstrom mit dem Drall muss zuerst die im Hohlraum ruhende Luft durch den Hohlraum hindurch und aus diesem heraus drängen. Dabei wird ein Teil seines Dralls an diese Luft übertragen und geht für das Aufbringen des Stoffes auf die Innenfläche des Hohlkörpers verloren. Wenn der beladene Trägergasstrom durch den Hohlraum strömt, sind seine Geschwindigkeit und sein Drall in der Nähe der Innenfläche kleiner als in der Mitte des Hohlraumquerschnitts. Die Strömung wird laminar wegen der Reibung an der Innenfläche, besonders wenn diese rauh, z.B. im Falle einer Luppe, mit einer Zunderschicht überzogen ist. Insgesamt ist nur ein Teil des dem beladenen Trägergasstrom erteilten Dralls zum Aufbringen des Stoffes auf die Innenfläche wirksam.
  • Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, das Verfahren und vor allem die Einrichtung der genannten Art zu verbessern, um einen grösseren Teil des Stoffes, mit dem der Trägergasstrom, dem der Drall erteilt wurde, beladen ist, auf die Innenfläche des Hohlkörpers zu bringen. Dabei ist Drall im Sinne einer Schraubbewegung oder schraubenlinienförmigen Bewegung zu verstehen.
  • Die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass der beladene Trägergasstrom mit dem Drall beim Eindringen in den Hohlraum nicht auf ruhende Luft trifft, sondern auf den zusätzlichen, nicht beladenen Gasstrom, der in derselben Richtung und mit einem Drall desselben Drehsinnes wie der beladene Trägergasstrom bereits durch den Hohlraum fliesst. Dadurch wirkt der beladene Trägerstrom sofort mit seiner ganzen Geschwindigkeit und dem ganzen ihm erteilten Drall für das Aufbringen des Stoffes auf die Innenfläche, von einem Hohlraumende zum anderen. Wenn der zusätzliche Gasstrom während wenigstens eines Teiles der Dauer des beladenen Trägergasstromes fortgesetzt wird, kann während dieser Zeit der durch Reibung des beladenen Trägergasstromes an der Innenfläche verursachte Geschwindigkeits- und Drallverlust durch die Wirkung des zusätzlichen Gasstromes aufgehoben werden, so dass insgesamt ein Drall zur Wirkung kommt, der dem dem Trägergasstrom erteilten Drall je nach Geschwindigkeit und Drall des zusätzlichen Gasstromes gleich, aber auch grösser (oder auch kleiner) sein kann als jener. Indem der zusätzliche Gasstrom an einer oder in Teilströmen an mehreren gleichmässig verteilten Stellen des Umfangs des Hohlraums in diesen geleitet wird, kann erreicht werden, dass der zusätzliche Gasstrom nur nahe der Innenfläche des Hohlraumes wirkt. Insgesamt wird die Wirksamkeit des bekannten Verfahrens bzw. der bekannten Vorrichtung durch die Erfindung erheblich verbessert. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung gehen aus der weiter unten folgenden Beschreibung eines Ausführungsweges der Erfindung hervor.
  • Vorzugsweise wird als Trägergas sowie als zusätzliches Gas Luft eingesetzt. Das Entzunderungsmittel kann pulver- oder granulatförmig vorliegen.
  • Als Entzunderungsmittel können alle bekannten Zusammensetzungen eingesetzt werden, bevorzugt werden aber solche eingesetzt, wie sie u.a. in der europäischen Anmeldung 0 169 413 aufgeführt sind.
  • Die die Luppe verlassende, das Trägergas und das zusätzlich Gas sowie einen Rest des Stoffes enthaltende Gasströmung kann zur Unterstützung der Strömung in der Luppe mittels üblichen Vorrichtungen abgesaugt werden, wobei der Rest des Stoffes, wenn dieser aus feinen Partikeln besteht, in einem Abscheider zwecks weiterer Verwendung bzw. Rezirkulierung gesammelt werden kann.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einer nur einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine perspektivische Ansicht einer teils geschnittenen Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Aufbringen eines Entzunderungsmittels auf die Innenfläche einer Luppe, deren Hohlraum weitgehend zylindrisch ist.
  • Im Zusammenhang mit der Erfindung wesentlicher Teil ist ein Durchlassorgan 1 für einen mit dem Stoff beladenen Trägergasstrom. Dieses Durchlassorgan 1 kann als Zylinder oder als Durchlass mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt ausgebildet sein. Vorteilhaft wird die Zylinderform eingesetzt. Im Durchlassraum 2 des Durchlassorgans 1 sind Leitbleche 3 angeordnet, die einen Drallgeber für den beladenen Trägergasstrom bilden. Erfindungsgemäss ist ein Teil der Leitbleche 3 als Zufuhrvorrichtung 4, in der Zeichnung als Düsen 4, für ein zusätzliches, nicht mit dem Stoff beladenen Gas ausgebildet. Deren Ausströmrichtungen sind gleichwinklig zum Leitblech 3, bezogen auf die Achse 6. Damit wird erreicht, dass dem Gas ein Drall erteilt wird. Die Drehrichtung ist dabei unerheblich für die Wirkung der Aufbringung.
  • Zwischen dem Ende des Mundstücks 16 der Zuleitung 7 und dem Anfang des Verdrängerkörpers 18 ist ein am Umfang offener Zwischenraum 12 von z.B. 15 bis 35 mm, vorzugsweise 20 mm Länge, wodurch der bei Strahlapparaten (Strahlpumpen, Zerstäubern) bekannte Effekt erzielt wird, der zu einer besseren Verteilung des Stoffes im das Durchlassorgan verlassenden Trägergasstrom führt. Wenn der Zutritt von Luft zum beladenen Trägergasstrom unerwünscht ist, kann ein nach aussen geschlossener, den Zwischenraum umschliessender Ringraum mit Gaszufuhr vorgesehen werden. Längs des Durchlassorgans 1 verlaufen zu den Düsen 4 führende Leitungen 13, die über einen Anschluss 15 für die Zufuhr des zusätzlichen Gases vorgesehen sind.
  • Im Durchlassraum 2 ist ein in Strömungsrichtung konisch erweiterter Verdrängerkörper 18 angeordnet. Um eine vorteilhafte Wirkung zu erzielen, wird der Winkel des Konusses 18, gemessen zur Achse 6, zweckmässig zwischen 20 und 50° gewählt. Der Winkel beträgt vorzugsweise 40°.
  • Die Leitbleche 3 sind gerade oder leicht gewölbt, in einem Winkel, gemessen am Leitblechende, von 15 bis 25° zur Achse 6, vorzugsweise von 20° zur Achse 6, angeordnet.
  • Die Düsen 4 haben ebenfalls die Funktion von Leitblechen 3. D.h. ein Teil der Leitbleche 3 sind als Düsen 4 ausgebildet. Deren Winkel zur Achse entspricht folglich dem der Leitbleche 3. Zweckmässig werden in einem Durchlassorgan 1 drei bis sechs Leitbleche 3, vorzugsweise vier Leitbleche 3, angeordnet.
  • Zwei bis drei dieser Leitbleche 3, vorzugsweise zwei der Leitbleche 3, sind als Düsen 4 ausgebildet. Vorteilhaft werden die Düsen 4, vom Querschnitt des Durchlassorgans 1 her betrachtet, gegenüberliegend angeordnet.
  • Die erfindungsgemässe Einrichtung wird zweckmässig für Mengen von 100 bis 1.000 g an Entzunderungsmittel eingesetzt.
  • Zur Anpassung an Luppen verschiedener Durchmesser sind Durchlassorgane 1 sowie deren Bestandteile in der Grösse variierbar.
  • Mit der erfindungsgemässen Einrichtung wird vorteilhaft die Innenfläche glühender Luppen für die Herstellung nahtloser, 4 bis 12 Meter langer Rohre, mit einem Innendurchmesser von 10 bis 40 cm entzundert.
  • In der Regel wird so vorgegangen, dass die Einrichtung über eine Verschiebeeinheit mit Hilfe der Zentriereinrichtung 8, die in die Luppe greift, und einer Federvorrichtung 9 an die Luppe herangeführt wird.
    Dann wird nicht mit dem Entzunderungsmittel beladene Luft mit einem Druck von zweckmässig 2 bis 6 bar durch die Düsen 4 in die Luppen geblasen. Dabei entstehen zwei schraubenlinienförmige, axial gegeneinander versetzte Strömungen dieser Luft im Hohlraum. Gleichzeitig oder unmittelbar danach setzt der mit Entzunderungsmittel beladene Luftstrom ein. Diesem wird entsprechend in Durchlassorgan 1 durch die Leitbleche 3 ein Drall erteilt. Der Druck des beladenen Luftstroms bewegt sich zweckmässig ebenfalls zwischen 2 und 6 bar.
  • Nachdem die mit dem Entzunderungsmittel beladene Luftmenge durch die Luppe geströmt ist, wird die Gaszufuhr unterbrochen, die Verschiebeeinheit wird zurückgezogen und das System ist bereit, die nächste Luppe zu entzundern.

Claims (6)

  1. Einrichtung zum Aufbringen eines Entzunderungsmittels auf die Innenfläche einer glühenden Luppe bei der Herstellung von nahtlosen Rohren mit einem Durchlassorgan (1) für den mit dem Stoff beladenen Trägergasstrom, in dessen Durchlassraum (2) ein Drallgeber angeordnet ist, der auf den beladenen Trägergasstrom einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallgeber als winklig zur Achse (6) angeordnete gerade oder gewölbte Leitbleche (3) ausgeführt ist, wobei ein Teil der Leitbleche (3) als Vorrichtung zur Zufuhr eines zusätzlichen Gases zum Trägergas (4) ausgebildet ist.
  2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitbleche (3) in einem Winkel von 15 bis 25° zur Achse (6) angeordnet sind.
  3. Einrichtung nach Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Zufuhr eines zusätzlichen Gases als Düse (4) ausgebildet ist.
  4. Einrichtung nach Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Durchlassraum (2) des Durchlassorgans (1) ein in der Durchlassvorrichtung konisch erweiterter Verdrängerkörper (18) angeordnet ist.
  5. Einrichtung nach Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an das Durchlassorgan (1) eine Zentriervorrichtung (8) angebracht ist, um als in die Luppe greifendes Zentriermittel zum Zentrieren des Druchlassorgans (1) in bezug auf die Luppe zu dienen.
  6. Verfahren zum Aufbringen eines Entzunderungsmittels auf die Innenfläche einer glühenden Luppe, bei dem ein mit Stoff beladener Trägergasstrom nach einer Drallerteilung axial durch die Luppe geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbringen des Entzunderungsmittels eine Einrichtung gemäss Patentansprüchen 1 bis 5 verwendet wird.
EP88115722A 1987-09-29 1988-09-23 Einrichtung zum Aufbringen eines Entzunderungsmittels auf die Innenfläche einer Luppe Expired - Lifetime EP0309945B1 (de)

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EP0309945A3 EP0309945A3 (en) 1990-05-30
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AT (1) ATE76335T1 (de)
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CH (1) CH674164A5 (de)
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