EP3429770A1 - Vorrichtung und verfahren zum entzundern eines bewegten werkstücks - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum entzundern eines bewegten werkstücks

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EP3429770A1
EP3429770A1 EP17710888.3A EP17710888A EP3429770A1 EP 3429770 A1 EP3429770 A1 EP 3429770A1 EP 17710888 A EP17710888 A EP 17710888A EP 3429770 A1 EP3429770 A1 EP 3429770A1
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EP
European Patent Office
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workpiece
rotor head
jet nozzles
liquid
rotation
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EP17710888.3A
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Angela ANTE
Jan Schröder
Jens MARBURGER
Wolfgang Fuchs
Michael Jarchau
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for descaling a workpiece, which is moved relative to the device in a direction of movement.
  • the workpiece is in particular a hot rolling stock.
  • the scale scrubber used in a hot rolling mill is an assembly intended to remove scale, ie. H. of impurities of iron oxide, provided by the surface of the rolling stock.
  • WO 2005/082555 A1 discloses a scale scrubber with which a rolling stock, which is moved relative to the scale scrubber, is descaled by irradiation with high-pressure spray water.
  • This scale scrubber comprises at least one nozzle surface row sweeping over the width of the rolling stock with a plurality of nozzle heads, wherein each nozzle head is rotationally driven by a motor about an axis of rotation perpendicular to the rolling surface.
  • at least two eccentrically arranged with respect to the axis of rotation nozzles are provided with each nozzle head, which are arranged as close as possible structurally, on the circumference of the nozzle head.
  • Such a scale scrubber is subject to the disadvantage that an energy input over the width of the rolling stock may have inhomogeneities, so that it comes to permanent temperature strip on the rolling stock, in the overlap region of adjacent nozzle heads.
  • the nozzles are arranged on the respective nozzle heads inclined by an angle of attack to the outside, which is illustrated in FIG. 13. This causes the direction of injection of these nozzles at a Rotation of the nozzle heads is aligned about its axis of rotation in the direction of the feed of the rolling stock.
  • Such an orientation of the ejected from the nozzle high-pressure spray is disadvantageous because in this case the jet of spray water is ineffective and therefore does not contribute to descaling the surface of the rolling stock.
  • WO 1997/27955 A1 discloses a process for descaling rolling stock, in which a rotor descaling device is provided, by means of which a liquid jet is sprayed onto a surface of the rolling stock to be descaled.
  • a liquid jet is sprayed onto a surface of the rolling stock to be descaled.
  • a generic device and a generic method for descaling a workpiece are known, which is moved relative to the device in a direction of movement.
  • a plurality of jet nozzles are provided on a rotating rotor head in the form of a nozzle holder, wherein liquid is discharged or sprayed under high pressure from the jet nozzles on a surface of the rolling stock, that while the emission direction, with which the liquid is ejected from the jet nozzles, always runs at an angle oblique to the direction of movement of the rolling stock.
  • This oblique orientation of the emission direction ensures that removed scale from the surface of the rolling stock to the side is transported away from the rolling stock away.
  • this is accompanied by a disadvantageous heavy pollution of the plant or its surrounding area.
  • the invention has for its object to optimize the descaling of a workpiece with simple means and to reduce the need for energy and water required for this purpose.
  • a device is used for descaling a relative to the device in a moving direction moving workpiece, preferably a hot rolling, and comprises at least one rotatable about a rotation axis rotor head on which a plurality of jet nozzles are mounted, wherein from the jet nozzles, a liquid, in particular water, can be applied to the workpiece in an angle of attack obliquely to the surface of the workpiece.
  • the jet nozzles are mounted on the rotor head, that upon rotation of the rotor head about its axis of rotation, the injection direction of the liquid ejected from the jet nozzles, based on a projection in a plane parallel to the surface of the workpiece, permanently opposite, ie in a spray angle between 170 ° and 190 °, preferably in a spray angle of 180 °, is aligned to the direction of movement of the workpiece and while the angle of attack for all jet nozzles remains constant.
  • the device comprises a collecting device, which is arranged upstream of the rotor head with respect to the direction of movement of the rolling stock, such that both the liquid discharged from the jet nozzles after rebounding from the surface of the workpiece and the scale removed by the liquid from the surface of the workpiece purposefully be introduced into this catcher.
  • the invention also provides a method for descaling a workpiece, preferably a hot rolling stock.
  • the workpiece is moved relative to a device in a direction of movement, said device having at least one rotatable about a rotation axis rotor head on which a plurality of jet nozzles are mounted.
  • a liquid in particular water
  • the spraying direction of the liquid ejected from the jet nozzles is permanently opposite, relative to a projection in a plane parallel to the surface of the workpiece, ie at a spraying angle between 170 ° and 190 °, in particular at a spraying angle of 180 ° °, aligned with the movement direction of the workpiece, whereby the angle of attack remains constant for all jet nozzles.
  • both the liquid ejected from the jet nozzles, after a rebound from the surface of the workpiece, and the scale removed by means of the liquid from the surface of the workpiece are purposefully introduced into a collecting device.
  • the invention is based on the essential finding that it is possible by means of the arrangement of the rotor head relative to the direction of movement of the workpiece and the attachment of the jet nozzles on the rotor head to align the liquid ejected from the jet nozzles permanently and preferably exactly opposite to the direction of movement of the workpiece, namely based on or in a projection of the injection direction of this liquid in a plane parallel to the surface of the workpiece.
  • scale is always removed from the surface of the workpiece by the liquid opposite to the direction of movement of the workpiece, which contributes to a high efficiency of descaling.
  • the rotor head relative to the collecting device is arranged such that the liquid from the jet nozzles, based on a projection in a plane parallel to the surface of the workpiece, is ejected exclusively in the direction of the catcher. In this way, a targeted introduction of removed scale and liquid, which bounces after the ejection from the jet nozzles of the surface of the workpiece, further optimized into the collecting device.
  • the spray angle between the injection direction and the movement direction of the workpiece, in a plane parallel to the surface of the workpiece is in a range between 170 ° and 190 °, and preferably takes the value of 180 °.
  • Optimum energy input is achieved for the high-pressure sprayed onto the surface of the workpiece liquid in that a plurality of jet nozzles are mounted on the rotor head in each case a different radial distance from the axis of rotation, wherein from a jet nozzle having a greater radial distance to Has rotational axis, then a larger volume flow of liquid is applied as compared to a jet nozzle having a smaller radial distance from the axis of rotation.
  • This can be achieved in a simple manner by selecting a suitable nozzle type, so that from a jet nozzle, which is arranged radially further away from the axis of rotation of the rotor head, correspondingly a larger amount of liquid, i. a larger volume flow is injected.
  • the rotor head is arranged inclined so that its axis of rotation is inclined with respect to an orthogonal to the surface of the workpiece obliquely at an angle.
  • the jet nozzles are each firmly attached to the rotor head, so that the angle of attack, the ejected from the jet nozzles liquid with an orthogonal includes the surface of the workpiece, remains constant.
  • the jet nozzles are mounted on the rotor head such that their longitudinal axes are parallel to the axis of rotation of the rotor head.
  • a first rotor head arrangement and a second jet nozzle arrangement can be provided which are arranged one behind the other and in particular adjacent to one another with respect to the direction of movement of the workpiece.
  • the present invention is either a rotor head pair in which a rotor head is respectively provided above and below a workpiece, ie, at its top and bottom, or a rotor module pair, in which - above and below the workpiece - each a plurality of rotor heads are juxtaposed and transversely to the direction of movement of the workpiece summarized.
  • liquid is ejected only from the jet nozzles of the first rotor head assembly on the workpiece.
  • the jet nozzles of the second jet nozzle arrangement can then be switched on so that liquid is also ejected or sprayed onto the workpiece from the jet nozzles of this second jet nozzle arrangement.
  • the blasting nozzles of both the first rotor head arrangement and the second rotor head arrangement are then used for descaling the workpiece.
  • the jet nozzle arrangement of the second arrangement may be structurally different from the first rotor head arrangement. The use of both arrangements in special operation is recommended z. B. for hard to descaling steel grades, or stubborn tinder residues, which may arise, for example, by resting on oven rolls.
  • the consumption of the operating medium can advantageously be minimized.
  • a plurality of rotor heads - as explained - combined to form a rotor head module are.
  • only one pair of rotor modules is then in use during normal operation, wherein a further jet nozzle arrangement, which is arranged downstream in the direction of movement of the workpiece, is switched on as required.
  • the individual rotors of a rotor module can be switched individually and / or in groups without pressure and thus the application of the liquid can be adjusted transversely to the direction of movement to the width of the workpiece.
  • control device signal technically connected scale detection device, which is arranged with respect to the direction of movement of the workpiece downstream of the rotor head and close to it, so as to be able to detect remaining scale on the surface of the workpiece.
  • the descaling quality of the workpiece is compared by means of the control means with a predetermined target value and then suitably controlled or regulated in accordance therewith a high pressure pump unit in fluid communication with the jet nozzles of the rotor head.
  • the control of the high-pressure pump unit can be effected in such a way that a pressure with which liquid is ejected from the jet nozzles onto the surface of the workpiece is set as a function of the signals of the scale detection device. This means that the pressure for the liquid to be sprayed out is set just so high that a sufficient descaling quality for the workpiece is still achieved. If - as seen in the direction of movement of the workpiece - at least two jet nozzle arrangements are arranged one behind the other, can be achieved by the said control that a switchable jet nozzle arrangement is switched depending on the signals of the scale detection device suitably, what said special operation according to the invention equivalent. Compared to a conventional double-row arrangement of rotor heads or of spray bars, such a single-row arrangement, ie a single rotor head arrangement used in normal operation, achieves a substantial saving in operating media.
  • the amount of water required for a clean descaling of the workpiece can be suitably minimized by varying the pressure and / or the volume flow. This leads to a saving of energy for the provision of high-pressure water, as well as in the same way to a reduced cooling of the workpiece as a result of a reduced amount of liquid which is ejected onto the workpiece.
  • a distance of the rotor head from the surface of the workpiece can be adjusted.
  • this distance between the rotor head and the surface of the workpiece is also possible to set this distance between the rotor head and the surface of the workpiece as a function of the signals of the scale detection device. For example, it may be provided in this manner that, if the degree of descaling is insufficient, the distance between the rotor head and the surface of the workpiece is reduced, so that a greater impact pressure with respect to the liquid sprayed onto it is thereby established on the surface of the workpiece. Mutatis mutandis this also applies vice versa, according to which the distance of the rotor head to the surface of the workpiece, if the Descaling quality exceeds the predetermined target specification, at least can be slightly increased.
  • FIG. 1 is a simplified principle side view of a device according to the invention
  • FIG. 2 is a side view of a rotor head of the device of Fig. 1, Fig. 3a,
  • Fig. 3b and 3c each show a basic relationship between an injection direction of jet nozzles of a device according to FIG. 1 and a direction of movement in which a workpiece is moved past this device, FIG.
  • FIG. 4 shows a simplified basic plan view of a device according to the invention according to a further embodiment
  • FIG. 5 is a simplified cross-sectional view of a catcher of the apparatus of FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a simplified side view of a rotor head pair, in which rotor heads according to FIG. 2 are respectively arranged on an upper side and on an underside of a workpiece to be descaled
  • FIG. 7 is a simplified front view of a rotor module in which a plurality of rotor heads are arranged side by side and transversely to the direction of movement of the workpiece,
  • FIG. 8 shows a possible arrangement of jet nozzles on a rotor head, for use in a device according to FIG. 1 or according to FIG. 4, FIG.
  • FIG. 9b respectively injection patterns which form on the surface of the workpiece with a liquid ejected onto a workpiece
  • Fig. 1 1, 12 are each side views of a rotor head according to further embodiments of the invention.
  • FIG. 1 A device 10 according to the invention serves for descaling a workpiece 12 which is moved relative to the device 10 in a movement direction X.
  • the workpiece 12 may be hot rolled stock that is moved past the apparatus 10.
  • the device 10 comprises a rotor head 14 which can be rotated about a rotation axis R.
  • jet nozzles 16 are mounted on a front side of the rotor head 14, which faces the workpiece 12.
  • a liquid 18 (symbolized in simplified dashed lines in FIG. 1) is injected under high pressure onto a surface 20 of the workpiece 12 in order to descalate the workpiece appropriately.
  • the jet nozzles 16 are in fluid communication with a high-pressure pump unit (not shown) by means of which the jet nozzles are supplied with a liquid under high pressure.
  • the liquid 18 is preferably water, without limitation to water only.
  • the device 10 comprises a catching device 22, which is arranged upstream of the rotor head 14 with respect to the movement direction X of the workpiece 12.
  • a catching device 22 is for the purpose of accommodating both scale removed from the surface 20 of the workpiece by the high pressure liquid and liquid bouncing therefrom upon contact with the surface 20 of the workpiece 12.
  • removed scale and the liquid bounced off the surface 20 of the workpiece 10 are symbolized in a simplified manner by dotted lines.
  • a lower guide plate 23.1 is provided, which is arranged between the rotor head 14 and the collecting device 22 and thereby directly adjacent to an open area of the collecting device 22.
  • the lower baffle 23.1 is attached or attached to the collecting device 22 in such a way that its free end is positioned directly above the workpiece 12 and at an angle ⁇ (FIG. 1) between 25-35 ° with the surface 20 of the workpiece includes.
  • the lower baffle 23.1 is mounted such that the angle ⁇ to the surface 20 of the workpiece 12 assumes a value of 30 °.
  • the lower baffle 23.1 is arranged in accordance with the angle ⁇ of preferably 30 ° rising flat in the direction of the collecting device 22.
  • the lower baffle 23.1 fulfills the task of a baffle and causes a targeted entry of the scale and bounced from the surface 20 liquid into the catcher 22nd
  • a cover device in the form of an upper cover plate 23.2 is provided, which extends from the collecting device 22 to directly on the rotor head 14 and thereby assumes the function of a lid.
  • the distance of an edge of the upper cover plate 23.2, which is adjacent to the rotor head 14, is selected such that the portion between the edge of the upper cover plate 23.2 and the rotor head 14 with respect to scale particles is passage-free.
  • pass-through-free means that scale particles, if they are detached from the surface 20 of the workpiece 12 as a result of the sprayed-out water, can not escape between the edge of the upper cover plate 23.2 immediately adjacent to the rotor head 14 and the rotor head 14 Accordingly, the upper shroud 23.2 prevents scale or bounced liquid from the surface 20 of the workpiece 12 from escaping upwards to the surroundings, although this ensures that air flows through the section between the upper shroud 23.2 and the rotor head 14 can pass through, so that forms no back pressure during operation of the device 10 according to the invention below the upper cover plate 23.2.
  • the jet nozzles 16 are fixedly attached to a workpiece 12 opposite end face of the rotor head 14.
  • the longitudinal axes L of the jet nozzles 16 are aligned parallel to the axis of rotation R of the rotor head 14.
  • the injection direction S (see Fig. 2), in which the liquid is ejected from the jet nozzles 16, parallel to the axis of rotation R of the rotor head 14.
  • the rotation axis R is with respect to an orthogonal to the surface 20 of the workpiece 12 obliquely in one Angle ⁇ (Fig. 2) arranged inclined.
  • an angle of attack ⁇ results (see FIG. 2) with which the liquid 18 injected from the jet nozzles 16 flows on the rotor Surface 20 of the workpiece hits.
  • This angle ⁇ corresponds to an angle between the spray direction S of the liquid 18 and an orthogonal to the surface 20 of the workpiece 12.
  • the rotor head 14 is designed to be height adjustable. This means that a distance A, which has an intersection of the rotation axis R with the end face of the rotor head 14 to the surface 20 of the workpiece 12 (FIG. 2), can be changed if necessary. For the purposes of the present invention, this distance A is to be understood as a spray distance. In a reduction of this Distance A, the resulting impact pressure of the liquid 18 on the surface 20 of the workpiece 12 to.
  • the height adjustability for the rotor head 14 is simply symbolized by the arrow "H" in Fig. 2, and can be realized by a height-adjustable support to which the rotor head 14 is attached. Details of an adjustment of this distance A will be described in detail below explained.
  • FIG. 3 illustrates a relationship between the injection direction S, with which the liquid 18 is sprayed from the jet nozzles 16, and the movement direction X, with which the workpiece 12 is moved past the device 10 or its rotor head 14.
  • 3 shows a projection of the injection direction S in a plane parallel to the surface 20 of the workpiece 12.
  • the injection direction S, with which the liquid 18 is discharged from a nozzle mouth 17 of a jet nozzle 16 exactly opposite to the direction of movement X, d. H. aligned in a spray angle ß of exactly 180 ° to the direction of movement X.
  • the spray direction S of the liquid 18, when permanently sprayed onto the workpiece 12 under high pressure, does not have a component pointing in the direction of a lateral edge of the workpiece 12. This ensures that the liquid 18 is always injected exactly in the direction of the collecting device 22 from the jet nozzles 16 onto the surface 20 of the workpiece. As a result, the removed scale is then introduced into the collecting device 22 in a targeted manner in conjunction with the liquid 18 bounced off the surface 20 of the workpiece 12.
  • the spray angle ß is greater or less than 180, for example 170 ° or 190 °, or falls within a range of values between 170 ° and 190 °.
  • the injection direction S is not exactly opposite to the direction of movement X, but with the direction of movement X encloses an angle, which - as explained and in Figs. 3b and 3c illustrated - may be in a range between 170 ° to 190 °.
  • FIG. 2 A further embodiment for a device 10 according to the invention is shown in FIG. 4, namely in a basically greatly simplified plan view.
  • each of these rotor heads 14.1 and 14.2 is associated with its own collecting device 22, which is arranged in each case, with respect to the direction of movement X of the workpiece 12, upstream of an associated rotor head.
  • another type of jet nozzle can be provided instead of the rotor head 14.2.
  • FIG. 4 illustrates once again that the injection direction S, with which the liquid 18 is discharged from the attached to a rotor head 14 jet nozzles 16, has no share, which points in the direction of a lateral edge 13 of the workpiece 12, but instead directed directly to an associated catcher 22. Due to the inventively reduced applied amount of water at the same time improved effectiveness of the degree of contamination of the water increased with scale residues or corresponding solid particles, so that recommends another embodiment of the catcher.
  • a bottom surface 25 of the catcher 22 is formed laterally inclined downwards.
  • the vertical line of symmetry is aligned with a center of the workpiece 12.
  • the bottom surface 25 of the catcher 22 starting from its center, then drops to the lateral edges 24, thereby also moving scale and liquid introduced into the catcher 22 in the direction of the lateral edges 24.
  • the catcher 22 is connected to a drain pipe 26, e.g. on both side wheels 24.
  • a drain pipe 26 e.g. on both side wheels 24.
  • cleaning liquid and removed scale are discharged from the collecting device 22 through the discharge pipe 26, e.g. into a conveyor trough (not shown) into which the discharge pipe 26 opens.
  • the discharge of cleaning liquid and scale out of the collecting device 22, namely through the discharge pipe 26, can be optimized by means of a conveying device 27 by means of the cleaning liquid and scale within the collecting device in the direction of an opening of the discharge pipe 26 or in the direction of the lateral edges 24 become.
  • the conveying device 27 may have mechanical components, eg scraping elements, conveying screws or the like, by means of which the liquid and / or the scale are specifically conveyed in the direction of an opening of the outlet pipe 26.
  • FIG. 6 shows a side view of a rotor head pair 29, in which a rotor head 14 is provided respectively above and below the workpiece 12, ie both at the top side and at the bottom side thereof.
  • the rotor head 14, which is arranged below the workpiece 12 is positioned with respect to the movement direction X of the workpiece 12 downstream of the rotor head 14, which is arranged above the workpiece 12.
  • liquid 18, which is sprayed from the jet nozzles 16 of the workpiece 12 disposed below the rotor head 14 does not bounce against the above the workpiece 12 disposed rotor head 14, if no workpiece or strip material should be located between these two rotor heads.
  • FIG. 4 shows a front view of rotor head modules 30, which are respectively provided above and below the workpiece 12 and thereby form a rotor module. Pair 31 form.
  • the respective rotor head modules 30 are made up of a plurality of rotor heads 14 arranged side by side and transverse to the movement direction X of the workpiece. Notwithstanding the representation in FIG. 7, fewer or more than three rotor heads 14 can also be combined to form a rotor module 30.
  • this can also be a side view of a rotor module pair 31 according to FIG. 7, with only the rotor head 14 lying in the paper plane at the top and bottom of the rotor head Workpiece is visible.
  • the individual rotor heads 14 are connected to a common pressurized water line D, the pressurized water line D being connected to the high-pressure pump unit.
  • the pressurized water line D being connected to the high-pressure pump unit.
  • rotor modules 30 are provided instead of the individual rotor heads 14.1 and 14.2, which are arranged one behind the other in relation to the movement direction X, namely because of the arrangement above and below of the workpiece 12 - in the form of rotor module pairs 31 according to FIG. 7.
  • a rotor module 30 In a rotor module 30 according to the embodiment of FIG. 7, the width of a workpiece 12, ie in a direction transverse to its direction of movement X, is covered by a plurality of rotor heads 14, as shown.
  • the width of such a rotor module 30 substantially corresponds to a width of the workpiece 12.
  • the diameter of the width of the Workpiece 12 corresponds, then the diameter of the individual rotor heads of a rotor module 3 may each be smaller, associated with the advantage that then higher rotational speeds are adjustable for these rotor heads, possibly also to adapt to high rolling speeds and high feed rates for the workpiece.
  • FIG. 8 symbolizes an attachment of a plurality of jet nozzles 16 on an end face of a rotor head 14.
  • three jet nozzles 16.1, 16.2 and 16.3 are provided which each have a different distance s from the axis of rotation R of the rotor head 14.
  • the axis of rotation R is perpendicular to the plane of the drawing.
  • the different distances of the respective jet nozzles 16.1, 16.2 and 16.3 are denoted by Si, S2 and S3 in FIG. 8, with the proviso that Si>S2> S3.
  • Si, S2 and S3 in FIG. 8, with the proviso that Si>S2> S3.
  • a larger volume flow of liquid is ejected from a jet nozzle, which has a greater radial distance from the axis of rotation R, than a jet nozzle which has a smaller spacing to the axis of rotation.
  • Vi> V 2 > V 3 applies to the volume flow discharged from these nozzles.
  • a scale detection device 32 may be provided which is disposed downstream of a rotor head 14 and a rotor head pair 29 and a rotor module pair, respectively, with respect to the movement direction X of the workpiece 12, with reference only to a rotor head 14 for the sake of simplicity without limitation.
  • a scale detection device 32 is disposed downstream of the rotor head 14.2.
  • the scale detection device 32 is important for the scale detection device 32 to be located in close proximity to and downstream of a rotor head (eg rotor head 14.2 according to FIG 4) of the device 10 is arranged, at least before the workpiece 12 z. B. is subjected to a re-rolling.
  • the scale detection device 32 is signal-wise connected to a control device 34 (FIGS. 1, 4). By means of the scale detection device 32, it is possible to reliably detect or detect any remaining residual scale on the surface 20 of the workpiece 12 after the liquid 18 has been sprayed onto the workpiece 12.
  • the scale detection device 32 extends completely over a width of the workpiece 12. Furthermore, it should be pointed out that a scale detection device 32 can be provided above and below the workpiece 12, ie at the top and at the bottom thereof. Accordingly, it is possible by means of the scale detection device 32 to detect possible residual scale on both surfaces of the workpiece 12.
  • a rotor head 14 is likewise connected to the control device 34 in terms of signaling. This means that it is possible by means of the control device 34 to change the pressure with which the liquid sprayed from the jet nozzles 16 impinges on a surface 20 of the workpiece 20 in a suitable manner.
  • Such a change in the impact pressure of the liquid can be done for example by connecting or disconnecting a pump of the high-pressure pump unit, with which the pressurized water line D is connected to the jet nozzles 16. Additionally or alternatively, it can be provided that the high-pressure pump unit, with which the pressure supply for the jet nozzles 16 is ensured, is equipped with a frequency regulator in order to achieve an even better adaptation of the desired pressure for the jet nozzles 16.
  • a rotor head 14 is signaled to the control device 34. Accordingly, by means of the control device 34, for example, the speed at which the rotor head 14 is rotated about its axis of rotation R, to be adjusted, for example, in dependence on the feed rate at which the workpiece in its direction of movement X is moved past the device 10.
  • the speed at which the rotor head 14 is rotated about its axis of rotation R to be adjusted, for example, in dependence on the feed rate at which the workpiece in its direction of movement X is moved past the device 10.
  • FIG. 9a shows a section of a surface 20 of the workpiece 12 in a plan view.
  • Fig. 9b illustrates a non-optimal adjustment of the rotational speed of the rotor head 14 to the feed rate of the workpiece 12.
  • rotor heads 14 of the device 10 are preferably provided both on an upper side and on an underside of the workpiece 12, as shown in the embodiment of FIG. 6.
  • Descaling of the workpiece 12 is achieved by a liquid 18 being attached to a rotor head 14 Jet nozzles 16 is sprayed under high pressure on the surfaces 20 of the workpiece 12.
  • Means are provided by which the control device 34 receives information regarding the feed rate of the workpiece 12 in its direction of movement X.
  • a desired rotational speed for a rotor head 14 can be set by means of the control device 34, namely in adaptation to the feed rate of the workpiece 12.
  • the control device 34 may be set up by programming such that such an adaptation of the rotational speed of a rotor head 14 is also regulated.
  • the pressure at which the jet nozzles 16 attached to a rotor head 14 are supplied with the liquid 18 can be adjusted to a predetermined value. This means that, for example, the pressure of the liquid 18 provided for the jet nozzles 16 is just set so high that a sufficient degree of descaling is achieved, which is then achieved by means of the Scale detection device 32 can be monitored. As a result, a saving of water and energy is possible.
  • control device 34 If, on the other hand, it should be recognized by the control device 34, on the basis of the signals generated by the scale detection device 32, that the descaling quality falls below a certain desired value, this can be achieved by a suitable pressure increase, by switching on a pump and / or by connecting an additional descaling unit in the form of a rotor head pair 29 or a rotor module pair 31 are compensated. Such an operation according to the present invention is also illustrated in the flowchart of FIG. 11.
  • the change of the impact pressure can be effected by a height adjustment of the rotor head arrangement. 2, as already explained, is symbolized by the arrow "H.”
  • the distance A (FIG. 2), which a rotor head 14 has from the surface 20 of the workpiece 12, can depend on the signal values
  • this distance A may be reduced if the descaling quality of the surface 20 of the workpiece 12 is judged unsatisfactory, as a result of the reduced distance A, the impact pressure of the liquid 18 on the surface 20 of the workpiece
  • a rotor head 14.3 according to the representation of FIG. 11 and / or a rotor head 14.4 as shown in FIG. 12 can also be used for the present invention.
  • its axis of rotation R runs perpendicular to the surface 20 of the workpiece 12 to be descaled, the jet nozzles 16 being mounted inclined on an end face of the rotor head 14.3.
  • the jet nozzles 16 Upon rotation of the rotor head 14.3 about its axis of rotation R, the jet nozzles 16 are simultaneously and synchronously rotated around their longitudinal axis L such that the angle of attack ⁇ with respect to the surface 20 remains constant in each case. This is achieved via a planetary gear 36, which is integrated in the rotor head 14.3.
  • the axis of rotation R likewise runs perpendicular to the surface 20 of the workpiece 12, the jet nozzles 16 being mounted with their longitudinal axis L parallel to the axis of rotation R on the rotor head 14.4.
  • the jet nozzles 16 have at their respective nozzle mouth 17 a suitably formed outlet opening, through which a deflection of the ejected liquid 18 is achieved, whereby the angle of attack ⁇ shown in FIG. 13 results.
  • This angle of attack ⁇ remains constant during a rotation of the rotor head 14.4 about its axis of rotation by the jet nozzles 16 are rotated by a planetary gear synchronously with the rotation of the rotor head 14.4 each about its longitudinal axis L.
  • the rotor heads 14.3 and 14.4. can also be used in the manner of a rotor head pair 29 and / or in the manner of a rotor module pair 31, as shown in Fig. 6 and in Fig. 7.
  • the rotor head shown in FIG. 8 is a rotor head according to FIG. 11 or FIG. 12. It can then be provided that the injection direction S of the jet nozzle 16.2 is aligned at a spray angle ⁇ of 180 ° (FIG. 3a), the injection direction S of the jet nozzle 16.1 at a spray angle ⁇ of 170 ° (FIG. 3b) and the injection direction S of the jet nozzle 16.3 in a spray angle ß of 190 ° (Fig. 3c) are aligned.
  • a spray angle ß of 190 ° Fig. 3c
  • the rotor heads 14.3 and 14.4 according to FIG. 11 or FIG. 12 can be used in the same way as the rotor head 14 (FIG. 2) in the embodiments according to FIG. 1 or FIG.
  • the operation for descaling the workpiece 12 remains unchanged, so that reference may be made to the above explanations to avoid repetition.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entzundern eines Werkstücks, das relativ zur Vorrichtung in einer Bewegungsrichtung (X) bewegt wird. Die Vorrichtung (10) umfasst einen Rotorkopf (14), der um eine Rotationsachse (R) drehbar ist, die bezüglich einer Orthogonalen auf eine Oberfläche (20) des Werkstücks (12) schräg in einem Winkel (γ) geneigt ist. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung mehrere Strahldüsen (16), die an dem Rotorkopf (14) angebracht sind, wobei aus den Strahldüsen (16) eine Flüssigkeit (18), insbesondere Wasser, auf das Werkstück (12) in einem Anstellwinkel (α) schräg zur Oberfläche (20) des Werkstücks (12) ausbringbar ist. Die Strahldüsen (16) sind fest an dem Rotorkopf (14) angebracht sind, derart, dass bei Drehung des Rotorkopfes (14) um seine Rotationsachse (R) die Spritzrichtung (S) der aus den Strahldüsen (16) ausgebrachten Flüssigkeit (18), bezogen auf eine Projektion in eine Ebene parallel zur Oberfläche (20) des Werkstücks (12), entgegengesetzt, d.h. in einem Spritzwinkel (ß) von etwa 180° zur Bewegungsrichtung (X) des Werkstücks (12) ausgerichtet ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Entzundern eines bewegten Werkstücks
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entzundern eines Werkstücks, das relativ zur Vorrichtung in einer Bewegungsrichtung bewegt wird. Bei dem Werkstück handelt es sich insbesondere um ein Warmwalzgut.
Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, zum Entzundern von Werkstücken, insbesondere von Warmwalzgut, auf die Oberflächen des Werkstücks Wasser mit hohem Druck zu spritzen. Für ein lückenloses Entzundern der Oberflächen des Werkstücks wird das Hochdruck-Spritzwasser in der Regel aus mehreren Düsen eines Zunderwäschers ausgespritzt. In diesem Zusammenhang wird als Zunderwäscher bei einer Warmwalzanlage eine Baugruppe bezeichnet, die zur Entfer- nung von Zunder, d. h. von Verunreinigungen aus Eisenoxid, von der Oberfläche des Walzgutes vorgesehen ist.
Aus WO 2005/082555 A1 ist ein Zunderwäscher bekannt, mit dem ein, relativ zum Zunderwäscher, bewegtes Walzgut durch Bestrahlen mittels Hochdruck-Spritz- wasser entzundert wird. Dieser Zunderwäscher umfasst mindestens eine die Walzgutbreite überstreichende Düsenkopfreihe mit mehreren Düsenköpfen, wobei jeder Düsenkopf um eine zur Walzgutoberfläche senkrechte Drehachse motorisch drehangetrieben ist. Des Weiteren sind bei jedem Düsenkopf mindestens zwei außermittig bezüglich der Drehachse angeordnete Düsen vorgesehen, die so nahe wie konstruktiv möglich, am Umfang des Düsenkopfes angeordnet sind. Ein solcher Zunderwäscher unterliegt dem Nachteil, dass ein Energieeintrag über die Breite des Walzgutes Inhomogenitäten aufweisen kann, so dass es zu bleibenden Temperaturstreifen auf dem Walzgut, im Überlappungsbereich benachbarter Düsenköpfe, kommt. Des Weiteren sind die Düsen an den jeweiligen Düsenköpfen um einen Anstellwinkel nach außen geneigt angeordnet, was in der Fig. 13 veranschaulicht ist. Dies führt dazu, dass die Spritzrichtung dieser Düsen bei einer Drehung der Düsenköpfe um ihre Drehachse auch in Richtung des Vorschub des Walzgutes ausgerichtet wird. Eine solche Ausrichtung des aus den Düsen ausgetragenen Hochdruck-Spritzwassers ist insoweit nachteilig, weil hierbei der Strahl des Spritzwassers unwirksam ist und deshalb keinen Beitrag für ein Entzundern der Oberfläche des Walzgutes liefert.
Aus WO 1997/27955 A1 ist ein Verfahren zum Entzundern von Walzgut bekannt, bei dem eine Rotor-Entzunderungseinrichtung vorgesehen ist, mittels der ein Flüssigkeitsstrahl auf eine zu entzundernde Oberfläche des Walzgutes gespritzt wird. Zur Sicherstellung einer nur geringen Abkühlung des Walzgutes und zur Erzeugung hoher Strahldrücke bei geringem Betriebsflüssigkeitsdruck wird der Flüssigkeitsstrahl intermittierend, d. h. zeitweilig aussetzend, gebildet. Aufgrund der ein- oder mehrmaligen Unterbrechung des Flüssigkeitsstrahles entstehen Druckspitzen, die sich als Strahldruckerhöhung auswirken, wodurch eine Verbesserung der Entzunderungswirkung für das Walzgut erzielt wird. Eine zu diesem Zweck vorgesehene Steuerscheibe, die in Fluidverbindung mit einer Druckmedium-Zuleitung vorgesehen ist, vergrößert jedoch nachteilig den konstruktiven Aufwand für diese Entzunderungstechnik. Des Weiteren besteht bei der Bildung der Druckspitzen die Gefahr einer erhöhten Materialbeanspruchung insbesondere durch Kavitation..
Aus DE 10 2014 109 160 A1 sind eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein gattungsgemäßes Verfahren zum Entzundern eines Werkstücks bekannt, das relativ zur Vorrichtung in einer Bewegungsrichtung bewegt wird. Zu diesem Zweck sind mehrere Strahldüsen an einem rotierenden Rotorkopf in Form eines Düsenhalters vorgesehen, wobei Flüssigkeit unter Hochdruck aus den Strahldüsen derart auf eine Oberfläche des Walzgutes ausgebracht bzw. gespritzt wird, dass dabei die Abstrahlrichtung, mit der die Flüssigkeit aus den Strahldüsen ausgespritzt wird, stets in einem Winkel schräg zur Bewegungsrichtung des Walzgutes verläuft. Durch diese schräge Ausrichtung der Abstrahlrichtung wird erreicht, dass abgetragener Zunder von der Oberfläche des Walzgutes zur Seite hin von dem Walzgut weg transportiert wird. Hiermit einher geht jedoch eine nachteilige starke Verschmutzung der Anlage bzw. deren Umgebungsfläche.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Entzundern eines Werkstücks mit einfachen Mitteln zu optimieren und den hierzu erforderlichen Bedarf an Energie und Wassermenge zu vermindern.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 definierten Merkmalen, und durch ein Verfahren mit den in Anspruch 10 definierten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dient zum Entzundern eines relativ zur Vorrichtung in einer Bewegungsrichtung bewegten Werkstücks, vorzugsweise eines Warmwalzgutes, und umfasst zumindest einen um eine Rotationsachse drehbaren Rotorkopf, an dem mehrere Strahldüsen angebracht sind, wobei aus den Strahldüsen eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, auf das Werkstück in einem Anstellwinkel schräg zur Oberfläche des Werkstücks ausgebracht werden kann. Hierbei sind die Strahldüsen derart an dem Rotorkopf angebracht, dass bei Drehung des Rotorkopfes um seine Rotationsachse die Spritzrichtung der aus den Strahldüsen ausgebrachten Flüssigkeit, bezogen auf eine Projektion in eine Ebene parallel zur Oberfläche des Werkstücks, permanent entgegengesetzt, d. h. in einem Spritzwinkel zwischen 170° und 190°, vorzugsweise in einem Spritzwinkel von 180°, zur Bewegungsrichtung des Werkstücks ausgerichtet ist und dabei der Anstellwinkel für alle Strahldüsen konstant gleich bleibt. Die Vorrichtung umfasst eine Auffangeinrichtung, die bezüglich der Bewegungsrichtung des Walzgutes stromaufwärts von dem Rotorkopf angeordnet ist, derart, dass sowohl die aus den Strahldüsen ausgebrachte Flüssigkeit nach einem Abprallen von der Oberfläche des Werkstücks als auch der mittels der Flüssigkeit von der Oberfläche des Werkstücks abgetragene Zunder zielgerichtet in diese Auffangeinrichtung einbringbar sind. In gleicher Weise sieht die Erfindung auch ein Verfahren zum Entzundern eines Werkstücks vor, vorzugsweise eines Warmwalzgutes. Hierbei wird das Werkstück relativ zu einer Vorrichtung in einer Bewegungsrichtung bewegt, wobei diese Vorrichtung zumindest einen um eine Rotationsachse drehbaren Rotorkopf aufweist, an dem mehrere Strahldüsen angebracht sind. Während der Rotorkopf um seine Rotationsachse gedreht wird, wird eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, aus den Strahldüsen auf das Werkstück in einem Anstellwinkel schräg zur Oberfläche des Werkstücks ausgebracht bzw. gespritzt. Bei Drehung des Rotorkopfes um seine Rotationsachse ist die Spritzrichtung der aus den Strahldüsen ausgebrachten Flüssigkeit, bezogen auf eine Projektion in eine Ebene parallel zur Oberfläche des Werkstücks, permanent entgegengesetzt, d. h. in einem Spritzwinkel zwischen 170° und 190°, insbesondere in einem Spritzwinkel von 180°, zur Bewegungsrichtung des Werkstücks ausgerichtet, wobei der Anstellwinkel für alle Strahldüsen konstant gleich bleibt. Des Weiteren werden sowohl die aus den Strahldüsen ausgebrachte Flüssigkeit nach einem Abprallen von der Oberfläche des Werkstücks, als auch der mittels der Flüssigkeit von der Oberfläche des Werkstücks abgetragene Zunder, zielgerichtet in eine Auffang- einrichtung eingebracht.
Der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass es mittels der Anordnung des Rotorkopfes relativ zur Bewegungsrichtung des Werkstücks und der Anbringung der Strahldüsen an dem Rotorkopf möglich ist, die aus den Strahldüsen ausgebrachte Flüssigkeit permanent und vorzugsweise genau entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Werkstücks auszurichten, nämlich bezogen auf eine bzw. in einer Projektion der Spritzrichtung dieser Flüssigkeit in eine Ebene parallel zur Oberfläche des Werkstücks. In Folge dessen wird Zunder von der Oberfläche des Werkstücks durch die Flüssigkeit stets entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Werkstücks abgetragen, was zu einer hohen Effizienz der Entzunderung beiträgt. Diesbezüglich darf darauf hingewiesen werden, dass eine wirksame Entzunderung nämlich voraussetzt, dass die Strahldüsen "schabend" arbeiten, was bedeutet, dass die Spritzrichtung der Strahldüsen entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Werkstücks ausgerichtet ist. Durch die zielgerichtete Einbringung des abgetragenen Zunders und des von der Oberfläche des Werkstücks abgeprallten Flüssigkeit in die Auffangeinrichtung wird wirkungsvoll vermieden, dass abgetragener Zunder auf der Oberfläche des Werkstücks verbleibt und bei einem erneuten Walzvorgang in die Oberfläche wieder eingewalzt wird. In gleicher Weise wird hierdurch erreicht, dass Anlagenkomponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch abgetragenen Zunder und/oder ziellos herumspritzende Flüssigkeit weniger oder bestenfalls gar nicht verschmutzt werden. Ergänzend wird darauf hingewiesen, dass die feste Anbringung der Strahldüsen an dem Rotorkopf zu einer wesentlichen konstruktiven Vereinfachung der Kinematik des Rotorkopfes führt, weil hierdurch Planetengetriebe oder dergleichen, die ansonsten nach dem Stand der Technik für eine zusätzliche Drehung der Strahldüsen um ihre Längsachse vorgesehen sind, weggelassen werden können.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Rotorkopf gegenüber der Auffangeinrichtung derart angeordnet, dass die Flüssigkeit aus den Strahldüsen, bezogen auf eine Projektion in eine Ebene parallel zur Oberfläche des Werkstücks, ausschließlich in Richtung der Auffangeinrichtung ausgespritzt wird. Hierdurch wird ein zielgerichtetes Einbringen von abgetragenem Zunder und von Flüssigkeit, die nach dem Ausspritzen aus den Strahldüsen von der Oberfläche des Werkstücks abprallt, hinein in die Auffangeinrichtung weiter optimiert. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die Positionierung des Rotorkopfes relativ zur Bewegungsrichtung des Werkstücks und die Anbringung zumindest einer Strahldüse, vorzugsweise aller Strahldüsen, an dem Rotorkopf und derart gewählt, dass die Spritzrichtung zumindest der einen Strahldüse, vorzugsweise aller Strahldüsen, in welcher die Flüssigkeit auf das Werkstück gespritzt wird, permanent und entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Werkstücks verläuft, nämlich bezogen auf eine Projektion dieser Spritzrichtung in eine Ebene parallel zur Oberfläche des Werkstücks. Dies hat zur Folge, dass der Spritzwinkel zwischen der Spritzrichtung und der Bewegungsrichtung des Werkstücks, in einer Ebene parallel zur Oberfläche des Werkstücks, in einem Bereich zwischen 170° und 190° liegt, und vorzugsweise den Wert von 180° annimmt. Dies führt, in gleicher Weise wie die soeben genannte Anordnung des Rotorkopfes gegenüber der Auffangeinrichtung, vorteilhaft zu einem zielgerichteten Einbringen des abgetragenen Zunders und der von der Oberfläche des Werkstücks abgeprallten Flüssigkeit hinein in die Auffangeinrichtung, weil die Spritzrichtung der Strahldüsen keine Komponente bzw. keinen Anteil enthält, der in Richtung eines Seitenrandes des Werkstücks gerichtet ist.
Ein optimaler Energieeintrag wird für die mit Hochdruck auf die Oberfläche des Werkstücks gespritzte Flüssigkeit dadurch erreicht, dass eine Mehrzahl von Strahldüsen an dem Rotorkopf in einen jeweils unterschiedlich großen radialen Abstand zu dessen Rotationsachse angebracht sind, wobei aus einer Strahldüse, die einen größeren radialen Abstand zur Rotationsachse aufweist, dann auch ein größerer Volumenstrom an Flüssigkeit ausgebracht wird als im Vergleich zu einer Strahldüse, die einen kleineren radialen Abstand zur Rotationsachse aufweist. Dies kann in einfacher Weise durch Auswahl eines geeigneten Düsentyps erreicht werden, so dass aus einer Strahldüse, die radial weiter weg von der Rotationsachse des Rotorkopfes angeordnet ist, entsprechend eine größere Menge an Flüssigkeit, d.h. ein größerer Volumenstrom ausgespritzt wird. Durch eine solche Ausgestaltung einer Mehrzahl von Strahldüsen an dem Rotorkopf wird demnach der Energieeintrag für die Flüssigkeit quer zur Bewegungsrichtung des Werkstücks, d. h. über dessen Breite, optimiert.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Rotorkopf derart geneigt angeordnet, dass seine Rotationsachse bezüglich einer Orthogonalen auf die Oberfläche des Werkstücks schräg in einem Winkel geneigt ist. Hierbei sind die Strahldüsen jeweils fest an dem Rotorkopf angebracht, so dass der Anstellwinkel, den die aus den Strahldüsen ausgespritzte Flüssigkeit mit einer Orthogonalen auf die Oberfläche des Werkstücks einschließt, konstant gleich bleibt. Vorzugsweise sind die Strahldüsen an dem Rotorkopf derart angebracht, dass deren Längsachsen parallel zur Rotationsachse des Rotorkopfes verlaufen. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können eine erste Rotorkopf- Anordnung und eine zweite Strahldüsen-Anordnung vorgesehen sein, die in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Werkstücks hintereinander und insbesondere angrenzend zueinander angeordnet sind. Bei einer Rotorkopf-Anordnung handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung entweder um ein Rotorkopf-Paar, bei dem ein Rotorkopf jeweils oberhalb und unterhalb eines Werkstücks, d.h. an dessen Oberseite und Unterseite vorgesehen ist, oder um ein Rotormodul-Paar, bei dem - oberhalb und unterhalb des Werkstücks - jeweils eine Mehrzahl von Rotorköpfen nebeneinander und quer zur Bewegungsrichtung des Werkstücks zusammengefasst sind. In einem Normalbetrieb kann vorgesehen sein, dass Flüssigkeit nur aus den Strahldüsen der ersten Rotorkopf-Anordnung auf das Werkstück ausgespritzt wird. In einem Sonderbetrieb können dann die Strahldüsen der zweiten Strahldüsen-Anordnung zugeschaltet werden, so dass Flüssigkeit auch aus den Strahldüsen dieser zweiten Strahldüsen-Anordnung auf das Werkstück ausgebracht bzw. gespritzt wird. Für diesen Fall kommen dann zum Entzundern des Werkstücks die Strahldüsen sowohl der ersten Rotorkopf-Anordnung als auch der zweiten Rotorkopf-Anordnung zum Einsatz. Die Strahldüsen-Anordnung der zweiten Anordnung kann sich baulich von der ersten Rotorkopf-Anordnung unterscheiden. Der Einsatz von beiden Anordnungen im Sonderbetrieb empfiehlt sich z. B. für schwer zu entzundernde Stahlsorten, oder bei hartnäckigen Zunderresten, die z.B. durch Auflage auf Ofenrollen entstehen können. Bei einer solchen Ausführungsform, wonach im Normalbetrieb lediglich die Strahldüsen der ersten Rotorkopf- Anordnung eingesetzt werden, kann der Betriebmittelsverbrauch vorteilhaft minimiert werden. Dies trifft in gleicher weise für den Fall zu, dass eine Mehrzahl von Rotorköpfen - wie erläutert - zu einem Rotorkopf-Modul zusammengefasst sind. Hierbei ist nämlich dann im Normalbetrieb nur ein Rotormodul-Paar im Einsatz, wobei eine weitere Strahldüsen-Anordnung , die in Bewegungsrichtung des Werkstücks z.B. stromabwärts angeordnet ist, bei Bedarf zugeschaltet wird. Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass sich die einzelnen Rotoren eines Rotormoduls individuell und/oder in Gruppen drucklos schalten lassen und somit die Aufbringung der Flüssigkeit quer zur Bewegungsrichtung an die Breite des Werkstücks angepasst werden kann. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann eine mit einer Steuereinrichtung signaltechnisch verbundene Zunderdetektionseinrichtung vorgesehen sein, die in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Werkstücks stromabwärts von dem Rotorkopf und ortsnah hierzu angeordnet ist, um damit verbleibenden Zunder auf der Oberfläche des Werkstücks detektieren zu können. Auf Grundlage der Signale dieser Zunderdetektionseinrichtung wird die Entzunderungsqualität des Werkstücks mittels der Steuereinrichtung mit einer vorbestimmten Sollvorgabe verglichen und dann in Abhängigkeit hiervon eine Hochdruckpumpeneinheit, die in Fluidverbindung mit den Strahldüsen des Rotorkopfes steht, geeignet gesteuert oder geregelt.
Die Ansteuerung der Hochdruckpumpeneinheit kann in der Weise erfolgen, dass ein Druck, mit dem Flüssigkeit aus den Strahldüsen auf die Oberfläche des Werkstücks ausgespritzt wird, in Abhängigkeit der Signale der Zunderdetektionseinrichtung eingestellt wird. Dies bedeutet, dass der Druck für die auszuspritzende Flüssigkeit gerade so hoch eingestellt wird, dass damit noch eine hinreichende Entzunderungsqualität für das Werkstück erreicht wird. Falls - in Bewegungsrichtung des Werkstücks gesehen - zumindest zwei Strahldüsen- Anordnungen hintereinander angeordnet sind, kann durch die besagte Ansteuerung erreicht werden, dass eine zuschaltbare Strahldüsen-Anordnung in Abhängigkeit von den Signalen der Zunderdetektionseinrichtung geeignet zugeschaltet wird, was dem genannten Sonderbetrieb gemäß der Erfindung entspricht. Im Vergleich zu einer üblichen zweireihigen Anordnung von Rotorköpfen bzw. von Spritzbalken wird durch eine solche einreihige Anordnung, d.h. eine einzige Rotorkopf-Anordnung, die im Normalbetrieb zum Einsatz kommt, eine wesentliche Einsparung an Betriebsmedien erreicht.
Durch die vorstehend genannte Anpassung des Drucks, d. h. durch eine Verminderung des Drucks stellt sich auch eine verminderte Abrasionswirkung der Flüssigkeit auf alle umgebenden Materialien bzw. Anlagenteile ein, wodurch sowohl die Wartungskosten sinken als auch ein Verschleiß der Strahldüsen selbst verringert wird.
Durch die Installation einer Zunderdetektionseinrichtung und deren Einbindung in eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung kann die für eine saubere Entzunderung des Werkstücks erforderliche Wassermenge durch eine Variation des Drucks und/oder des Volumenstroms geeignet minimiert werden. Dies führt zu einer Einsparung an Energie für die Bereitstellung von Hochdruckwasser, als auch in gleicher Weise zu einer verminderten Abkühlung des Werkstücks in Folge einer verminderten Menge von Flüssigkeit, die auf das Werkstück ausgespritzt wird. Ergänzend darf darauf hingewiesen werden, dass ein Abstand des Rotorkopfes zur Oberfläche des Werkstücks verstellt werden kann. Somit ist eine Anpassung an unterschiedliche Chargen von Werkstücken mit unterschiedlich großen Höhen möglich. Ergänzend ist es auch möglich, diesen Abstand des Rotorkopfes zur Oberfläche des Werkstücks in Abhängigkeit der Signale der Zunderdetektionsein- richtung einzustellen. Beispielsweise kann in dieser Weise vorgesehen sein, dass bei nicht hinreichender Entzunderungsqualität der Abstand des Rotorkopfes zur Oberfläche des Werkstücks vermindert wird, so dass sich dadurch an der Oberfläche des Werkstücks ein größerer Aufpralldruck in Bezug auf die darauf aufgespritzte Flüssigkeit einstellt. Mutatis mutandis gilt dies auch umgekehrt, wonach der Abstand des Rotorkopfes zur Oberfläche des Werkstücks, falls die Entzunderungsqualität die vorbestimmte Sollvorgabe überschreitet, zumindest geringfügig vergrößert werden kann.
Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass es durch das Auffangen des von der Oberfläche des Werkstücks gelösten Zunders möglich ist, Zunderfehler durch Einwalzung von unkontrolliert herabfallenden Zunderresten zu verringern oder gar auszuschließen. Entsprechend werden für ein Werkstück zunderfreie, saubere Oberflächen mit vergleichsweise geringem Wasserverbrauch erreicht, wodurch in erheblichem Maße Energie zur Erzeugung des Hochdruckwassers eingespart wird. Der vergleichsweise geringere Wasserverbrauch führt zu einem erhöhten Zunderpartikelgehalt des in eine Auffangeinrichtung eingebrachten Wassers. Anders ausgedrückt, weist das in eine Auffangeinrichtung eingebrachte Wasser einen größeren Verschmutzungsgrad auf, wegen eines höheren Feststoffgehalts an abgelösten Zunderpartikeln. Durch die verminderte spezifische Wassermenge, die für die Entzunderung des Werkstücks zum Einsatz kommt, kann die erforderliche Aufheizenergie für einen Ofen oder die erforderliche Umformenergie für ein anschließendes Walzen des Werkstücks beträchtlich gesenkt werden. Bedingt durch die Temperatureinsparung können somit dünnere Enddicken für ein Werkstück bzw. ein Warmwalzgut erzeugt werden, so dass der Produktmix vergrößert werden kann. Hinzu kommt, dass bei einer geringeren Ofentemperatur auch die Lebensdauer von Ofenrollen erheblich zunimmt.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer schematisch vereinfachten Zeichnung im Detail beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine prinzipiell vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Rotorkopfes der Vorrichtung von Fig. 1 , Fig. 3a,
Fig. 3b und Fig. 3c jeweils einen prinzipiellen Zusammenhang zwischen einer Spritzrichtung von Strahldüsen einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 und einer Bewegungsrichtung, in der ein Werkstück an dieser Vorrichtung vorbeibewegt wird,
Fig. 4 eine prinzipiell vereinfachte Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 5 eine vereinfachte Querschnittsansicht einer Auffangeinrichtung der Vorrichtung von Fig. 4,
Fig. 6 eine vereinfachte Seitenansicht eines Rotorkopf-Paars, bei dem Rotorköpfe gemäß Fig. 2 jeweils an einer Oberseite und an einer Unterseite eines zu entzundernden Werkstücks angeordnet sind
Fig. 7 eine vereinfachte Frontalansicht eines Rotormoduls, bei dem eine Mehrzahl von Rotorköpfen nebeneinander und quer zur Bewegungsrichtung des Werkstücks angeordnet sind,
Fig. 8 eine mögliche Anordnung von Strahldüsen an einem Rotorkopf, zur Verwendung bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 oder gemäß Fig. 4,
Fig. 9a,
Fig. 9b jeweils Spritzbilder, die sich mit einer auf ein Werkstück ausgespritzten Flüssigkeit auf der Oberfläche des Werkstücks ausbilden,
Fig. 10 ein Ablaufdiagramm, gemäß dem die Erfindung in der Praxis eingesetzt wird, und
Fig. 1 1 , 12 jeweils Seitenansichten eines Rotorkopfes gemäß weiterer Ausführungsformen der Erfindung.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 12 verschiedene Ausführungsformen der Erfindung detailliert beschrieben. In den Figuren sind gleiche technische Merkmale jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass die Darstellungen in der Zeichnung prinzipiell vereinfacht und insbesondere ohne Maßstab gezeigt sind. In einigen Figuren sind kartesische Koordinatensysteme eingetragen, zwecks einer räumlichen Orientierung der erfindungsgemäßen Ausführungsformen in Bezug auf ein zu behandelndes und bewegtes Werkstück. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 dient zum Entzundern eines Werkstücks 12, das relativ zur Vorrichtung 10 in einer Bewegungsrichtung X bewegt wird. Bei dem Werkstück 12 kann es sich um Warmwalzgut handeln, das an der Vorrichtung 10 vorbeibewegt wird.
Bei der Ausführungsform von Fig. 1 umfasst die Vorrichtung 10 einen Rotorkopf 14, der um eine Rotationsachse R in Drehung versetzt werden kann. Eine Drehung des Rotorkopfes 14 um seine Rotationsachse R erfolgt durch (nicht gezeigte) motorische Mittel, zum Beispiel durch einen Elektromotor. An einer Stirnseite des Rotorkopfes 14, die dem Werkstück 12 zugewandt ist, sind Strahldüsen 16 angebracht. Aus den Strahldüsen 16 wird eine Flüssigkeit 18 (in Fig. 1 vereinfacht gestrichelt symbolisiert) unter Hochdruck auf eine Oberfläche 20 des Werkstücks 12 gespritzt, um das Werkstück geeignet zu entzundern. Zu diesem Zweck stehen die Strahldüsen 16 in Fluidverbindung mit einer (nicht gezeigten) Hochdruckpumpeneinheit, mittels der die Strahldüsen mit einer Flüssigkeit unter Hochdruck gespeist werden. Bei der Flüssigkeit 18 handelt es sich vorzugsweise um Wasser, ohne dass hierin eine Einschränkung nur auf Wasser zu sehen ist.
Bei der Ausführungsform von Fig. 1 umfasst die Vorrichtung 10 eine Auffang- einrichtung 22, die bezüglich der Bewegungsrichtung X des Werkstücks 12 stromaufwärts von dem Rotorkopf 14 angeordnet ist. Eine solche Auffangeinrichtung 22 dient zu dem Zweck, sowohl Zunder, der mittels der Hochdruck-Flüssigkeit von der Oberfläche 20 des Werkstücks abgetragen worden ist, als auch die Flüssigkeit, die nach einem Kontakt mit der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 hiervon abprallt, aufzunehmen. In der Darstellung von Fig. 1 sind abgetragener Zunder und die von der Oberfläche 20 des Werkstücks 10 abgeprallte Flüssigkeit vereinfacht durch strichpunktierte Linien symbolisiert. In Verbindung mit der Auffangeinrichtung 22 ist ein unteres Leitblech 23.1 vorgesehen, das zwischen dem Rotorkopf 14 und der Auffangeinrichtung 22 angeordnet ist und dabei unmittelbar an einen offenen Bereich der Auffang- einrichtung 22 angrenzt. Das untere Leitblech 23.1 ist dabei derart an der Auffang- einrichtung 22 angebracht bzw. befestigt, dass sein freies Ende unmittelbar oberhalb des Werkstücks 12 positioniert ist und dabei mit der Oberfläche 20 des Werkstücks einen Winkel δ (Fig. 1 ) zwischen 25-35° einschließt. Bevorzugt ist das untere Leitblech 23.1 derart angebracht, dass der Winkel δ zur Oberfläche 20 des Werkstücks 12 einen Wert von 30° annimmt.
Das untere Leitblech 23.1 ist in Entsprechung des Winkels δ von vorzugsweise 30° flach ansteigend in Richtung der Auffangeinrichtung 22 angeordnet. Somit erfüllt das untere Leitblech 23.1 die Aufgabe einer Prallfläche und bewirkt einen zielgerichteten Eintrag des Zunders und der von der Oberfläche 20 abgeprallten Flüssigkeit hinein in die Auffangeinrichtung 22.
Zusätzlich ist auch eine Abdeckeinrichtung in Form eines oberen Abdeckblechs 23.2 vorgesehen, das sich von der Auffangeinrichtung 22 bis unmittelbar an den Rotorkopf 14 erstreckt und dabei die Funktion eines Deckels übernimmt. Der Abstand eines Rands des oberen Abdeckblechs 23.2, der unmittelbar an den Rotorkopf 14 angrenzt, ist dabei derart gewählt, dass der Abschnitt zwischen dem Rand des oberen Abdeckblechs 23.2 und dem Rotorkopf 14 in Bezug auf Zunderpartikel durchlassfrei ist. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „durchlassfrei", dass Zunderpartikel, wenn sie von der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 in Folge des ausgespritzten Wassers abgelöst werden, nicht zwischen dem unmittelbar an den Rotorkopf 14 angrenzenden Rand des oberen Abdeckblechs 23.2 und dem Rotorkopf 14 austreten können. Entsprechend wird durch das obere Abdeckblech 23.2 verhindert, dass Zunder oder von der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 abgeprallte Flüssigkeit nach oben an die Umgebung austreten. Gleichwohl ist hierbei gewährleistet, dass Luft durch den Abschnitt zwischen dem oberen Abdeckblech 23.2 und dem Rotorkopf 14 hindurchtreten kann, so dass sich beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 unterhalb des oberen Abdeckblechs 23.2 kein Staudruck bildet.
Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 weitere Zusammenhänge für die Anordnung des Rotorkopfes 14 und der daran angebrachten Strahldüsen 16 erläutert.
Die Strahldüsen 16 sind fest an einer dem Werkstück 12 gegenüberliegenden Stirnseite des Rotorkopfes 14 angebracht. Hierbei sind die Längsachsen L der Strahldüsen 16 parallel zur Rotationsachse R des Rotorkopfes 14 ausgerichtet. Entsprechend verläuft auch die Spritzrichtung S (vgl. Fig. 2), in der die Flüssigkeit aus den Strahldüsen 16 ausgespritzt wird, parallel zur Rotationsachse R des Rotorkopfes 14. Die Rotationsachse R ist bezüglich einer Orthogonalen auf die Oberfläche 20 des Werkstücks 12 schräg in einem Winkel γ (Fig. 2) geneigt angeordnet. Durch die Anbringung der Strahldüsen 16 an den Rotorkopf 14, bei der wie erläutert die Längsachsen L der Strahldüsen parallel zur Rotationsachse R verlaufen, resultiert ein Anstellwinkel α (vgl. Fig. 2), mit dem die aus den Strahldüsen 16 gespritzte Flüssigkeit 18 auf der Oberfläche 20 des Werkstücks auftrifft. Dieser Anstellwinkel α entspricht einem Winkel zwischen der Spritzrichtung S der Flüssigkeit 18 und einer Orthogonalen auf die Oberfläche 20 des Werkstücks 12. Wegen der parallelen Ausrichtung der Längsachsen L der Strahldüsen 16 mit der Rotationsachse R ist der Anstellwinkel α bei der Ausführungsform von Fig. 2 gleich dem Neigungswinkel γ der Rotationsachse R.
Der Rotorkopf 14 ist höhenverstellbar ausgebildet. Dies bedeutet, dass ein Abstand A, den ein Schnittpunkt der Rotationsachse R mit der Stirnfläche des Rotorkopfes 14 zu der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 aufweist (Fig. 2), bei Bedarf verändert werden kann. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dieser Abstand A als Spritzabstand zu verstehen. Bei einer Verringerung dieses Abstands A ninnnnt der resultierende Aufpralldruck der Flüssigkeit 18 auf der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 zu. Die Hohenverstellbarkeit für den Rotorkopf 14 ist in der Fig. 2 vereinfacht durch den Pfeil„H" symbolisiert, und kann durch eine höhenverstellbare Halterung realisiert werden, an welcher der Rotorkopf 14 angebracht ist. Einzelheiten zu einer Verstellung dieses Abstands A sind nachstehend noch im Detail erläutert.
Die Fig. 3 verdeutlicht einen Zusammenhang zwischen der Spritzrichtung S, mit der die Flüssigkeit 18 aus den Strahldüsen 16 gespritzt wird, und der Bewegungsrichtung X, mit der das Werkstück 12 an der Vorrichtungl 0 bzw. deren Rotorkopf 14 vorbeibewegt wird. Im Einzelnen verdeutlicht die Fig. 3 eine Projektion der Spritzrichtung S in eine Ebene parallel zur Oberfläche 20 des Werkstücks 12. In dem Beispiel von Fig. 3a ist die Spritzrichtung S, mit der die Flüssigkeit 18 aus einem Düsenmund 17 einer Strahldüse 16 ausgebracht wird, genau entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung X, d. h. in einem Spritzwinkel ß von genau 180° zur Bewegungsrichtung X ausgerichtet. Dies führt dazu, dass die Spritzrichtung S der Flüssigkeit 18, wenn diese permanent unter Hochdruck auf das Werkstück 12 gespritzt wird, keinen Anteil aufweist, der in Richtung eines seitlichen Randes des Werkstücks 12 weist. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Flüssigkeit 18 stets genau in Richtung der Auffangeinrichtung 22 aus den Strahldüsen 16 auf die Oberfläche 20 des Werkstücks gespritzt wird. In Folge dessen wird dann der abgetragene Zunder in Verbindung mit der von der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 abgeprallten Flüssigkeit 18 zielgerichtet in die Auffangeinrichtung 22 eingebracht.
Gemäß der Beispiele von Fig. 3b und Fig. 3c ist es auch möglich, dass der Spritzwinkel ß größer oder kleiner als 180 ist, z.B. 170° oder 190°, oder in einen Wertebereich zwischen 170° und 190° fällt. Dies bedeutet, dass dann die Spritzrichtung S nicht genau entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung X verläuft, sondern mit der Bewegungsrichtung X einen Winkel einschließt, der - wie erläutert und in den Fig. 3b und 3c veranschaulicht - in einem Bereich zwischen 170° bis 190° liegen kann.
An dieser Stelle wird gesondert darauf hingewiesen, dass die vorstehend erläuterte Ausrichtung der Spritzrichtung S, ausweislich der Darstellungen gemäß Fig. 3a, Fig. 3b und Fig. 3c, während einer Drehung des Rotorkopfes 14 um seine Rotationsachse R unverändert bzw. konstant bleibt. Gleiches gilt auch für den Anstellwinkel a. Bezüglich des Rotorkopfes 14 gemäß Fig. 2 wird darauf verwiesen, dass dieser Rotorkopf 14 jenem von Fig. 1 entsprechen kann. In Abweichung hiervon ist es für die vorliegende Erfindung auch möglich, den Rotorkopf 14 gemäß Fig. 2 ohne eine Auffangeinrichtung 22 vorzusehen. Eine weitere Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 ist in der Fig. 4 gezeigt, nämlich in einer prinzipiell stark vereinfachten Draufsicht. Hierbei sind zwei Rotorköpfe 14.1 und 14.2, in Bezug auf die Bewegungsrichtung X des Werkstücks 12, hintereinander angeordnet. Jedem dieser Rotorköpfe 14.1 und 14.2 ist eine eigene Auffangeinrichtung 22 zugeordnet, die jeweils, bezüglich der Bewegungsrichtung X des Werkstücks 12, stromaufwärts von einem zugehörigen Rotorkopf angeordnet ist. Prinzipiell kann statt des Rotorkopfes 14.2 auch eine andere Strahldüsenbauart vorgesehen werden.
Die Draufsicht von Fig. 4 verdeutlicht nochmals, dass die Spritzrichtung S, mit der die Flüssigkeit 18 aus den an einem Rotorkopf 14 angebrachten Strahldüsen 16 ausgebracht wird, keinen Anteil aufweist, der in Richtung eines seitlichen Randes 13 des Werkstücks 12 weist, sondern statt dessen direkt auf eine zugeordnete Auffangeinrichtung 22 gerichtet ist. Bedingt durch die erfindungsgemäß verringerte aufgebrachte Wassermenge bei gleichzeitig verbesserter Wirksamkeit ist der Verschmutzungsgrad des Wassers mit Zunderresten bzw. entsprechenden Feststoffteilchen erhöht, so dass sich eine andere Ausgestaltung der Auffangeinrichtung empfiehlt.
Der Eintrag von abgetragenem Zunder und von Flüssigkeit, die nach einem Kontakt mit dem Werkstück 12 von dessen Oberfläche 20 abprallt, hinein in eine jeweilige Auffangeinrichtung 22 wird wie vorstehend erläutert durch das flach in dem Winkel δ ansteigende untere Leitblech 23.1 unterstützt, und ist in der Fig. 4 symbolisch durch die Pfeile "E" symbolisiert. Weitere Einzelheiten der Auffangeinrichtung 22 ergeben sich aus der Fig. 5, die eine Querschnittsansicht hiervon zeigt.
Eine Bodenfläche 25 der Auffangeinrichtung 22 ist jeweils seitlich nach unten geneigt ausgebildet. Bei der Darstellung von Fig. 5 ist die vertikale Symmetrielinie mit einer Mitte des Werkstücks 12 ausgerichtet. Dies führt dazu, dass die Bodenfläche 25 der Auffangeinrichtung 22, ausgehend von ihrer Mitte, dann zu den seitlichen Rändern 24 hin abfällt, und dadurch auch Zunder und Flüssigkeit, die in die Auffangeinrichtung 22 eingebracht werden, in Richtung der seitlichen Ränder 24 bewegt werden.
Die Auffangeinrichtung 22 ist mit einem Ablassrohr 26 verbunden, z.B. an beiden Seitenrädern 24. Durch das Ablassrohr 26 werden in Folge der Graviation Reinigungsflüssigkeit und abgetragener Zunder aus der Auffangeinrichtung 22 ausgetragen, z.B. in eine (nicht gezeigte) Förderrinne, in welche das Ablassrohr 26 mündet.
Der Austrag von Reinigungsflüssigkeit und Zunder aus der Auffangeinrichtung 22 heraus, nämlich durch das Ablassrohr 26, kann durch eine Fördereinrichtung 27 optimiert werden, mittels der Reinigungsflüssigkeit und Zunder innerhalb der Auffangeinrichtung in Richtung einer Öffnung des Ablassrohrs 26 bzw. in Richtung der seitlichen Ränder 24 gefördert werden. Zu diesem Zweck umfasst die Fördereinrichtung 27 z.B. Spüldüsen 28 (Fig. 5), aus denen ein Fluid, z.B. eine Flüssigkeit oder ein Gas oder eine Mischung hiervon, schräg zur Bodenfläche 25 ausgetragen wird. Alternativ oder ergänzend zu solchen Spüldüsen 28 ist es auch möglich, dass die Fördereinrichtung 27 mechanische Komponenten, z.B. Kratzelemente, Förderschnecken oder dergleichen, aufweist, mittels derer die Flüssigkeit und/oder der Zunder gezielt in Richtung einer Öffnung des Ablassrohrs 26 gefördert werden.
Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 mögliche Anordnungen von Rotorköpfen gezeigt und erläutert, die z.B. bei der Ausführungsform von Fig. 4 zum Einsatz kommen können.
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht eines Rotorkopf-Paars 29, bei dem ein Rotorkopf 14 jeweils oberhalb und unterhalb des Werkstücks 12, d.h. sowohl an dessen Oberseite und an dessen Unterseite vorgesehen ist. Es ist zu erkennen, dass der Rotorkopf 14, welcher unterhalb des Werkstücks 12 angeordnet ist, in Bezug zur Bewegungsrichtung X des Werkstücks 12 stromabwärts von dem Rotorkopf 14, welcher oberhalb des Werkstücks 12 angeordnet ist, positioniert ist. Dies deshalb, damit z.B. Flüssigkeit 18, die aus den Strahldüsen 16 des unterhalb des Werkstücks 12 angeordneten Rotorkopfes 14 gespritzt wird, nicht gegen den oberhalb des Werkstücks 12 angeordneten Rotorkopf 14 prallt, falls sich zwischen diesen beiden Rotorköpfen kein Werkstück bzw. Bandmaterial befinden sollte. Der in Fig. 6 gezeigte Versatz zwischen den oberhalb und unterhalb des Werkstücks 12 angeordneten Rotorköpfen ändert nichts daran, dass diese beiden Rotorköpfe, im Sinne der vorliegenden Erfindung, als Rotorkopf-Paar 29 zu verstehen sind. Diesbezüglich versteht sich, dass es sich bei den in Fig. 4 gezeigten Bezugszeichen 14.1 und 14.2 jeweils um ein solches Rotorkopf-Paar handeln kann. Fig. 7 zeigt eine Frontalansicht von Rotorkopf-Modulen 30, die jeweils oberhalb und unterhalb des Werkstücks 12 vorgesehen sind und dadurch ein Rotormodul- Paar 31 bilden. Im Einzelnen bestehen die jeweiligen Rotorkopf-Module 30 aus einer Mehrzahl von Rotorköpfen 14, die nebeneinander und quer zur Bewegungsrichtung X des Werkstücks angeordnet sind. Abweichend von der Darstellung in der Fig. 7 können auch weniger oder mehr als drei Rotorköpfe 14 zu einem Rotormodul 30 zusammenfasst sein.
Für die Darstellung von Fig. 6 wird ergänzend darauf hingewiesen, dass es sich hierbei auch um eine Seitenansicht eines Rotormodul-Paars 31 gemäß Fig. 7 handeln kann, wobei jeweils nur der in der Papierebene zuvorderst liegende Rotorkopf 14 an der Ober- und Unterseite des Werkstücks zu erkennen ist.
Bezüglich der Ausführungsformen nach den Figuren 6 und 7 wird darauf hingewiesen, dass die einzelnen Rotorköpfe 14 an eine gemeinsame Druckwasserleitung D angeschlossen sind, wobei die Druckwasserleitung D mit der Hochdruckpumpeneinheit verbunden ist. Hierdurch ist eine Versorgung der an den Rotorköpfen angebrachten Strahldüsen 16 mit Hochdruck-Wasser gewährleistet.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 kann abweichend zu der gezeigten Darstellung auch vorgesehen sein, dass anstatt der einzelnen Rotorköpfe 14.1 und 14.2, die in Bezug zur Bewegungsrichtung X hintereinander angeordnet sind, auch Rotormodule 30 vorgesehen sind, nämlich - wegen der Anordnung oberhalb und unterhalb des Werkstücks 12 - in Form von Rotormodul-Paaren 31 gemäß Fig. 7.
Bei einem Rotormodul 30 gemäß der Ausführungsform von Fig. 7 wird die Breite eines Werkstücks 12, d.h. in einer Richtung quer zu dessen Bewegungsrichtung X, wie gezeigt durch eine Mehrzahl von Rotorköpfen 14 abgedeckt. Anders ausgedrückt, entspricht die Breite eines solchen Rotormoduls 30 im Wesentlichen einer Breite des Werkstücks 12. Dies führt zu dem Vorteil, dass im Unterschied von z.B. nur einem einzigen Rotorkopf, dessen Durchmesser der Breite des Werkstücks 12 entspricht, dann der Durchmesser der einzelnen Rotorköpfe eines Rotormoduls 3 jeweils kleiner sein kann, verbunden mit dem Vorteil, dass dann für diese Rotorköpfe höhere Drehzahlen einstellbar sind, ggf. auch zur Anpassung an hohe Walzgeschwindigkeiten bzw. hohe Vorschubgeschwindigkeiten für das Werkstück.
Vorteilhaft ist es, wenn die einzelnen Rotoren eines Rotormoduls individuell und/oder in Gruppen drucklos abschaltbar sind und somit die Aufbringung der Flüssigkeit an die Breite des Werkstücks angepasst wird.
Fig. 8 symbolisiert eine Anbringung von mehreren Strahldüsen 16 an einer Stirnseite eines Rotorkopfes 14. Bei dem Beispiel von Fig. 8 sind drei Strahldüsen 16.1 , 16.2 und 16.3 vorgesehen, die jeweils einen unterschiedlichen Abstand s zur Rotationsachse R des Rotorkopfes 14 aufweisen. Bei der Darstellung von Fig. 8 verläuft die Rotationsachse R senkrecht zur Zeichnungsebene.
Die unterschiedlichen Abstände der jeweiligen Strahldüsen 16.1 , 16.2 und 16.3 sind in Fig. 8 jeweils mit Si , S2, und S3 bezeichnet, mit der Maßgabe: Si > S2 > S3. Bei einer solchen Anordnung von Strahldüsen mit jeweils unterschiedlichem radialen Abstand zur Rotationsachse R ist vorgesehen, dass aus einer Strahldüse, die einen größeren radialen Abstand zur Rotationsachse R aufweist, ein größerer Volumenstrom an Flüssigkeit ausgespritzt wird als im Vergleich zu einer Strahldüse, die einen kleineren Abstand zur Rotationsachse aufweist. In Bezug auf die drei Düsen 16.1 , 16.2 und 16.3 gemäß Fig. 8 gilt dann für den aus diesen Düsen ausgebrachten Volumenstrom die Beziehung: Vi > V2 > V3. Hierdurch wird für die aus den Strahldüsen 16.1 , 16.2 und 16.3 ausgebrachte Flüssigkeit ein gleichmäßiger Energieeintrag auf der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 quer zu seiner Bewegungsrichtung X erzielt. Die soeben in Bezug zur Darstellung von Fig. 8 erläuterten Zusammenhänge verstehen sich auch für eine Anzahl von Strahldüsen von größer oder kleiner drei, nämlich jedenfalls für mehrere Strahldüsen, die jeweils einen unterschiedlichen Abstand zur Rotationsachse R des Rotorkopfes 14 aufweisen. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass das Beispiel von Fig. 8 auch für alle Rotorköpfe 14 gilt, die in den Fig. 1 -7 gezeigt und erläutert sind.
Für die Erfindung kann eine Zunderdetektionseinrichtung 32 vorgesehen sein, die bezüglich der Bewegungsrichtung X des Werkstücks 12 stromabwärts von einem Rotorkopf 14 bzw. eines Rotorkopf-Paars 29 bzw. eines Rotormodul-Paars angeordnet ist, wobei zur Vereinfachung nachstehend nur Bezug auf einen Rotorkopf 14 genommen wird, ohne dass hierin eine Einschränkung zu sehen ist. Bei der Ausführungsform von Fig. 4 ist eine solche Zunderdetektionseinrichtung 32 stromabwärts von dem Rotorkopf 14.2 angeordnet. Ungeachtet der Anzahl von Rotorköpfen, die bei der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Bewegungsrichtung X des Werkstücks 12 hintereinander angeordnet sein können, ist es für die Zunderdetektionseinrichtung 32 von Bedeutung, dass sie in räumlicher Nähe und stromabwärts zu einem Rotorkopf (z.B. Rotorkopf 14.2 gemäß Fig. 4) der Vorrichtung 10 angeordnet ist, jedenfalls bevor das Werkstück 12 z. B. einem erneuten Walzvorgang unterzogen wird. Die Zunderdetektionseinrichtung 32 ist signaltechnisch mit einer Steuereinrichtung 34 verbunden (Fig. 1 , Fig. 4). Mittels der Zunderdetektionseinrichtung 32 ist es möglich, auf der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 möglichen verbleibenden Restzunder zuverlässig zu erkennen bzw. zu detektieren, nachdem die Flüssigkeit 18 auf das Werkstück 12 gespritzt worden ist. Zu diesem Zweck erstreckt sich die Zunderdetektionseinrichtung 32 vollständig über eine Breite des Werkstücks 12. Des Weiteren darf darauf hingewiesen werden, dass eine Zunderdetektionseinrichtung 32 oberhalb und unterhalb des Werkstücks 12, d. h. an dessen Oberseite und an dessen Unterseite vorgesehen sein kann. Entsprechend ist es mittels der Zunderdetektionseinrichtung 32 möglich, möglichen Restzunder an beiden Oberflächen des Werkstücks 12 zu detektieren. In den Darstellungen von Fig. 1 und Fig. 4 ist symbolisch gezeigt, dass ein Rotorkopf 14 signaltechnisch ebenfalls mit der Steuereinrichtung 34 verbunden ist. Dies bedeutet, dass es mittels der Steuereinrichtung 34 möglich ist, den Druck, mit dem die aus den Strahldüsen 16 gespritzte Flüssigkeit auf einer Oberfläche 20 des Werkstücks 20 aufprallt, geeignet zu verändern. Eine solche Veränderung des Aufpralldrucks der die Flüssigkeit kann beispielsweise durch Zu- oder Abschaltung einer Pumpe der Hochdruckpumpeneinheit erfolgen, mit der die Druckwasserleitung D für die Strahldüsen 16 verbunden ist. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Hochdruckpumpeneinheit , mit der die Druck- Versorgung für die Strahldüsen 16 gewährleistet wird, mit einem Frequenzregler ausgestattet ist, um eine noch bessere Anpassung des gewünschten Drucks für die Strahldüsen 16 zu erzielen.
Alternativ und ungeachtet des Vorsehens einer Zunderdetektionseinrichtung 32 ist es für die vorliegende Erfindung möglich, dass ein Rotorkopf 14 signaltechnisch mit der Steuereinrichtung 34 verbunden ist. Entsprechend kann mittels der Steuereinrichtung 34 beispielsweise auch die Drehzahl, mit der der Rotorkopf 14 um seine Rotationsachse R gedreht wird, angepasst werden, beispielsweise in Abhängigkeit der Vorschubgeschwindigkeit, mit der das Werkstück in seiner Bewegungsrichtung X an der Vorrichtung 10 vorbeibewegt wird. Mittels einer solchen Anpassung der Drehzahl für den Rotorkopf 14 insbesondere an die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks 12 in seiner Bewegungsrichtung X wird ein optimaler Energieeintrag für die auf die Oberfläche 20 des Werkstücks 12 gespritzte Flüssigkeit 18 erzielt, nämlich längs der Bewegungsrichtung X. Eine solch optimale Anpassung der Drehzahl des Rotorkopfes 14 an die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks 12 ist in dem Spritzbild gemäß Fig. 9a dargestellt, die einen Ausschnitt von einer Oberfläche 20 des Werkstücks 12 in einer Draufsicht zeigt. Demgegenüber veranschaulicht die Darstellung von Fig. 9b eine nicht optimale Anpassung der Drehzahl des Rotorkopfes 14 an die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks 12. Mittels der Erfindung ist es möglich, ein Spritzbild gemäß der Darstellung von Fig. 9b zu vermeiden. Die Erfindung funktioniert nun wie folgt:
Für ein gewünschtes Entzundern der Oberflächen 20 eines Werkstücks 12 wird dieses Werkstück relativ zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 in einer Bewegungsrichtung X bewegt. Hierbei sind Rotorköpfe 14 der Vorrichtung 10 vorzugsweise sowohl an einer Oberseite als auch an einer Unterseite des Werkstücks 12 vorgesehen, ausweislich der Ausführungsform von Fig. 6. Ein Entzundern der Werkstücks 12 wird dadurch erzielt, dass eine Flüssigkeit 18 aus den an einem Rotorkopf 14 angebrachten Strahldüsen 16 unter Hochdruck auf die Oberflächen 20 des Werkstücks 12 gespritzt wird. In Folge der vorstehend erläuterten Ausrichtung der Strahldüsen 16 und der daraus resultierenden Spritzrichtung S für die Flüssigkeit 18 werden abgetragener Zunder, in Verbindung mit der von der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 abprallenden Flüssigkeit, zielgerichtet in die Auffangeinrichtung 22 eingebracht.
Es sind (nicht gezeigte) Mittel vorgesehen, durch die die Steuereinrichtung 34 eine Information bezüglich der Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks 12 in seiner Bewegungsrichtung X erhält. Auf Grundlage dessen kann mittels der Steuereinrichtung 34 eine gewünschte Drehzahl für einen Rotorkopf 14 eingestellt werden, nämlich in Anpassung an die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks 12. Eine solche Anpassung ist auch im laufenden Produktionsbetrieb möglich, falls es zu Schwankungen bei der Vorschubgeschwindigkeit für das Werkstück 12 kommt. Die Steuereinrichtung 34 kann programmtechnisch derart eingerichtet sein, dass eine solche Anpassung der Drehzahl eines Rotorkopfes 14 auch geregelt erfolgt.
Auf Grundlage der Signale der Zunderdetektionseinrichtung 32 kann der Druck, mit dem die an einem Rotorkopf 14 angebrachten Strahldüsen 16 mit der Flüssigkeit 18 gespeist werden, auf einen vorbestimmten Wert eingestellt bzw. angepasst werden. Dies bedeutet, dass beispielsweise der für die Strahldüsen 16 bereitgestellte Druck der Flüssigkeit 18 gerade eben so hoch eingestellt wird, dass eine ausreichende Entzunderungsqualität erzielt wird, die dann mittels der Zunderdetektionseinrichtung 32 überwacht werden kann. Hierdurch ist eine Einsparung an Wassermenge und Energie möglich. Falls demgegenüber von der Steuereinrichtung 34, auf Grundlage der von der Zunderdetektionseinrichtung 32 erzeugten Signale, erkannt werden sollte, dass die Entzunderungsqualität einen bestimmten Sollwert unterschreitet, so kann dies durch eine geeignete Druckerhöhung, durch Zuschaltung einer Pumpe und/oder durch Zuschaltung einer zusätzlichen Entzunderungseinheit z.B. in Form eines Rotorkopf-Paars 29 oder eines Rotormodul-Paars 31 kompensiert werden. Ein solcher Betriebsablauf nach der vorliegenden Erfindung ist auch in dem Ablaufdiagramm von Fig. 1 1 veranschaulicht.
Ergänzend und/oder alternativ kann die Veränderung des Aufpralldrucks durch eine Höhenverstellung der Rotorkopf-Anordnung erfolgen. Diese Höhenverstellung ist in der Fig. 2, wie dort bereits erläutert, durch den Pfeil„H" symbolisiert. Hierbei kann der Abstand A (Fig. 2), den ein Rotorkopf 14 von der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 aufweist, in Abhängigkeit der Signalwerte der Zunderdetektionseinrichtung 32 verstellt bzw. verändert werden. Beispielsweise kann dieser Abstand A verringert werden, falls die Entzunderungsqualität der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 als nicht zufriedenstellend beurteilt wird, wobei in Folge des verringerten Abstands A der Aufpralldruck der Flüssigkeit 18 auf der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 zunimmt. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass, jedenfalls solange die Entzunderungsqualität hinreichend hoch bleibt und ein vorbestimmter Sollwert hierfür erreicht werden, der Abstand A auch vergrößert werden kann. Zur Durchführung der vorliegenden Erfindung empfiehlt sich, bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 die Schrägstellung des Rotorkopfes (vgl. Winkel γ in Fig. 2) und die Anbringung der Strahldüsen 16 an dem Rotorkopf derart zu wählen, dass der Anstellwinkel α in einem Bereich von 5° bis 25° liegt und vorzugsweise einen Wert von 15° annimmt. Schließlich darf darauf hingewiesen werden, dass für die vorliegende Erfindung auch ein Rotorkopf 14.3 gemäß der Darstellung von Fig. 1 1 und/oder ein Rotorkopf 14.4 gemäß der Darstellung in Fig. 12 eingesetzt werden kann. Bei dem Rotorkopf 14.3 gemäß Fig. 1 1 verläuft dessen Rotationsachse R senkrecht zur Oberfläche 20 des zu entzundernden Werkstücks 12, wobei die Strahldüsen 16 geneigt an einer Stirnseite des Rotorkopfes 14.3 angebracht sind. Bei einer Drehung des Rotorkopfes 14.3 um seine Rotationsachse R werden die Strahldüsen 16 gleichzeitig und synchron derart um ihre Längsachse L gedreht, dass dabei der Anstellwinkel α in Bezug zur Oberfläche 20 jeweils konstant bleibt. Dies wird über ein Planetengetriebe 36 erreicht, das in den Rotorkopf 14.3 integriert ist.
Bei dem Rotorkopf 14.4 gemäß Fig. 12 verläuft die Rotationsachse R ebenfalls senkrecht zur Oberfläche 20 des Werkstücks 12, wobei die Strahldüsen 16 mit ihrer Längsachse L parallel zur Rotationsachse R an dem Rotorkopf 14.4 angebracht sind. Die Strahldüsen 16 weisen an ihren jeweiligen Düsenmund 17 eine geeignet ausgebildete Austrittsöffnung auf, durch die eine Ablenkung der ausgespritzten Flüssigkeit 18 erzielt wird, wodurch sich der in Fig. 13 gezeigte Anstellwinkel α ergibt. Dieser Anstellwinkel α bleibt während einer Drehung des Rotorkopfes 14.4 um seine Rotationsachse dadurch konstant, indem die Strahldüsen 16 mittels eines Planetengetriebes synchron zur Drehung des Rotorkopfes 14.4 jeweils um ihre Längsachse L gedreht werden. Es versteht sich, dass die Rotorköpfe 14.3 bzw. 14.4. auch nach Art eines Rotorkopf-Paars 29 und/oder nach Art eines Rotormodul-Paars 31 eingesetzt werden können, gemäß der Darstellungen in Fig. 6 bzw. in Fig. 7.
Bei Verwendung der Rotorköpfe 14.3 und 14.4 kann für die ausgespritzte Flüssigkeit 18 die gleiche Spritzrichtung S erreicht werden, wie es in der Darstellung von Fig. 3a gezeigt ist. Alternativ hierzu ist es bei Verwendung eines Rotorkopfes 14.3 oder 14.4 auch möglich, eine Spritzrichtung S für zumindest eine an einem solchen Rotorkopf angebrachte Strahldüse einzustellen, dass die resultierende Spritzrichtung S mit der Bewegungsrichtung X einen Winkel von 170° (Fig. 3b) oder 190° (Fig. 3c), oder einen Winkel einschließt, der jeweils zwischen 170°-180° bzw. 180°-190° liegt.
Beispielsweise ist es möglich, dass es sich bei dem in Fig. 8 gezeigten Rotorkopf um einen Rotorkopf gemäß Fig. 1 1 oder Fig. 12 handelt. Hierbei kann dann vorgesehen sein, dass die Spritzrichtung S der Strahldüse 16.2 in einem Spritzwinkel ß von 180° (Fig. 3a) ausgerichtet ist, wobei die Spritzrichtung S der Strahldüse 16.1 in einem Spritzwinkel ß von 170° (Fig. 3b) und die Spritzrichtung S der Strahldüse 16.3 in einem Spritzwinkel ß von 190° (Fig. 3c) ausgerichtet sind. Durch eine solche Anordnung von Strahldüsen an einem Rotorkopf ist es möglich, die Entzunderungsqualität für das Werkstück 12 weiter zu erhöhen, weil hiermit auch eventuelle Vertiefungen, die sich auf der Oberfläche 20 des Werkstücks ausbilden können, durch Vermeidung von Spritzschatten eine wirksame Entzunderung erfahren .
Im Übrigen wird darauf hingewiesen, dass die Rotorköpfe 14.3 und 14.4 gemäß Fig. 1 1 bzw. Fig. 12 in gleicher Weise wie der Rotorkopf 14 (Fig. 2) bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 oder Fig. 4 eingesetzt werden können. Die Wirkungsweise zum Entzundern des Werkstücks 12 bleibt dabei unverändert, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obige Erläuterungen verwiesen werden darf.
Bezugszeichenliste
10 Vorrichtung
12 Werkstück
14 Rotorkopf
16 Stahldüse
16.1 Stahldüse
16.2 Stahldüse
16.3 Stahldüse
18 Flüssigkeit
20 Oberfläche
22 Auffangrichtung
23.1 Abdeckeinrichtung
23.2 Abdeckeinrichtung
26 Ablassrohr
27 Fördereinrichtung
28 Spüldüse
29 Rotorkopf-Paar
31 Rotor-Modulpaar
32 Zundedetektionseinrichtung α Anstellwinkel
ß Spritzwinkel
γ Winkel
L Längsachse
R Rotationsachse
S Spritzrichtung
Vi Volumenstrom
V2 Volumenstrom
V3 Volumenstrom
X Bewegungsrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (10) zum Entzundern eines relativ zur Vorrichtung (10) in einer Bewegungsrichtung (X) bewegten Werkstücks (12), vorzugsweise eines Warmwalzguts, umfassend
zumindest einen um eine Rotationsachse (R) drehbaren Rotorkopf (14), an dem mehrere Strahldüsen (16) angebracht sind, wobei aus den Strahldüsen (16) eine Flüssigkeit (18), insbesondere Wasser, auf das Werkstück (12) in einem Anstellwinkel (a) schräg bezüglich einer Orthogonalen auf eine Oberfläche (20) des Werkstücks (12) ausbringbar ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Strahldüsen (16) derart an dem Rotorkopf (14) angebracht sind, dass bei Drehung des Rotorkopfes (14) um seine Rotationsachse (R) die Spritzrichtung (S) der aus den Strahldüsen (16) ausgebrachten Flüssigkeit (18), bezogen auf eine Projektion in eine Ebene parallel zur Oberfläche (20) des Werkstücks (12), permanent entgegengesetzt, d.h. in einem Spritzwinkel (ß) zwischen 170° und 190°, vorzugsweise in einem Spritzwinkel (ß) von 180°, zur Bewegungsrichtung (X) des Werkstücks (12) ausgerichtet ist und dabei der Anstellwinkel (a) für alle Strahldüsen (16) konstant gleich bleibt, und
dass eine Auffangeinrichtung (22) vorgesehen ist, die bezüglich der Bewegungsrichtung (X) des Walzguts stromaufwärts von dem Rotorkopf (14) angeordnet ist, derart, dass sowohl die aus den Strahldüsen (16) ausgebrachte Flüssigkeit (18) nach einem Abprallen von der Oberfläche (20) des Werkstücks (12) als auch der mittels der Flüssigkeit (18) von der Oberfläche (20) des Werkstücks (12) abgetragene Zunder zielgerichtet in die Auffangeinrichtung (22) einbringbar sind. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Strahldüsen (16) an dem Rotorkopf (14) in einem unterschiedlich großen radialen Abstand (si ; S2; S3) zu dessen Rotationsachse (R) angebracht sind, wobei aus einer Strahldüse (16.1 ; 16.2; 16.3) , die einen größeren radialen Abstand zur Rotationsachse (R) aufweist, ein größerer Volumenstrom (Vi ; V2; V3) an Flüssigkeit (18) ausbringbar ist als im Vergleich zu einer Strahldüse, die einen kleineren radialen Abstand zur Rotationsachse (R) aufweist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkopf (14) gegenüber der Auffangeinrichtung (22) derart angeordnet ist, dass die Flüssigkeit (18) aus den Strahldüsen (16) ausschließlich in Richtung der Auffangeinrichtung (22) ausgebracht wird.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung des Rotorkopfes (14) relativ zur Bewegungsrichtung des Werkstücks (12) und die Anbringung zumindest einer Strahldüse (16), vorzugsweise aller Strahldüsen (16) an dem Rotorkopf (14) derart gewählt sind, dass die Spritzrichtung (S) zumindest der einen Strahldüse (16), vorzugsweise aller Strahldüsen (16), in welcher die Flüssigkeit (18) ausgebracht wird, bei einer Projektion in eine Ebene parallel zur Oberfläche (20) des Werkstücks (12) genau entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung (X) verläuft und somit der Spritzwinkel (ß) zwischen der Spritzrichtung (S) und der Bewegungsrichtung (X) genau 180° beträgt.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangeinrichtung (22) mit zumindest einem Ablassrohr (26) versehen ist, durch das die Reinigungsflüssigkeit und abgetragener Zunder aus der Auffangeinrichtung (22) abführbar sind. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangeinrichtung (22) mit einer Fördereinrichtung (27) ausgestattet ist, mittels der abgetragener Zunder innerhalb der Auffangeinrichtung (22) in Richtung einer Öffnung des Ablassrohrs (26) transportierbar ist, vorzugsweise, dass die Fördereinrichtung (27) zumindest eine Spüldüse (28) aufweist, aus der ein Fluid austragbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Rotoren eines Rotormoduls individuell und/oder in Gruppen drucklos abschaltbar sind, zur Anpassung der Aufbringung der Flüssigkeit (18) quer zur Bewegungsrichtung (X) des Werkstücks (16).
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Auffangeinrichtung (22) und dem Rotorkopf (14) eine Abdeckeinrichtung (23.2) angeordnet ist, die sich von der Auffangeinrichtung (22) bis unmittelbar an den Rotorkopf (14) erstreckt, derart, dass ein Abschnitt zwischen dem Rotorkopf (14) und einem Rand der Abdeckeinrichtung (23.2) in Bezug auf Zunderpartikel durchlassfrei ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkopf (14) mit seiner Rotationsachse (R) bezüglich einer Orthogonalen auf eine Oberfläche (20) des Werkstücks (12) schräg in einem Winkel (γ) geneigt ist, wobei die Strahldüsen (16) jeweils fest an dem Rotorkopf (14) angebracht sind, vorzugsweise, dass die Strahldüsen (16) mit ihren Längsachsen (L) parallel zur Rotationsachse (R) des Rotorkopfes (14) angeordnet sind.
Verfahren zum Entzundern eines Werkstücks (12), vorzugsweise eines Warmwalzguts, das relativ zu einer Vorrichtung (10) mit zumindest einem um eine Rotationsachse (R) drehbaren Rotorkopf (14), an dem mehrere Strahldüsen (16) angebracht sind, in einer Bewegungsrichtung (X) bewegt wird, wobei eine Flüssigkeit (18), insbesondere Wasser, aus den Strahldüsen (16), während der Rotorkopf (14) um seine Rotationsachse (R) gedreht wird, auf das Werkstück (12) in einem Anstellwinkel (a) schräg zur Oberfläche (20) des Werkstücks (12) ausgebracht wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei Drehung des Rotorkopfes (14) um seine Rotationsachse (R) die Spritzrichtung (S) der aus den Strahldüsen (16) ausgebrachten Flüssigkeit (18), bezogen auf eine Projektion in eine Ebene parallel zur Oberfläche (20) des Werkstücks (12), permanent entgegengesetzt, d.h. in einem Spritzwinkel (ß) zwischen 170° und 190°, und insbesondere in einem Spritzwinkel (ß) von genau 180°, zur Bewegungsrichtung (X) des Werkstücks (12) ausgerichtet ist und dabei der Anstellwinkel (a) für alle Strahldüsen (16) konstant gleich bleibt, und
dass sowohl die aus den Strahldüsen (16) ausgebrachte Flüssigkeit (18) nach einem Abprallen von der Oberfläche (20) des Werkstücks (12) als auch der mittels der Flüssigkeit (18) von der Oberfläche (20) des Werkstücks (12) abgetragene Zunder zielgerichtet in eine Auffangeinrichtung (22) eingebracht werden.
1 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl, mit welcher der zumindest eine Rotorkopf (14) um seine Rotationsachse (R) (R) gedreht wird, mittels einer Steuereinrichtung (34) an die Vorschubgeschwindigkeit angepasst wird, mit der das Werkstück (12) in der Bewegungsrichtung (X) bewegt wird, vorzugsweise, dass die Anpassung der Drehzahl des Rotorkopfes (14) an die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks (12) geregelt erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Mehrzahl von Strahldüsen (16.1 , 16.2, 16.3), die an dem Rotorkopf (14) jeweils in einem unterschiedlich großen radialen Abstand (si ; S2; S3) zu dessen Rotationsachse (R) angebracht sind, verschieden große Volumenströme an Flüssigkeit (18) ausgespritzt werden, wobei aus einer Strahldüse (16.1 ; 16.2; 16.3) , die einen größeren radialen Abstand zur Rotationsachse (R) aufweist, ein größerer Volumenstrom ( i; V2; V3) an Flüssigkeit (18) gespritzt wird als im Vergleich zu einer Strahldüse, die einen kleineren radialen Abstand zur Rotationsachse (R) aufweist.
Vorrichtung (10) oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Rotorkopf-Anordnung und eine zweite Strahldüsen-Anordnung vorgesehen sind, wobei die Rotorkopf- Anordnung jeweils aus einem Rotorkopf-Paar (29) oder aus einem Rotormodul-Paar (31 ) gebildet ist und die erste und zweite Anordnung in Bezug auf die Bewegungsrichtung (X) des Werkstücks (12) hintereinander und insbesondere angrenzend zueinander angeordnet sind, vorzugsweise, dass in einem Normalbetrieb Flüssigkeit (18) nur aus den Strahldüsen (16) der ersten Rotorkopf-Anordnung (14.1 ) auf das Werkstück (12) ausgebracht wird, wobei in einem Sonderbetrieb die Strahldüsen (16) der zweiten Strahldüsen-Anordnung (14.2) zuschaltbar sind bzw. zugeschaltet werden, so dass Flüssigkeit (18) auch aus den Strahldüsen (16) der zweiten Strahldüsen-Anordnung (14.2) auf das Werkstück (12) ausgebracht wird und entsprechend zum Entzundern des Werkstücks (12) dann beide Rotorkopf-Anordnungen (14.1 , 14.2) zum Einsatz kommen.
Vorrichtung (10) oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Bezug auf die Bewegungsrichtung (X) des Werkstücks (12) stromabwärts von dem Rotorkopf (14) angeordnete Zunderdetektionseinrichtung (32) und eine Steuereinrichtung (34), mit der die Zunderdetektionseinrichtung (32) und der zumindest eine Rotorkopf (14) signaltechnisch verbunden sind, vorgesehen sind, wobei mit der Zunderdetektionseinrichtung (32) verbleibender Zunder auf der Oberfläche (20) des Werkstücks (12) detektierbar ist bzw. detektiert wird, wobei die Steuereinrichtung (34) programmtechnisch derart eingerichtet ist, dass auf Grundlage der Signale der Zunderdetektionseinrichtung (32) die Entzunderungsqualität des Werkstücks (12) mit einer vorbestimmten Sollvorgabe verglichen wird und in Abhängigkeit hiervon eine Hochdruckpumpeneinheit, die in Fluidverbindung den Strahldüsen (16) des Rotorkopfes (14) steht, gesteuert, vorzugsweise geregelt wird.
15. Vorrichtung (10) oder Verfahren nach Anspruch 14, soweit rückbezogen auf Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahldüsen (16) der zuschaltbaren Rotorkopf-Anordnung (14.2) in Abhängigkeit von den Signalen der Zunderdetektionseinrichtung (32) in Betrieb gesetzt werden, nämlich in dem Sonderbetrieb.
16. Vorrichtung (10) oder Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Ansteuerung der Hochdruckpumpen- einheit ein Druck, mit dem die Flüssigkeit (18) aus den Strahldüsen (16) ausgespritzt wird, in Abhängigkeit der Signale der Zunderdetektionseinrichtung (32) einstellbar ist bzw. eingestellt wird.
17. Vorrichtung (10) oder Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (A) des Rotorkopfs zur
Oberfläche (20) des Werkstücks (12) verstellbar ist bzw. verstellt wird, nämlich in Abhängigkeit der Signale der Zunderdetektionseinrichtung (32).
18. Vorrichtung (10) oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch ein Rotorkopf-Paar (29) oder ein Rotormodul-Paar
(31 ), bei dem zumindest ein Rotorkopf (14) jeweils oberhalb und unterhalb des bewegten Werkstücks (12) angeordnet ist, wobei der Druck, mit dem eine Flüssigkeit (18) auf das Werkstück (12) durch die Strahldüsen (16) des unterhalb des Werkstücks (12) angeordneten Rotorkopfs ausgebracht wird, größer ist als bei den Strahldüsen (16) des oberhalb des Werkstücks (12) angeordneten Rotorkopfs.
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