SE462078B - Saett foer bandslipning av aemnen av metaller och metallegeringar - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 462 078 2 En kraftig förslitning av de använda slipverktygen uppstår också. vilket ytterligare försämrar ekonomin i de konventio- nella metoderna, vare sig man använder slipskivor, sliprullar eller andra liknande slipverktyg.

Som exempel på teknikens ståndpunkt kan nämnas DE-OS 3 600 144. offentlig den 9 juli 1987, i vilken beskrives en metod för avlägsnande av glödskal med hjälp av två motsatt anordnade slipvalsar. Av denna publikation framgår att band- slipning av fackmân anses ge ett alltför dåligt slipresultat på grund av svårigheten att applicera det erforderligt höga sliptrycket för att kunna avlägsna glödskal och oxidskikt som bildas på valsade ämnen vid avsvalning.

De kända metoderna uppvisar alltså ett stort antal nackdelar, vilka undanröjes genom föreliggande uppfinning, vilken avser ett sätt för slipning av ämnen av metaller och metallegeringar i vamt tillstånd medelst bandslipning i enlighet med den kän- netecknande delen av patentkravet 1.

Föredragna utföringsformer av sättet enligt uppfinningen framgår av deosjälvständiga kraven.

Genom föreliggande uppfinning uppnås flera fördelar jämfört med tidigare teknik. bland vilka särskilt kan nämnas: - ytfel och ytföroreningar avlägsnas och/eller frilägges, så att dessa kan slipas separat. på ett snabbt och energibespa- rande sätt - genom att slipningen sker innan glödskal och oxidskikt bil- dats. vilka är hårda och svårbearbetade, erhålles en avsevärd energibesparing - bildningen av oxid och glödskal minskas så att ytskiktet blir tunnare och lättare kan avlägsnas - hela, den mot slipbandet vända ämnesytan kan slipas i ett 15 20 25 30 35 3 462 078 moment tillsammans med delar av kanterna på grund av bandets stora anliggningsyta och dess böjlighet - bandets slipbredd kan varieras. t.ex. inom området 10- -1400 mm. företrädesvis 150-900 mm (enskarvade band), anpassat till ämnets dimensioner - bandslipning ger mycket jämnare och finare ytor, som underlättar felsökning och ger högre kvalitet - materialförlusten minskas genom att ett tjockt oxidskikt ej behöver slipas bort, och icke heller så stor del av det under- liggande materialet på grund av det minskade skärdjupet - enklare och snabbare produktionsflöde.

Vid föreliggande uppfinning slipas ämnena i varmt tillstånd, företrädesvis i direkt anslutning till gjutning, stränggjut- ning. valsning eller annan varmbearbetning. medelst ett änd- löst slipband. varvid det erforderliga sliptrycket åstadkommes medelst ett kontaktorgan. belastat med ett flytande tryck. åstadkommet med hjälp av t.ex. en pneumatisk cylinder. Med uttrycket "flytande" tryck avses att kontaktorganet utsättes för ett sådant tryck att det "flyter" på den smälta material- ytan.

Bearbetningen sker sålunda inom ett temperaturintervall där deformationsmotståndet är lågt. Det är i sig känt att bearbet- ningsmotståndet minskar vid ökande temperaturer och att energiåtgång per avverkad mängdenhet likaså sjunker därvid.

Detta gäller både för stål och andra metaller eller metallege- ringar, liksom även för bildade oxider och slaggämnen. Om slipningen kan genomföras vid högre temperaturer kan alltså betydande energivinster erhållas.

Vid den sedvanliga temperaturen för ämnesslipning av stål, dvs under 200°C, är avverkningsgraden ca 3 kg/kWh och vid ca 800- -l000°C är den ca 8-10 kg/kWh. 10 15 20 25 30 35 462 078 4 Slipning av varma ämnen kan sålunda med framgång genomföras i ett temperaturområde, vars undre gräns bestämmes av den lägsta temperatur. vid vilken temperaturen för metallen eller metall- legeringen fortfarande är tillräckligt hög för att glödskal och oxidskikt ej ännu hunnit bildas, och där den övre gränsen avgöres av slípbandets sammansättning, dvs detta får ej påver- kas ogynnsamt eller förstöras, varvid uppenbarligen även hän- syn måste tas till bandhastigheten. vid bearbetning av stålâmnen kan sålunda det användbara tempe- raturintervallet vara 500-l500°C. företrädesvis 700-l200°C, speciellt 800-ll0O°C.

Det har alltså överraskande visat sig att slipband utan svå- righet kan användas för slipning av varma ämnen inom de angiv- na temperaturintervallen. Slipbandet består av ett underlag, t.ex. av polyester- eller bomullsväv, samt slipkorn anbringade därpå medelst ett lämpligt bindemedel. Av de för närvarande tillgängliga slipbanden användes företrädesvis sådana med slipkorn av zirkonkorund eller korund. men även andra material kan användas. Kornstorleken bör ligga i området l2-100. före- trädesvis 20-60, speciellt 24-50 mesh (kornnummer enligt FEPA). Bästa slitstyrka hos bandet har hittills erhållits med en kornstorlek av 24-30 mesh. Polyesterväv föredrages som underlagsmaterial på grund av dess högre hållfasthet. jämfört med bomullsväv.

Bandhastigheten bör ligga i området 10-50, företrädesvis 15- -40, speciellt 20-35 m/s, för att ge en tillräcklig kylning av bandet så att detta icke smälter eller på annat sätt förstöres genom strålningsvärmen från ämnet, som slipas. Bandhastigheten bestäms också av den önskade avverkningsgraden, och får ej heller vara så låg att ämnet hinner svalna till en sådan tem- peratur att de ovannämnda fördelarna ej längre uppnås.

Vidare bör. för uppnående av en tillfredsställande slipeffekt, slipbandet belastas så att det erforderliga sliptrycket upp- nås. Detta sker genom att bandet belastas med ett flytande tryck åstadkommet med t.ex. en pneumatisk cylinder, varigenom 10 15 20 25 30 35 5 462 078 sliptrycket förblir konstant oavsett ämnets kontur. Detta kan åstadkommas t.ex. genom en tryckluftanordníng såsom en cylinder, dosa eller bälg, eller på hydraulisk väg, och även genom en fjäderanordning eller medelst viktbelastning.

Nedan beskrives uppfinningen närmare. i form av utföringsexem- pel, med hänvisning till de bifogade ritningarna, som visar ett exempel på en anordning för genomförande av sättet enligt uppfinningen. varvid Fig. 1 visar en planvy av en anordning för tvärslipning av ämnen innefattande ett slipaggregat enligt föreliggande upp- finning, Fig. 2 visar en sidovy av anordníngen enligt fig. 1, Fig. 3 visar en ändvy av anordníngen enligt fig. l med slip- aggregatet visat i tvärsnitt, taget längs linjen III-III i fig. 2 och Fig. 4 visar en planvy av en anordning för längdslipning av ämnen med ett slipaggregat. -I Detaljer som är lika i figurerna är genomgående betecknade med samma hänvisningssiffror.

I fig. l visas således en planvy av en anordning för slipning av ämnen som kommer från en varmbearbetningsanläggning. t.ex. från ett valsverk. Uppfinningen kan tillämpas på flera olika områden men beskrives här i samband med slipning av fyrkant- ämen. vilka kommer från ett valsverk vid den däri rådande tem- peraturen. vilket innebär att ämnena är rödstrålande.

Den visade anordníngen innefattar ett slipaggregat 1, en sta- tivdel 2, på vilken slipaggregatet är monterat förskjutbart i höjdled, samt en på en vagn eller stationärt monterad försörj- níngsenhet 3, vilken också inrymmer en operatörsplats 4. I det i fig. 1 visade utförandet är avsikten att slipa ett ämne 5 tvärs dess längdriktning, medan fig. 4 visar ett exempel på 15 20 25 30 35 462 D78 e anordning avsedd eller inställd för slipning i ett ämnes längdriktning. slipaggregatet 1 innefattar en drivmotor 6. ett ändlöst slip- band 7. som í fig. 1 antyds med streckade linjer, vilket band löper i en kåpa 8.

Stativdelen 2 innefattar en stativdel, anordnad åkbart på för- sörjningsenheten 3 via cylinderenheten 10. vilket antyds med pilen ll i figuren.

Försörjningsenheten 3 innehåller ett hydraulaggregat 12 för manövrering av slipbandet. vilket kommer att förklaras närmare nedan. Den innehåller vidare aggregat för utsugníng av slip- damm. tryckluftsaggregat för styrning av slipaggregatet. och eventuellt organ för tillförsel av kylluft för slípbandet. vilket icke visas i detalj på ritningsfiguren.

I det visade utförandet är försörjningsenheten anordnad pä en vagn. vilket med streckade linjer antyds med hjul 13. vilka löper på skenor 14. I ett föredraget utförande användes slip- aggregatet för slipning av ämnen vilka matas på en rullbana från ett valsverk eller motsvarande anläggning, varvid vagnen stegvis löper med ämnet för att eventuellt förflyttas ett stycke i motsatt riktning. Härvid är det lämpligt att slipa med överlappníng av t.ex. 20% på föregående slipade område.

I fig. 2 visas anordningen sedd från sidan, inrättad för slip- ning tvärs ett ämne. Härav framgår drivmotorns 6 anordnande på slipaggregatet med en manövercylinder 15 för reglering av bandspänning och åstadkommande av drivande kontakt med det ändlösa slipbandet 7 liksom för att medge bandbyte etc.

I fig. 3 visas slipaggregatet i tvärsnitt med de för uppfin- ningen väsentliga delarna åskådliggjorda. Det ändlösa slipban- det 7 löper över en drivrulle 16 som är anordnad på driv- motorns 6 utgående axel liksom över bandstyrningar 17 och 18. Åtminstone den ena bandstyrningen l7 är utformad att motverka I! 10 20 25 30 35 1 462 078 krafter som verkar tvärs bandet och är utformad som en rulle 19 med en vickbar hjulhållare 20. vilken manövreras av hydraulcylíndrar 21, av vilka bara en återges i figuren. Band- spänningen regleras medelst hydraulcylindern 15 som verkar på en platta 22. vilken uppbär motorn 6 och som vid sin ena kant via ett gångjärn 23 är ledat förbunden med stativdel 9.

Det ändlösa slipbandet 7 påverkas dessutom av ett kontaktorgan som i det visade utförandet utgöres av en kontaktrulle 24 med liten diameter. Kontaktrullen 24 är ledat upphängd i en arm 25 på en hållare 26. som är anordnad horisontellt rörlig i slip- aggregatet på en slíd 27. Hållaren 26 är anordnad rörlig fram och tillbaka medelst en hydraulcylínder 28, varmed kontaktrul- len 24 kan bíbríngas en oscíllerande rörelse. Kontaktrullen påverkas vidare av en pneumatisk cylinder 29 varmed den kan belastas med ett flytande tryck för reglering av sliptrycket.

Slipaggregatet innefattar vidare styrrullar 30. 31 som före- trädesvis är vattenkylda och vilka kan utnyttjas för styrning av slipaggregatet resp. ämnet 5 under slipningen. Kåpan inne- fattar en utsugningskanal 32 med ett insug 33 invid bandets uppströmsände för utsugning av spån och slipdamm. Denna kanal är genom en ej närmare visad slang kopplad till en fläkt i försörjningsenheten.

Stativdel 9 kan givetvis utformas på många olika sätt och be- står i det visade utförandet av en pelare 34 på vilken slip- aggregatet är anordnat åkbart medelst en cylinder 35, vilket antyds med pilen 36 i fig. 3.

I fig. 4 visas anordningen med slipaggregatet för utförande av sättet enligt uppfinningen avpassat för slipning i ett ämnes längdriktning. men i övrigt motsvarar denna anordning den som visas i fig. 1-3.

Anordningen fungerar enligt följande. Korrekt bandspänning in- ställes med hjälp av cylindern 15 som påverkar den platta 22 på vilken drivmotorn 6 med drivrullen 16 är monterad. Det önskade sliptrycket appliceras på kontaktrullen 24 via cylin- 10 15 20 25 30 35 462 078 e der 29 och kontaktrullen bringas att oscillera medelst cylin- dern 28. Den oscillerande rörelsens slaglängd avpassas så att rullen passerar över fyrkantämnets kanter och kan därigenom fås att slipa över åtminstone halva radien. Vid ett fyrkant- ämne kan härigenom fullständig slipning ske medelst fyra slip- aggregat, anordnade efter varandra, sett i ämnets rörelse- riktning.

Såsom nämnts ovan har kontaktrullen 24 en liten diameter och oscilleringen genomföres snabbast möjligt, vilket tillsammans med det faktum att slipbandet löper med en hög hastighet. in- nebär att trots att ämnet är rödstrålande, bandet icke smälter eller brinner upp.

I det visade utförandet utnyttjas endast en kontaktrulle. En- ligt en föredragen utföringsform utnyttjas emellertid två el- ler flera kontaktrullar, eftersom oscilleringshastigheten då kan ökas genom att slaglângden minskar till något mer än del- ningen mellan kontaktrullarna. Vid små ämnesdimensioner. t.ex. upp till 150 mm utnyttjas lämpligen två kontaktrullar medan man vid större dimensioner med fördel kan utnyttja tre eller flera kontaktrullar. anordnade på en gemensam boggie.

Enligt ett alternativt utförande kan istället för kontaktrul- lar utnyttjas en tryckplatta som då får verka på slipbandet via en luftkudde. Tack vare luftkudden erhåller bandet en myc- ket god kylníng. Genom att kombinera tryckplattan med på ömse sidor därav anordnade kontaktrullar kan på samma fördelaktiga sätt uppnås en samtidig slipning av den mot slipbandet vända ytan och åtminstone halva radien av ytans begränsningskanter.

Det är härvid också möjligt att anordna tryckplattan oscille- rande medan kontaktrullarna ligger stilla i förhållande till hörnkanterna. varvid dessa rullar dock måste vara vattenkylda.

Tryckplattan kan härvid bytas ut för anpassning till olika ämnesdimensioner.

II 10 15 20 25 462 078 Vidare kan slipaggregatet vara anordnat på planethjul för att kunna vridas runt hela ämnet så att ett fyrkantämnes samtliga fyra sidor kan slipas samtidigt.

Uppfinningen är emellertid icke begränsad till slipning av fyrkantämnen utan kan också utnyttjas för slipning av runda slabs, dvs bredare stycken.

I fallet runda ämnen utnyttjas företrädesvis två motstâende ämnen liksom för slipning av s.k. aggregat som slipar halva ämnet var med en eller flera oscil- lerande kontaktrullar. Fyra slipaggregat kan också anordnas efter varandra och vid runda ämnen kan två motstående aggregat användas för att slipa dessa medan de andra två kopplas ur.

För större kapacitet kan slipaggregaten anordnas stationära och ämnena bringas att passera förbi dessa. så att de bearbe- tar var sin del av ytan.

Då enligt en utföringsform ämnet slipas tvärs längdriktningen utnyttjas det flytande tryckets inverkan på kontaktorganet så att ämnets mot slipbandet vända yta slipas tillsammans med åtminstone halva radien av nämnda ytas begränsningskanter, varigenom det sålunda är möjligt att bearbeta sido- och kantytor i ett och samma moment med en och samma utrustning.

Förutom på valsade stål- och stållegeringsämnen kan uppfin- ningen tillämpas på t.ex. kopparämnen. liksom smidda produk- ter. stränggjutna ämnen etc.

Anordningen för genomförande av sättet enligt uppfinningen kan varieras på många olika sätt utan att man därför avviker från uppfinningens grundtanke. Sålunda kan slipaggregatet anordnas vridbart 90° för att möjliggöra val mellan slipning tvärs el- ler längs med ett ämne. De eventuellt vattenkylda ämnesstyr- rullarna 30. 31 kan användas för att styra slipaggregatet i beroende av ämnet, för att styra ämnet eller kan gå fria från ämnet allt efter behov. 10 15 20 25 30 462 078 10 Enligt föreliggande uppfinning förhindras sålunda uppkomsten av svårbearbetade oxidskikt och/eller glödskal genom att dessa slipas av i lättbearbetat tillstånd. Detta innebär att slip- ning skall ske medan det från en värmebearbetningsprocess kom- mande ämnet fortfarande är rödstrålande. peratur som ligger ovanför ca 700°C. Vid stål arbetar man där- dvs uppvisar en tem- vid ovanför Curie-punkten.

Nedan följer en kortfattad redogörelse för utförda försök.

Provslipníng utfördes på varma fyrkantämnen. i enlighet med uppfinningen, med ämnet liggande på rullbanan direkt efter valsning. Banddimensíonen var 50 x 1500 mm, bandhastighet ca 40 m/s och med en räfflad kontaktrulle av gummi med hårdhet 70 Durometer. Slipningen genomfördes längs med ämnet. liksom tvärs ämnets rundade kant. Följande resultat uppnåddes: 1. Slipning med slipband Slipnaxos X 898 nr 36 (helplast zir- konkorund bomullsväv nr 36): Bandet skär mycket lätt med vita gnistor. som att slipa i bly. Ger en mycket grov yta. Vid slipning med samma band på kallt ämne skar bandet knappast alls. Bandet hade mycket svårt att komma igenom glödskalet och gav mörkröda gnistor. Ytmätning med Bruel & Kjaer typ 6102 gav Ra 3-5 um på varmslipad yta. 1-1,5 um på kallslipad. Yt- värdena motsvarar slipbarheten, varvid grov yta motsvarar lättslípad yta. 2. Slipning med slipband Slipnaxos X 998 nr 60 (helplast zír- konkorund polyesterväv nr 60): Skär lika bra som nr 36. lika vita gnistor. Ytan väsentligt finare. Bandet höll för slipning på den rundade kanten och inga tecken på att polyesterväven skulle smälta förelåg. 3. Slipning med slipband Slipnaxos X 808 nr 50 (helplast korund bomullsväv nr 50): Skär väsentligt sämre än de två zirkonkorundbanden och med gula gnistor. Ytan blev klart finare än i de två föregående proven. 462 Û78 ll Slutsatser av försöken: Trots temperaturer på strax under 1000°C var det enda problemet strålningsvärmen på operatören, vilket lätt kan avhjälpas genom lämplig avskärmníng. Maskin, slípband och kontaktrulle påverkades inte av värmen. Band- ekonomin blir god eftersom materialet är mycket lättslipat vid dessa temperaturer.

Claims (4)

10 15 20 462 078 12 Patentkrav

1. Sätt för bandslipníng av ämnen av metaller och metallege- ringar, k ä n n e t e c k n a t av att ämnena slípas i varmt tillstånd, företrädesvis i direkt anslutning till gjutning, stränggjutning, valsning eller annan varmbearbetning, varvid slipningen genomföres i ett temperaturområde, vars undre gräns är sådan att ämnets temperatur är tillräckligt hög för att glödskal och oxidskikt ännu ej hunnit bildas, och vars övre gräns är sådan att slípbandet ej påverkas ogynnsamt.

2. sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att ämnet består av stål, och att temperaturintervallet för slipningen är 500-l500°C. företrädesvis 700-1200°C, speciellt 800-1100°C.

3. Sätt enligt krav 1 och 2, k ä n n e t e c k n a t av att slípbandet består av ett underlag av polyester- eller bomulls- väv, och att slipmedlet består av zirkonkorund eller korund med en kornstorlek i området 12-100 mesh. företrädesvis 20-60 mesh, speciellt 24-50 mesh.

4. Sätt enligt krav 1-3, k ä n n e t e c k n a t av att bandhastigheten uppgår till 10-50 m/s, företrädesvis 15- -40 m/s, speciellt 20-35 m/s. lä'