EP1060059B1 - Verfahren zum wassertrennschneiden von stahlbrammen - Google Patents

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EP1060059B1
EP1060059B1 EP99915476A EP99915476A EP1060059B1 EP 1060059 B1 EP1060059 B1 EP 1060059B1 EP 99915476 A EP99915476 A EP 99915476A EP 99915476 A EP99915476 A EP 99915476A EP 1060059 B1 EP1060059 B1 EP 1060059B1
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EP
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water
jet
water jet
high pressure
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Egon Evertz
Rolf Seybold
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Egon Evertz KG GmbH and Co
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Egon Evertz KG GmbH and Co
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    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/08—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting
    • B26D7/10—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting by heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/04—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for treating only selected parts of a surface, e.g. for carving stone or glass
    • B24C1/045—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for treating only selected parts of a surface, e.g. for carving stone or glass for cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
    • B26F3/004—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet

Definitions

  • the invention relates to a method for separating Steel slabs under Use a high pressure water cutter.
  • JP 09108800 A in a thin metal sheet produced by continuous casting first or to introduce several longitudinally extending grooves, which the Reduce the metal sheet thickness accordingly at these points and then the metal sheet along these grooves a high pressure water jet, to which an abrasive powder is added is to cut through before the metal sheet strips then obtained be wrapped cold.
  • the slabs processed in the context of the present invention can have a thickness of 20 cm to 25 cm.
  • the liquid metal is poured into a water-cooled mold, from which the solidified part continues during casting in the form of blocks, bars, bars, billets, tubes or cylinders is led away.
  • the strand leaving the mold passes through a cooling zone in which the strand is sprayed with water, whereby a solidification also occurs inside the strand.
  • Driving rollers guide the strand to a separator that according to the invention is arranged relatively close to the outflow nozzle and is a water jet separator.
  • the temperature of the Continuous material in the separation area is around 700 ° C.
  • the water pressure used in cutting is at least 3 x 10 8 Pa (3000 bar), but is preferably above it, in particular it is up to 7 x 10 8 Pa (7000 bar).
  • the water jet has a jet diameter of 25 ⁇ m to 0.4 mm and a nozzle exit speed between 300 and 1200 m / s.
  • abrasive agent to the water or other liquid jet or chemicals are added which have a separating effect increase or increase.
  • the device used according to the invention essentially consists from an electric motor, which is a hydraulic pump operates, which in turn the liquid medium a high pressure booster supplies. Usually used as a liquid Water is expelled through a nozzle under high pressure has the smallest possible outlet opening in diameter.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennschneiden von Stahlbrammen unter Verwendung einer Hochdruck-Wasserschneidvorrichtung.
Wie bereits aus der DE 25 44 129 A1 hervorgeht, ist die Verwendung von Flüssigkeitsstrahlen als Mittel zum Schneiden oder Schleifen verschiedener Werkstoffe seit langem bekannt. Erste Veröffentlichungen zu diesem Thema beschäftigten sich mit dem Schneiden von Gesteinsformationen, Kohleschichten oder dergleichen. Neben dem Schneiden mit einem kontinuierlichen Strahl hat sich aufgrund der erreichbaren höheren Drücke das Schneiden bzw. Trennen mit einem gepulsten Strahl bewährt. Die Geschwindigkeit, mit der der Wasserstrahl die betreffende Düse verläßt, beträgt mindestens 300 m/s. Die Flüssigkeitsdrücke liegen zumeist in der Größenordnung von 3 x 108 Pa. Grundsätzlich ist auch das Schneidtrennen von Metallkörpern bis zu einer Dicke möglich und auch bereits praktiziert worden, die etwa im Bereich von 200 mm Dicke liegt. Zur Verstärkung der Schneidwirkung ist schließlich vorgeschlagen worden, der Flüssigkeit, meist einem Wasserstrahl, einen chemischen Zusatz oder Abrasivmittel, wie z.B. Granatsand (vgl. DE 44 22 769 A1), zuzusetzen. Nachteilig hierbei ist die relativ lange Dauer des Schneidvorganges, weshalb zum Trennschneiden von Brammen ein Schneidbrenner verwendet wird.
Zusätzlich ist es aus Patent Abstracts of Japan, Vol. 097, No. 008, 29. August 1997, JP 09108800 A bekannt, in ein dünnes durch Stranggießen hergestelltes Metallblech zunächst ein oder mehrere längsaxial verlaufende Nuten einzubringen, welche die Metallblechdicke an diesen Stellen entsprechend verringern und dann anschließend entlang dieser Nuten das Metallblech mittels eines Hochdruckwasserstrahles, dem ein abrasives Pulver beigegeben ist, durchzutrennen, bevor die dann erhaltenen Metallblechstreifen kalt gewickelt werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Trennschneidverfahren mittels eines Hochdruck-Flüssigkeitsstrahles anzugeben, mit dem die Trenngeschwindigkeit bei Stahlbrammen erhöht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst, daß erfindungsgemäß die Stahlbramme vor oder während des Schneidens auf Temperaturen ≥200°C erwärmt und bei dieser Temperatur geschnitten wird. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß bereits Erwärmungen auf Temperaturen von mehr als 200°C die Schnittgeschwindigkeit erheblich vergrößern. Vorzugsweise bieten sich Temperaturen oberhalb von 400 bis 600°C und darüber an.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung bearbeiteten Brammen können eine Dicke von 20 cm bis 25 cm haben. Beim Stranggießen wird das flüssige Metall in eine wassergekühlte Kokille gegossen, aus der der erstarrte Teil während des Gießens fortlaufend in Block-, Barren-, Stangen-, Knüppel-, Rohr- oder Zylinderform weggeführt wird. Der die Kokille verlassende Strang durchläuft eine Kühlzone, in der der Strang mit Wasser besprüht wird, wodurch auch im Stranginneren eine Erstarrung eintritt. Treibrollen führen den Strang zu einer Trennvorrichtung, die erfindungsgemäß relativ nah an der Ausflußdüse angeordnet ist und eine Wasserstrahl-Trennvorrichtung ist. Die Temperatur des Stranggutes liegt im Trennbereich etwa bei 700°C.
Der beim Trennschneiden aufgewendete Wasserdruck beträgt mindestens 3 x 108 Pa (3000 bar), liegt vorzugsweise jedoch darüber, insbesondere beträgt er bis zu 7 x 108 Pa (7000 bar). Der Wasserstrahl besitzt einen Strahldurchmesser von 25 µm bis 0,4 mm und eine Düsen-Austrittsgeschwindigkeit zwischen 300 und 1200 m/s.
Wie beim Trennschneiden von Stranggußgut grundsätzlich bekannt, wird vorzugsweise die Hochdruck-Wasserschneidvorrichtung während des Trennschneidens mit der Strangprofilgeschwindigkeit mitgeführt, die gleichzeitig die Austrittsgeschwindigkeit des Stranges aus der Gießkokille ist.
In einem konkreten Anwendungsbeispiel sind 20 cm dicke Brammen-Profile mit einem Wasserstrahl in gewünschte Längen geschnitten worden. Der aufgewendete Wasserdruck lag bei 4 x 108 Pa, die Wasserstrahlaustrittsgeschwindigkeit bei etwa 1000 m/s.
Selbstverständlich können im Rahmen der vorliegenden Erfindung dem Wasser- oder sonstigen Flüssigkeitsstrahl auch Abrasivmittel oder Chemikalien beigegeben werden, welche die Trennwirkung erhöhen bzw. verstärken.
Die erfindungsgemäß verwendete Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem elektrischen Motor, welcher eine Hydraulikpumpe betreibt, die ihrerseits das Flüssigkeitsmedium einem Hochdruckverstärker zuführt. Das meist als Flüssigkeit verwendete Wasser wird unter hohem Druck durch eine Düse ausgetrieben, die eine im Durchmesser möglichst kleine Austrittsöffnung besitzt.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Trennschneiden von Stahlbrammen unter Verwendung einer Hochdruck-Wasserschneidvorrichtung,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Körper vor oder während des Schneidens auf Temperaturen ≥200°C erwärmt und bei dieser Temperatur geschnitten wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur ≥600°C beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlbramme unmittelbar nach dem Stranggießen mittels eines Wasserstrahles getrennt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Wassertrennschneiden aufgewendete Wasserdruck mindestens 3 x 108 Pa, vorzugsweise bis zu 7 x 108 Pa beträgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstrahl einen Strahldurchmesser von 25 µm bis 0,4 mm aufweist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahl-Austrittsgeschwindigkeit zwischen 300 und 1200 m/s liegt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck-Wasserschneidvorrichtung während des Trennschneidens mit der Strangprofilgeschwindigkeit mitgeführt wird, die gleichzeitig die Austrittsgeschwindigkeit des Stranges aus einer Gießkokille ist.
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