EP3215283A1 - Vorrichtung zum abführen von abluft aus der umgebung eines metallbandes - Google Patents

Vorrichtung zum abführen von abluft aus der umgebung eines metallbandes

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EP3215283A1
EP3215283A1 EP15777705.3A EP15777705A EP3215283A1 EP 3215283 A1 EP3215283 A1 EP 3215283A1 EP 15777705 A EP15777705 A EP 15777705A EP 3215283 A1 EP3215283 A1 EP 3215283A1
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EP
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metal strip
air
exhaust air
suction device
conveying path
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    • B21B45/0275—Cleaning devices

Definitions

  • the invention relates to a device for removing exhaust air from the environment of a metal strip. Moreover, the device relates to a rolling train with at least two rolling mills for rolling the metal strip with the device according to the invention.
  • a container with a liquid for dip coating a workpiece Above the container, a fan is arranged on one side for generating an air flow for conveying exhaust air in the form of air-foreign substances, which rise from the bath, in a blowing direction.
  • the blowing direction is directed across the bath to the other side of the industrial bath container, where a suction device is arranged to suck and discharge the air flow generated by the blower with the exhaust air.
  • the blowing direction is aligned transversely to a conveying direction of a workpiece to be coated, when it is immersed in the container or is conveyed out of this after its coating.
  • German patent DE 199 16 233 C1 discloses a device for discharging exhaust air from the environment of a rolling stand for rolling, in particular for cold rolling of metal strip.
  • the mill stand is completely enclosed with an air inlet and an air outlet opening.
  • a fan is provided for generating an air flow in one direction with a component transverse to the conveying direction of the metal strip. Another component of the direction of movement of the air flow may be directed perpendicular to the plane of the metal strip, so that the air flow as a whole extends obliquely to the metal strip.
  • a suction device is provided, which faces the fan in the direction of the air flow, for sucking and discharging the blower generated air flow together with exhaust air in the vicinity of the metal strip, which is entrained by the air flow.
  • the invention has the object of developing a known device for the removal of exhaust air from the environment of a metal strip to the effect that the amount of exhaust air and thus the energy consumption in the operation of such a device, in particular between two rolling stands in a rolling mill, is reduced.
  • This object is solved by the subject matter of claim 1.
  • the blower is designed as at least one air quantity booster; a sensor device is provided for measuring at which speed the metal belt moves; and a control device is provided for adjusting the delivery rate of the air quantity booster and the suction device as a function of the measured speed of the metal strip.
  • the air flow amplifier generates a directed air flow transversely to the conveying direction of the metal strip.
  • a power supply here serves a small volume of compressed compressed air, which is converted in the air quantity booster together with the ambient air into a high volume, but low pressure air flow.
  • the outflow volume is infinitely variable by regulation of the inlet pressure.
  • a suction device is provided, the exhaust air flange for extracting the exhaust air from the rolling stand is opposite the air flow amplifiers. The functionality is given especially in semi-open and open systems. A complete enclosure of the rolling stand is not required.
  • the air quantity booster and the suction device both of which have a high consumption of electrical energy, are to be activated only when metal strip is in fact at a speed between them Air quantity amplifiers and the suction device is conveyed, which is greater than a predetermined speed threshold. Only then the air quantity booster and the suction device are activated to ensure removal of the exhaust air and the clearest possible view of the metal strip. On the other hand, during periods of inactivity, when no metal strip is passed between the air flow amplifiers and the exhaust or when the speed of the metal strip is below the threshold, the air flow amplifiers and the exhaust are shut off to reduce the cost of their energy consumption.
  • the claimed device reduces the amount of exhaust air.
  • the exhaust device downstream of an exhaust air treatment plant for cleaning the exhaust sucked by the exhaust, d. H. for filtering out air-free substances from the exhaust air In the process chain downstream further exhaust treatment plants can then be dimensioned correspondingly smaller and cheaper.
  • existing rolling mills can be easily and inexpensively retrofitted with the claimed invention.
  • existing systems with divided filter units (50% / 50% volume flow distribution) can be operated continuously after conversion by possible switching and the maintenance layers no longer stop.
  • FIG. 1 shows the device according to the invention and the invention
  • Figure 2 shows the device according to the invention in a cross section transverse to the transport direction
  • Figure 3 shows the device according to the invention in a cross section along the
  • FIG. 1 shows the device 100 according to the invention for removing exhaust air from the surroundings of a metal strip 200, installed between a first rolling stand 310 and a second rolling stand 320 of a rolling mill for rolling, preferably for cold rolling of the metal strip 200.
  • the device comprises according to the example according to FIG a plurality of air quantity amplifiers 1 10, which are arranged opposite to the suction device.
  • the fans each generate an air flow, shown in the figures 1 and 2 by the dashed lines, in a blowing direction BR transverse to the transport direction WR of the metal strip 200.
  • the generated air stream breaks possibly located in the vicinity of the metal strip exhaust air in the direction of blowing direction BR.
  • Seen in the direction of blowing BR is located on the air flow amplifiers 1 10 opposite side of the conveyor line for the metal strip, a suction device 120 for sucking and discharging the air flow generated by the air flow amplifiers with the exhaust air.
  • the suction device 120 is preferably downstream of an exhaust air treatment system 150 for cleaning the exhaust air sucked by the suction device.
  • the device according to FIG. 1 furthermore has a sensor device 130 on the input side of the first roll stand 310 for detecting whether and at what speed the metal strip 200 is being driven.
  • a control device 140 activates in response to the measurement signal of the sensor device 130 Air quantity amplifier 1 10 and the suction device 120 when the signal of the sensor device 130, the presence and a preset or measured speed of the metal strip 200 signals. Otherwise, that is, if no metal band 200 is detected or is present or falls below a predetermined speed threshold, the air quantity booster 1 10 and the suction 120 are disabled.
  • the air particles of the exhaust air can then with substantially less (air) flow rate and therefore with much less energy, be sucked, as if it would have to be sucked over a further distance, initially to the intake of the suction device. Decisive for this is the fact that with the same energy use air particles can be blown much further than sucked.
  • Figure 2 shows a cross section through the device 100 with a section transverse to the transport direction WR of the metal strip.
  • FIG. 3 shows a cross section through the rolling train 300 and the device 100 with a section in the longitudinal direction of the metal strip or with a section in the transport direction WR of the metal strip.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abführen von Abluft aus der Umgebung eines Metallbandes. Bekannte Vorrichtungen dieser Art umfassen mindestens ein Gebläse, welches an einer Seite einer Förderstrecke des Metallbandes angeordnet ist zum Erzeugen eines Luftstromes zum Fördern der Abluft in eine Blasrichtung (BR) quer zu der Förderstrecke. Im Gegensatz dazu weist die Vorrichtung (100) Luftmengenverstärker (110) auf mit einer in der Blasrichtung auf der anderen Seite der Förderstrecke gegenüberliegenden Absaugeinrichtung zum Absaugen und Abführen des von den Luftmengenverstärkern erzeugten Luftstromes mit der Abluft. Um die Kosten für den Betrieb der Vorrichtung zu senken, ist erfindungsgemäß eine Sensoreinrichtung (130) vorgesehen zum Erkennen, ob das Metallband (200) vorhanden ist oder nicht und mit welcher Geschwindigkeit es gefahren wird. Es ist weiterhin eine Steuereinrichtung (140) vorgesehen zum Einstellen der Förderleistung der Luftmengenverstärker (110) und der Absaugeinrichtung (120) in Abhängigkeit der gemessenen Geschwindigkeit.

Description

Vorrichtung zum Abführen von Abluft aus der Umgebung eines Metallbandes
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abführen von Abluft aus der Umgebung eines Metallbandes. Darüber hinaus betrifft die Vorrichtung eine Walzstraße mit mindestens zwei Walzgerüsten zum Walzen des Metallbandes mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Vorrichtungen der genannten Art sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, so z. B. aus der Richtlinie VDI 2262 Blatt 4/Part 4, Seite 58, Bild 37 und zugehörige Beschreibung. Offenbart ist dort ein Behälter mit einer Flüssigkeit zum Tauchbeschichten eines Werkstücks. Oberhalb des Behälters ist an einer Seite ein Gebläse angeordnet zum Erzeugen eines Luftstroms zum Fördern von Abluft in Form von luftfremden Stoffen, die aus dem Bad emporsteigen, in eine Blasrichtung. Die Blasrichtung zielt über das Bad hinweg auf die andere Seite des Industriebadbehälters, wo eine Absaugeinrichtung angeordnet ist zum Absaugen und Abführen des von dem Gebläse erzeugten Luftstroms mit der Abluft. Die Blasrichtung ist quer zu einer Förderrichtung eines zu beschichtenden Werkstücks ausgerichtet, wenn dieses in den Behälter eintaucht oder nach seiner Beschichtung aus diesem herausgefördert wird.
In der deutschen Patentschrift DE 199 16 233 C1 ist eine Vorrichtung offenbart zum Abführen von Abluft aus der Umgebung eines Walzgerüstes zum Walzen, insbesondere zum Kaltwalzen von Metallband. Das Walzgerüst ist vollständig eingehaust mit einer Lufteintritts- und einer Luftaustrittsöffnung. Es ist ein Gebläse vorgesehen zum Erzeugen einer Luftströmung in einer Richtung mit einer Komponente quer zur Förderrichtung des Metallbandes. Eine andere Komponente der Bewegungsrichtung der Luftströmung kann senkrecht zur Ebene des Metallbandes gerichtet sein, so dass die Luftströmung insgesamt schräg zum Metallband verläuft. Weiterhin ist eine Absaugeinrichtung vorgesehen, welche dem Gebläse in Richtung der Luftströmung gegenüberliegt, zum Absaugen und Abführen des von dem Gebläse erzeugten Luftstroms zusammen mit Abluft in der Umgebung des Metallbandes, welche von dem Luftstrom mitgerissen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Vorrichtung zum Abfahren von Abluft aus der Umgebung eines Metallbandes dahingehend weiterzubilden, dass die Abluftmenge und damit der Energieverbrauch beim Betrieb einer solchen Vorrichtung, insbesondere zwischen zwei Walzgerüsten in einer Walzstraße, reduziert wird. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse als mindestens ein Luftmengenverstärker ausgebildet ist; eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist zum Messen mit welcher Geschwindigkeit sich das Metallband bewegt; und eine Steuereinrichtung vorgesehen ist zum Einstellen der Förderleistung des Luftmengenverstärkers und der Absaugeinrichtung in Abhängigkeit der gemessenen Geschwindigkeit des Metallbandes.
Der Luftmengenverstärker erzeugt eine gerichtete Luftströmung quer zur Förderrichtung des Metallbandes. Als Energiezufuhr dient hierbei ein kleines Volumen komprimierter Druckluft, welches im Luftmengenverstärker zusammen mit der Umgebungsluft in einen Luftstrom mit hohem Volumen, aber niedrigem Druck umgewandelt wird. Das Abströmvolumen ist stufenlos regelbar durch Regelung des Eingangsdruckes. Eine Absaugeinrichtung ist vorgesehen, deren Abluftflansch zur Absaugung der Abluft aus dem Walzgerüst den Luftmengenverstärkern gegenüber liegt. Die Funktionstüchtigkeit ist insbesondere bei halboffenen und offenen Systemen gegeben. Eine vollständige Einhausung des Walzgerüstes ist nicht erforderlich. Gemäß der Erfindung sollen der Luftmengenverstärker und die Absaugeinrichtung, welche beide einen hohen Verbrauch an elektrischer Energie haben, nur dann aktiviert werden, wenn tatsächlich Metallband mit einer Geschwindigkeit zwischen den Luftmengenverstärkern und der Absaugeinrichtung hindurchgefördert wird, welche größer als ein vorgegebener Geschwindigkeits-Schwellenwert ist. Nur dann werden die Luftmengenverstärker und die Absaugeinrichtung aktiviert, um eine Entfernung der Abluft und eine möglichst freie Sicht auf das Metallband zu gewährleisten. In Pausenzeiten dagegen, wenn kein Metallband zwischen den Luftmengenverstärkern und der Absaugeinrichtung hindurchgeführt wird oder wenn die Geschwindigkeit des Metallbandes den Schwellenwert unterschreitet, werden die Luftmengenverstärker und die Absaugeinrichtung abgeschaltet bzw. gedrosselt, um die Kosten für deren Energieverbrauch zu reduzieren. Durch die beanspruchte Vorrichtung wird die Menge an Abluft reduziert.
Vorteilhafterweise ist der Absaugeinrichtung eine Abluftbehandlungsanlage nachgeschaltet zum Reinigen der von der Absaugeinrichtung angesaugten Abluft, d. h. zum Herausfiltern von luftfremden Stoffen aus der Abluft. In der Prozesskette nachgeschaltete weitere Abluftbehandlungsanlagen können dann entsprechend kleiner und kostengünstiger dimensioniert werden.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch eine Walzstraße nach Anspruch 3 gelöst. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den oben mit Bezug auf die beanspruchte Vorrichtung genannten Vorteilen.
Vorteilhafterweise können bestehende Walzstraßen mit der beanspruchten Erfindung einfach und kostengünstig nachgerüstet werden. Durch Reduzierung der Abluftmenge können bestehenden Anlagen mit geteilten Filtereinheiten (50 % / 50 % Volumenstromaufteilung) nach Umrüstung durch mögliches Umschalten kontinuierlich betrieben werden und die Wartungsschichten führen nicht mehr zum Stillstand.
Der Erfindung sind drei Figuren beigefügt, wobei Figur 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung und die erfindungsgemäße
Walzstraße in einer Draufsicht; Figur 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Querschnitt quer zur Transportrichtung; und
Figur 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Querschnitt längs der
Transportrichtung zeigt.
Die Erfindung wird nachfolgend in Form von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die genannten Figuren detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zum Abführen von Abluft aus der Umgebung eines Metallbandes 200, eingebaut zwischen ein erstes Walzgerüst 310 und ein zweites Walzgerüst 320 einer Walzstraße zum Walzen, vorzugsweise zum Kaltwalzen des Metallbandes 200. Die Vorrichtung umfasst gemäß dem Beispiel nach Figur 1 eine Mehrzahl von Luftmengenverstärkern 1 10, welche gegenüber der Absaugeinrichtung angeordnet sind. Die Gebläse erzeugen jeweils einen Luftstrom, in den Figuren 1 und 2 durch die gestrichelten Linien dargestellt, in einer Blasrichtung BR quer zur Transportrichtung WR des Metallbandes 200. Der erzeugte Luftstrom reisst eventuell in der Umgebung des Metallbandes befindliche Abluft mit in Richtung der Blasrichtung BR. In der Blasrichtung BR gesehen befindet sich auf der den Luftmengenverstärkern 1 10 gegenüberliegenden Seite der Förderstrecke für das Metallband eine Absaugeinrichtung 120 zum Absaugen und Abführen des von den Luftmengenverstärkern erzeugten Luftstromes mit der Abluft. Der Absaugeinrichtung 120 ist vorzugsweise eine Abluftbehandlungsanlage 150 nachgeschaltet zum Reinigen der von der Absaugeinrichtung angesaugten Abluft.
Die Vorrichtung gemäß Figur 1 weist weiterhin eine Sensoreinrichtung 130 an der Eingangsseite des ersten Walzgerüstes 310 auf zum Erkennen, ob und in welcher Geschwindigkeit das Metallband 200 gefahren wird. Eine Steuereinrichtung 140 aktiviert im Ansprechen auf das Messsignal der Sensoreinrichtung 130 die Luftmengenverstärker 1 10 und die Absaugeinrichtung 120, wenn das Signal der Sensoreinrichtung 130 das Vorhandensein und eine voreingestellte oder gemessene Geschwindigkeit des Metallbandes 200 signalisiert. Andernfalls, d. h. wenn kein Metallband 200 erkannt wird bzw. vorhanden ist oder ein vorgegebener Geschwindigkeitsschwellenwert unterschritten wird, werden die Luftmengenverstärker 1 10 und die Absaugeinrichtung 120 deaktiviert.
Bei der vorliegenden Erfindung werden die Luftteilchen der Abluft durch den von den Luftmengenverstärkern erzeugten Luftstrom, d. h. mit gerichteter Strömung über eine relativ große Distanz, d. h. an die Öffnung der Absaugeinrichtung 120 transportiert. Die Luftteilchen der Abluft können dann mit wesentlich weniger (Luft- )Volumenstrom und deshalb mit wesentlich weniger Energieaufwand, abgesaugt werden, als wenn er über eine weitere Entfernung zunächst bis an die Ansaugöffnung der Absaugeinrichtung angesaugt werden müsste. Maßgeblich dafür ist der Umstand, dass mit dem gleichen Energieeinsatz Luftteilchen wesentlich weiter geblasen als angesaugt werden können.
Vorteilhafterweise können bestehende Walzstraßen mit der beanspruchten Erfindung einfach und kostengünstig nachgerüstet werden.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung 100 mit einem Schnitt quer zur Transportrichtung WR des Metallbandes.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch die Walzstraße 300 und die Vorrichtung 100 mit einem Schnitt in Längsrichtung des Metallbandes bzw. mit einem Schnitt in Transportrichtung WR des Metallbandes.
100 Vorrichtung
1 10 Luftmengenverstärker
120 Absaugeinrichtung 130 Sensoreinrichtung
140 Steuereinrichtung
150 Abluftbehandlungsanlage
200 Metallband
300 Walzstraße
310 Walzgerüst
320 Walzgerüst
Blasrichtung Walzrichtung

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung (100) zum Abführen von Abluft aus der Umgebung eines
Metallbandes (200), aufweisend:
mindestens ein Gebläse (110), welches an einer Seite einer Förderstrecke des Metallbandes angeordnet ist, zum Erzeugen eines Luftstromes zum Fördern der Abluft in einer Blasrichtung (BR) quer zur Förderstecke; und
eine dem Gebläse (1 10) in der Blasrichtung auf der anderen Seite der
Förderstrecke gegenüberliegende Absaugeinrichtung (120) zum Absaugen und Abführen des von dem Gebläse erzeugten Luftstromes mit der Abluft; dadurch gekennzeichnet, dass
das Gebläse (1 10) als mindestens ein Luftmengenverstärker ausgebildet ist; eine Sensoreinrichtung (130) vorgesehen ist zum Messen mit welcher
Geschwindigkeit sich das Metallband (200) bewegt; und
eine Steuereinrichtung (140) vorgesehen ist zum Einstellen der Förderleistung des Luftmengenverstärkers (1 10) und der Absaugeinrichtung (120) in
Abhängigkeit der gemessenen Geschwindigkeit des Metallbandes.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (140) ausgebildet ist, die Förderleistung des
Luftmengenverstärkers (1 10) und der Absaugeinrichtung (120) zu erhöhen, wenn eine Erhöhung der Geschwindigkeit des Metallbande gemessen wird und umgekehrt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (140) ausgebildet ist, den Luftmengenverstärker (1 10) und die Absaugeinrichtung (120) abzuschalten, wenn die gemessene
Geschwindigkeit des Metallbandes einen vorgegebenen Geschwindigkeits- Schwellenwert unterschreitet.
4. Vorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine der Absaugeinrichtung (120) nachgeschaltete Abluftbehandlungsanlage (150) zum Reinigen der von der Absaugeinrichtung (120) angesaugten Abluft.
5. Walzstraße (300) mit mindestens einem ersten und einem zweiten in
Walzrichtung hintereinander angeordneten Walzgerüst (310, 320) zum
Walzen, insbesondere Kaltwalzen, eines Metallbandes (200);
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine der Vorrichtungen (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche zwischen dem ersten und dem zweiten Walzgerüst (310, 320) angeordnet ist,
wobei die Luftmengenverstärker (1 10) auf einer Seite einer Förderstrecke, entlang welcher das Metallband (200) zwischen den beiden Walzgerüsten (310, 320) gefördert wird, angeordnet und so ausgerichtet sind, dass ihre Blasrichtung (BR) quer zur Walzrichtung (WR) über die Förderstrecke des Metallbandes hinweg gerichtet ist; und
wobei die Absaugeinrichtung (120) auf der den Luftmengenverstärkern (1 10) in der Blasrichtung (BR) gegenüberliegenden Seite der Förderstrecke angeordnet ist.
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