EP0513632A1

EP0513632A1 - Vorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeit von der Oberfläche eines bewegten Bandes

Info

Publication number: EP0513632A1
Application number: EP92107560A
Authority: EP
Inventors: Carl Prof. Dr. Ing. Kramer; Bernd Konrath; Bernd Dr. Ing. Berger; Peter Reinthal
Original assignee: Sundwiger Eisenhuette Maschinenfabrik & Co GmbH
Current assignee: Sundwiger Eisenhuette Maschinenfabrik & Co GmbH
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1992-05-05
Publication date: 1992-11-19
Anticipated expiration: 2012-05-05
Also published as: EP0513632B1; DE4215602A1; US5313685A; JPH05200374A; JP3431181B2; ES2077284T3; DE59202907D1; DE4215602C2

Abstract

Eine Vorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeit von der Oberfläche eines bewegten Bandes (B), insbesondere eines Walzbandes an einem Walzgerüst, mittels auf das bewegte Band (B) aufgeblasenen Gases, insbesondere Luft, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß quer zur Bandlaufrichtung (L) eine Schlitzstrahldüse (3) angeordnet ist, die mit einer Neigung (β) von 45<o> bis 90<o> ihrer Strahlrichtung gegen die Bandlaufrichtung (L) auf die Bandoberfläche gerichtet ist, daß das Verhältnis aus Düsenabstand (h) der Schlitzstrahldüse (3) von dem bewegten Band (B) zur Breite (s) des Schlitzes im Bereich h/s = 2 bis h/s = 10 liegt, so daß die Austrittsgeschwindigkeit des mit der Schlitzstrahldüse (3) auf das Band (B) aufgeblasenen Gasstrahls im Bereich von 0,3 < Mach < 2 liegt, und daß in einem Abstand von 5 bis 25 Düsenabständen (h) in Laufrichtung (L) des Bandes (B) vor der Auftrefflinie des aus der Schlitzstrahldüse (3) austretenden Gasstrahles über dem Band (B) ein Absaugspalt (4) angeordnet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeit von der Oberfläche eines bewegten Bandes, insbesondere eines Walzbandes an einem Walzgerüst, mittels auf das bewegte Band aufgeblasenen Gases, insbesondere Luft.
Derartige Vorrichtungen sind erforderlich, um insbesondere von schnellaufenden metallischen Walzbändern Öl- und Emulsionsreste zu entfernen, welche beim Walzvorgang als Schmiermittel auf das Band aufgebracht wurden. Erfolgt diese Entfernung nicht im ausreichenden Maße, so wirken die beim Aufhaspeln des Bandes zu einem Bandbund zwischen den einzelnen Windungen verbleibenden Flüssigkeitsreste wie ein Schmierfilm, und das Band kann zum Teleskopieren neigen, sich also beim Aufhaspeln in Haspelachsrichtung verschieben. Außerdem sind für die Weiterverarbeitung der Bänder üblicherweise sehr niedrige Schmiermittelrückstandsmengen, bezogen auf die Oberfläche des Walzbandes, vorgeschrieben.
Schon seit längerem wird versucht, die Schmiermittelrückstände vom Band durch Abblasen zu entfernen. Die dabei erzielte Wirkung ist jedoch nicht ausreichend.
Wegen dieser Schwierigkeiten bei bekannten Abblasesystemen werden an modernen Walzgerüsten fast ausschließlich mechanisch abstreifende Systeme verwendet. Diese mechanisch abstreifenden Systeme bestehen aus zwei hintereinandergesshalteten Gummilippen, die auf die Bandoberfläche aufgedrückt werden. Zwischen diesen Gummilippen erfolgt eine Absaugung des mit den Lippen vom Band abgeschälten Schmiermittels. Der Nachteil dieser Einrichtungen ist, daß die Gummilippen empfindliche Bandoberflächen beschädigen, insbesondere wenn sich Schmutzpartikel an den Gummilippen festgesetzt haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die beschriebenen Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß quer zur Bandlaufrichtung eine Schlitzstrahldüse angeordnet ist, die mit einer Neigung von 45^o bis 90^o ihrer Strahlrichtung gegen die Bandlaufrichtung auf die Bandoberfläche gerichtet ist, daß das Verhältnis aus Düsenabstand der Schlitzstrahldüse von dem bewegten Band zur Breite des Schlitzes im Bereich h/s = 2 bis h/s = 10 liegt, so daß die Austrittsgeschwindigkeit des mit der Schlitzstrahldüse auf das Band aufgeblasenen Gasstrahls im Bereich von 0,3 < Mach < 2 liegt, und daß in einem Abstand von 5 bis 25 Düsenabständen in Laufrichtung des Bandes vor der Auftrefflinie des aus der Schlitzstrahldüse austretenden Gasstrahles über dem Band ein Absaugspalt angeordnet ist.
Bei dieser Lösung wird mit einem strömungstechnisch optimal ausgelegten Casstrahl die zu einer ausreichenden Entfernung des Flüssigkeitsfilms von der Bandoberfläche notwendige Wandschubspannung am Band erzeugt und dieser vom Gasstrahl aufgeschobene Flüssigkeitsfilm mit einem in Bandlaufrichtung betrachtet vor dem Schlitzstrahl angeordneten Absaugspalt gleichmäßig über die Bandbreite abgesaugt. Dabei ist die Absaugekapazität des Gasstrahls derart auf den mit der Schlitzdüse ausgeblasenen Gasstrom abgestimmt, daß mindestens dieser Volumenstrom, welcher auch das abgeschälte Schmiermittel enthält, vom Saugspalt erfaßt und abgeführt wird. Auf diese Weise wird vermieden, daß abgeblasenes Schmiermittel sich an der Walzgerüstkonstruktion sammelt oder auf dem Band vor der Abblaseeinrichtung aufgestaut wird und wieder auf das bereits abgeblasene Band gelangen kann.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der wesentliche Grund für die unbefriedigende Entfernung der Schmiermittelrückstände vom Band durch Abblasen beim Stand der Technik darin begründet ist, daß die mit den Düsen am Band erzielte Auftreffgeschwindigkeit und damit die an der Bandoberfläche einwirkende Wandschubspannung infolge Strömungsbewegung zu gering ist. Dabei ist bei den üblichen Blasdüsen das Verhältnis von Düsenabstand zu Düsenschlitzbreite wesentlich größer als die Kernstrahllänge, bzw. bei überexpandierenden kompressiblen Strahlen größer als die Strahllänge, in welcher Hochgeschwindigkeitszonen, sogenannte Überschalltönnchen, entstehen.
Gemäß der Erfindung liegt dagegen das Verhältnis aus Abstand h der Düse von dem bewegten Band zur Breite s des Gasstrahls im Bereich von 2 bis 10. Auf diese Weise ist sichergestellt ist, daß mit dem Gasstrahl tatsächlich die für eine bestimmte Zuströmsituation zur Düse höchstmögliche Auftreffgeschwindigkeit erreicht wird. So läßt sich mit der Erfindung auch unter wirtschaftlichen Aspekten ein befriedigendes Ergebnis erreichen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Anordnung der Schlitzstrahldüse ist es möglich, die zur Entfernung von Walzöl von einem Metallband beim üblichen Betrieb der Abblasedüse mit Luft erforderlichen Geschwindigkeiten von 300 m/s oder mehr zu erreichen. Dies kann bei der Erfindung bereits mit vergleichsweise niedrigen Drücken von etwa nur maximal 2 bar das gewünschte Ergebnis erreicht werden, während bei bekannten Düsen ein Luftdruck von 4 - 6 bar zum Reinigen des Metallbandes noch nicht ausreichend ist.
Die Erfindung läßt sich mit oder ohne in Bandlaufrichtung vorgeordneten Abquetschwalzen verwirklichen. Falls keine Abquetschwalzen vorhanden sind oder die Vorrichtung zur Entfernung von Walzöl oder Walzemulsion in einem größeren Abstand von den Abquetschwalzen angeordnet werden muß, werden vorzugsweise zwei Schlitzdüsen jeweils gegeneinander geneigt über und gegebenenfalls unter dem Band angeordnet. Der Absaugeschlitz befindet sich dann zwischen den beiden Schlitzdüsen. In diesem Fall ist die Absaugung derart zu bemessen, daß die von beiden Schlitzdüsen auf das Band aufgeblasenen Gasströme einschließlich der Flüssigkeit von der Absaugung erfaßt werden.
Die erforderliche Auftreffgeschwindigkeit des aus der Düse strömenden Gases und damit der erforderliche Versorgungsdruck der Schlitzdüsen richtet sich nach den Eigenschaften der vom Band zu entfernenden Flüssigkeiten. Bei einem relativ warmen Band und Walzemulsion genügen relativ niedrige Auftreffgeschwindigkeiten im Bereich von etwa Mach 0,3 entsprechend ca. 100 m/s. Bei höher viskosen Walzölen sind für mittlere bis hohe Walzgeschwindigkeiten erfahrungsgemäß Ankunftsgeschwindigkeiten an der Bandoberfläche um Mach 1 entsprechend ca. 300 m/s erforderlich. Noch höhere Ankunftsgeschwindigkeiten können erreicht werden, wenn der Düsenspalt nach Art einer Lavall-Düse mit einem engsten Querschnitt und einem anschließenden nach gasdynamischen Gesichtspunkten geformten Erweiterungsteil ausgebildet ist, der eine Beschleunigung der Strömung auf Geschwindigkeiten höher als die Schallgeschwindigkeit erlaubt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel schematisch darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1: einen Schnitt einer Vorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeit von der Oberfläche eines bewegten Bandes,
und
Figur 2: einen vergrößerten Ausschnitt A der Vorrichtung nach Figur 1 in einer abgewandelten Form.

Gemäß Figur 1 befindet sich oberhalb und unterhalb des Bandes B je eine Abquetschrolle 1,2. Damit keine Walzwirkung entsteht, sind die Achsen 1a,2a dieser Abquetschrollen 1,2 in Bandlaufrichtung geringfügig gegeneinander versetzt. In Bandlaufrichtung betrachtet hinter der Abquetschrolle 1 befindet sich eine Schlitzstrahldüse 3, welche einen Casstrahl unter einem Winkel β zwischen 45^o und 90^o gegen die Laufrichtung L des Bandes B geneigt auf die Bandoberfläche richtet. Die Schlitzstrahldüse 3 ist in einem Abstand h zur Oberfläche des Bandes B angeordnet. Der aus ihr austretende Gasstrahl hat bei einer nicht erweiterten Düsenöffnung im Bereich der Düsenaustrittsöffnung die gleiche Breite s wie der Schlitz der Düse 3 selbst.
Ein Saugspalt 4 ist im dargestellten Fall auf der einen Seite durch den entsprechend geformten Düsenkörper 5 und auf der anderen Seite durch die Abquetschrolle 1 gebildet.
Die Unterseite 5a des Düsenkörpers 5 weist im Bereich zwischen dem Düsenspalt 3a und dem Saugspalt 4 eine Stufe 5b auf, welche dafür sorgt, daß der Düsenkörper 5 das Geschwindigkeitsfeld des Gasstrahls nicht beeinflußt. Auf diese Weise wirkt sich die volle Auftreffgeschwindigkeit des Gasstrahles bei der an der Bandoberfläche entstehenden Wandschubspannung aus. Die Schlitzdüse 3 wird von einem über die gesamte Bandbreite reichenden Versorgungskanal 5c versorgt.
Der Saugspalt 4 ist durch einen entsprechend schmalen Rechteckkanal über der gesamten Breite des Bandes B mit einem Absaugdrallrohr 6 verbunden. Von dem Absaugdrallrohr 6 wird der abzusaugende Volumenstrom zweckmäßigerweise zu beiden Seiten, also in der Darstellung sowohl nach vorne als auch nach hinten abgeführt. Bei kleineren Arbeitsbreiten kann auch die einseitige Ableitung des Saugstromes ausreichen. Die eingezeichneten Strömungspfeile verdeutlichen die Wirkung des Absaugdrallrohres 6.
Der Saugspalt 4 ist - abweichend von den aus Darstellungsgründen anderen Größenverhältnissen der schematischen Zeichnung - wesentlich größer bemessen als der Düsenspalt 3a, da zum einen die Absaugegeschwindigkeit wesentlich kleiner ist als die Ausblasegeschwindigkeit aus dem Düsenspalt 3a und zum anderen der abzusaugende Volumenstrom um den Anteil größer sein muß, der zusätzlich zu dem aus dem Düsenspalt austretenden Volumenstrom, z.B. an den Kanten des Bandes B angesaugt wird.
Bei einem Band B, das auf beiden Seiten getrocknet werden muß, was an Walzgerüsten üblicherweise der Fall ist, ist vor der unteren Abquetschrolle 2 eine gleichartige Einrichtung angeordnet, die in der Darstellung der Figur zur Vereinfachung weggelassen wurde.
Die Schlitzdüse 3 kann verschiedene Formen haben. Bei dem in Figur 2 vergrößert gezeigten Ausführungsbeispiel weist sie ein Erweiterungsteil 3b im Düsenspalt 3a, ähnlich einer Lavall-Düse, auf. Bei dieser Düse ist die Breite des Schlitzstrahls gleich der Breite s an der engsten Stelle der Schlitzdüse 3. Durch das Erweiterungsteil 3b wird erreicht, daß die Strömung über die Schallgeschwindigkeit hinaus beschleunigt wird und mit einer noch höheren Ankunftsgeschwindigkeit auf das Band B auftrifft. Auf diese Weise läßt sich mit verhältnismäßig einfachen Mitteln, nämlich nur durch eine entsprechende Gestaltung des Düsenspaltes 3a, die Abstreifwirkung des aus der Düse 3 austretenden Gasstrahls noch weiter steigern, ohne daß dazu der Düsendruck in unwirtschaftlicher Weise erhöht werden muß.

Claims

Vorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeit von der Oberfläche eines bewegten Bandes (B), insbesondere eines Walzbandes an einem Walzgerüst, mittels auf das bewegte Band (B) aufgeblasenen Gases, insbesondere Luft,
dadurch gekennzeichnet,
- daß quer zur Bandlaufrichtung (L) eine Schlitzstrahldüse (3) angeordnet ist, die mit einer Neigung (β) von 45^o bis 90^o ihrer Strahlrichtung gegen die Bandlaufrichtung (L) auf die Bandoberfläche gerichtet ist,

- daß das Verhältnis aus Düsenabstand (h) der Schlitzstrahldüse (3) von dem bewegten Band (B) zur Breite (s) des Schlitzes im Bereich h/s = 2 bis h/s = 10 liegt, so daß die Austrittsgeschwindigkeit des mit der Schlitzstrahldüse (3) auf das Band (B) aufgeblasenen Gasstrahls im Bereich von 0,3 < Mach < 2 liegt, und

- daß in einem Abstand von 5 bis 25 Düsenabständen (h) in Laufrichtung (L) des Bandes (B) vor der Auftrefflinie des aus der Schlitzstrahldüse (3) austretenden Gasstrahles über dem Band (B) ein Absaugspalt (4) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Absaugspalt (4) zum Absaugen des aufgeblasenen Gasstrahls mit einem Drallrohr (6) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Seitenwand des Absaugspaltes (4) von einer Abquetschrolle (1) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite des Bandes (B) Mittel zum Entfernen von Flüssigkeit angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegeneinander geneigte Schlitzdüsen (3) hintereinander angeordnet sind und der Absaugspalt (4) sich zwischen den beiden Schlitzdüsen (3) befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzdüse (3) nach Art einer Lavall-Düse mit einem engstem Querschnitt und anschließendem Erweiterungsteil (3b) ausgebildet ist.