WO2015079052A1 - Verfahren und vorrichtung zum entzundern einer metallischen oberfläche sowie anlage zum herstellen von metallischen halbzeugen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum entzundern einer metallischen oberfläche sowie anlage zum herstellen von metallischen halbzeugen Download PDF

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WO2015079052A1
WO2015079052A1 PCT/EP2014/076023 EP2014076023W WO2015079052A1 WO 2015079052 A1 WO2015079052 A1 WO 2015079052A1 EP 2014076023 W EP2014076023 W EP 2014076023W WO 2015079052 A1 WO2015079052 A1 WO 2015079052A1
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nozzle head
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metallic surface
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Markus Cramer
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    • B21B45/04—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing
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    • B21B1/24—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B45/06—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing of strip material

Definitions

  • the invention relates to a method for descaling a metallic surface of a metallic semifinished product, wherein the metallic semifinished product in
  • Jet elements directed to the metallic surface and high pressure fluid jets are generated, which can be tangent or overlap at a bottleneck between two immediately adjacent nozzle head parts before hitting the metallic surface.
  • the invention also relates to a device for descaling a
  • Nozzle device on which the metallic semifinished product can be guided in the transport direction, in which the nozzle device to a variety of order
  • the invention further relates to a system for producing metallic semi-finished products, in particular of metallic strip material, with a device for descaling the metallic surfaces of the metallic semi-finished products.
  • a system for producing metallic semi-finished products in particular of metallic strip material
  • a device for descaling the metallic surfaces of the metallic semi-finished products in particular, generic methods and devices are well known in the art.
  • the published patent application DE 43 28 303 A1 discloses a device for descaling hot rolled goods, which are guided past this device.
  • the surfaces of the respective rolling stock are then cleaned or descaled by irradiation on both sides by means of high-pressure water.
  • the descaling device proposed therein has nozzle heads arranged in juxtaposition in a row, which are each rotationally driven by a motor about an axis of rotation.
  • the nozzle heads have at least one eccentrically arranged nozzle, by means of which high-pressure water jets can be generated and blasted onto the surfaces.
  • Spray pattern are generated, which affects the spray pattern of the nozzle head adjacent nozzle line at least in order to achieve a uniform descaling of Walzgutober Design across its width.
  • adjacent nozzle heads of Düsenkopf Herbert rotate in opposite directions to avoid unwanted mutual beam interference.
  • the invention is based on the object, the cleaning effects with respect to a Entzunderns of metallic surfaces corresponding metallic
  • the object of the invention is achieved by a method for descaling a metallic surface of a metallic semifinished product in which the metallic semi-finished product is guided in the transport direction at juxtaposed and rotating nozzle head parts transversely to this transport direction and at which by means of these nozzle elements arranged on these rotating nozzle elements on the metallic Surface-directed and high-pressure fluid jets are generated, which can touch or overlap at a bottleneck between two immediately adjacent nozzle head parts before striking the metallic surface, wherein the method is characterized in that the nozzle head parts rotate with such a preset angular position synchronously to each other , which by means of
  • Nozzle elements generated fluid jets are always radiated contactless past each other on the metallic surface.
  • Synchronous means according to the invention that once set between the nozzle head parts corresponding angular positions during the
  • the rotational movements of the individual nozzle head parts or their drive means are synchronized in the correct position for this purpose, so that the individual nozzle head parts always rotate in alignment with one another as required.
  • the method according to the invention thus avoids that, for example, with a corresponding rotor descaling, individual fluid jets mutually adversely affect each other before hitting the metallic surface and thereby mutually weaken or even extinguish them completely, as may hitherto be the case in the prior art.
  • Such effects occur especially at bottlenecks between two directly adjacent nozzle head parts, when nozzle elements are guided past this constriction at the same time.
  • it is often unintentional because it hitherto adjustment technology and / or control or control technology is not ensured that the individual nozzle head parts always pass through the bottleneck alternately. Rather, the juxtaposed rotary head parts somehow rotate to each other.
  • the fluid jets are aligned so that the fluid jets two closest nozzle elements of two immediately adjacent nozzle head parts are non-contact blasted past each other on the metallic surface.
  • the most varied media can be used as fluid jets, as long as it is suitable for descaling or otherwise cleaning the metallic surface.
  • high pressure water jets are preferably used as fluid jets.
  • the fluid jets may be generated as a cone beam geometry, elliptical beam geometry, fan beam geometry, or the like.
  • the metallic surface is, for example, a hot-rolled surface which is to be freed of a scale layer. It is understood that by means of the present invention, other undesired substances adhering to it can also be removed from the metallic surface.
  • the metallic semifinished product is, for example, forged or rolled metallic strip material, such as slabs, thin slabs, hot strip, pre-strip or the like.
  • the nozzle head parts of the nozzle device which are arranged next to one another in a row are in each case mounted rotatably about their own axis of rotation. This axis of rotation is preferably perpendicular with respect to the conveyed in the transport direction metallic semi-finished.
  • At least one nozzle element is arranged at each of the nozzle head parts, which has at least one outlet opening from which a
  • Liquid jet emerges under high pressure.
  • an outlet opening can represent the nozzle element in the sense of the invention.
  • bottleneck describes within the meaning of the invention, an area with the smallest distance between two directly opposite one another
  • Nozzle head parts in which nozzle elements of the two nozzle head parts lie opposite one another, ie come closest to one another when these two nozzle head parts rotate correspondingly about their respective rotation axis.
  • This bottleneck is located on a connecting line connecting all rotational axes. The bottleneck thus describes an area at which two nozzle head parts are arranged so close to each other that overlap of at least two of the two temporally rotated therein jet elements fluid jets before impact on the metallic surface or at least can affect, whereby they hinder each other adversely.
  • Compliance once preset angular positions with respect to the nozzle head parts are further improved. This applies to both a positive and a negative acceleration.
  • the respective angular positions of the nozzle head parts are calibrated to each other, for example, before treatment of the metallic surface with the present device or during operation.
  • Nozzle elements of two directly adjacent nozzle head parts always pass through the bottleneck in such a way that the fluid jets generated by means of the nozzle elements always contact each other without touching each other
  • Fluid jet in the context of the invention can be further improved prevented. It is understood that the time offset must be chosen to be large enough to achieve the desired effects.
  • the object of the invention is also achieved by a device for descaling a metallic surface of a metallic semifinished product with a nozzle device, on which the metallic semi-finished product can be guided in the transport direction, in which the nozzle device to a variety of order Rotary axes rotating nozzle head parts with nozzle elements for generating directed onto the metallic surface and high pressure fluid jets, wherein the nozzle head parts are arranged side by side, that the fluid jets generated by the nozzle elements at a bottleneck between two immediately adjacent nozzle head parts before hitting the metallic Can touch or overlap surface, characterized in that the individual rotating nozzle head parts are always aligned with respect to their angular positions aligned with each other so that the fluid jets generated by the nozzle elements are always radiated contactless past each other on the metallic surface.
  • Angle layers are always arranged aligned with each other so that the fluid jets generated by the nozzle elements are always radiated contactless past each other on the metallic surface, the cleaning effect is significantly increased with respect to metallic surfaces.
  • the present method can advantageously be carried out with the present device.
  • An embodiment variant provides that the nozzle elements of two directly adjacent nozzle head parts are always aligned with respect to their angular positions in such a way that the fluid jets generated by means of the nozzle elements always contact each other without contact on the metallic
  • the individual angular positions of the nozzle head parts are offset by an angle of rotation offset aligned to each other, that the nozzle elements of two immediately adjacent nozzle head parts always time-delayed run into the region of the bottleneck, so that at the bottleneck only one nozzle element and thus always only a fluid jet temporarily positioned is.
  • the device has a drive device for driving the nozzle head parts, by means of which the nozzle head parts are drivable synchronized in terms of their rotational properties.
  • rotational properties specifically refers to the angular acceleration and the angular velocity of the individual nozzle head parts.It is understood that the drive device can be of different construction For example, each of the nozzle head parts can be assigned a drive motor as its own drive means
  • Drive means only a drive motor, which is operatively connected via a corresponding gear unit with the nozzle head parts.
  • the nozzle head parts are mechanically and / or electronically interacting with each other in such a way that the individual nozzle head parts of the nozzle device are always preset
  • Angular positions are arranged aligned with each other.
  • the object of the invention is further achieved by a plant for producing metallic semi-finished products, in particular metallic strip material, with a device for descaling the metallic surfaces of the metallic semi-finished product, wherein the system is characterized by a device for descaling according to one of the features described herein.
  • FIG. 1 schematically shows a plant for producing a metallic one
  • FIG. 2 schematically shows a plan view of a nozzle head part arrangement of a nozzle device of the descaling device of the system from FIG. 1.
  • the present inventive device 1 for descaling metallic surfaces 2 and 3 of a metallic semi-finished product 4 is integrated according to the embodiment shown in the figure 1 in a plant 5 for producing the metallic semifinished product 4.
  • the plant 5 in this case comprises a casting machine 6 with a mold 7 and a casting 8, wherein the emerging from the casting sheet 8 metallic semi-finished 4 in the form of a metallic strip 9 then by different roughing scaffolding 10 and scaffolds 1 1 a
  • Production line 12 is conveyed in the transport direction 13. Further, a
  • Induction furnace 14 is provided, by means of which the metallic strip 9 after a rolling operation in the roughing stands 10 to a higher temperature
  • Device 1 comprises a scale scrubber 15.
  • the device 1 is distinguished, in particular, by a nozzle device 16, which in each case has an arrangement of seven nozzle head parts 18 arranged side by side both above the metallic strip 9 and below the metallic strip 9 (see also FIG.
  • the row 17 in this case runs in the width direction 19 of the metallic strip 9 transversely to the transport direction 13.
  • Each of the existing nozzle head parts 18 is mounted in the nozzle device 16 such that it rotates about its own axis of rotation 20 (only exemplified). Furthermore, each of the nozzle head parts 18 has four nozzle elements 22, 23, 24 and 25 arranged at 90 ° to one another on the outer edge 21 of the nozzle head parts 18.
  • the nozzle elements 22 to 25 have at least one outlet opening (not shown), from which a high-pressure fluid jet (not shown here) can emerge, wherein the nozzle elements 22 to 25 are arranged such that the fluid jets generated by them on the respective surface. 2 or 3 are blasted. All nozzle elements 22 to 25 rotate here
  • the nozzle head parts 18 are arranged side by side, that of the
  • Nozzle elements 22, 23, 24 and 25 generated fluid jets at each bottleneck 30 between two immediately adjacent nozzle head parts 18 are always contactless past each other on the metallic surface 2, 3 are radiant.
  • the individual rotating nozzle head parts 18 with respect to their respective angular position 31 and 32 are arranged aligned with each other such that the nozzle elements 22, 23, 24, 25 of two directly adjacent nozzle head parts 18 always alternately pass through the respective constriction 30.
  • the first of the nozzle head parts 18 has a first angular position 31 with an angle of rotation 33 (only exemplified) of 45 ° with respect to the imaginary connecting line 20 and further of the nozzle head part 18, which are directly adjacent, another angular position 32 with a further angle of rotation (not drawn) from 0 ° with respect to the imaginary connecting line 20, as shown by way of example with regard to the snapshot shown in FIG.
  • Nozzle head parts 18 temporarily positioned, while the nozzle elements 24 and 25 or 22 and 23 of this directly adjacent nozzle head parts 18 of the
  • the rotational movements of the individual nozzle head parts (18) or their drive means are preferably always synchronized in the correct position, so that the individual nozzle head parts (18) always rotate in alignment with one another as required.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entzundern einer metallischen Oberfläche (2, 3) eines metallischen Halbzeugs (4, 9), bei welchem das metallische Halbzeug (4, 9) in Transportrichtung (13) an quer zu dieser Transportrichtung (13) nebeneinander angeordneten und rotierenden Düsenkopfteilen (18) vorbeigeführt wird und bei welchem mittels an diesen rotierenden Düsenkopfteilen (18) angeordneten Düsenelementen (22, 23, 24, 25) auf die metallische Oberfläche (2, 3) gerichtete und unter Hochdruck stehende Fluidstrahlen erzeugt werden, welche sich an einer Engstelle (30) zwischen zwei unmittelbar benachbarten Düsenkopfteilen (18) vor dem Auftreffen auf der metallischen Oberfläche (2, 3) tangieren oder überlappen können, wobei die Düsenkopfteile (18) mit einer derart voreingestellten Winkellage (31, 32) synchron zueinander rotieren die mittels der Düsenelemente (22, 23, 24, 25) erzeugten Fluidstrahlen immer berührungslos aneinander vorbei auf die metallische Oberfläche (2, 3) gestrahlt werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Entzundern einer metallischen Oberfläche sowie Anlage zum Herstellen von metallischen Halbzeugen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entzundern einer metallischen Oberfläche eines metallischen Halbzeugs, bei welchem das metallische Halbzeug in
Transportrichtung an quer zu dieser Transportrichtung nebeneinander
angeordneten und rotierenden Düsenkopfteilen vorbeigeführt wird und bei welchem mittels an diesen rotierenden Düsenkopfteilen angeordneten
Düsenelementen auf die metallische Oberfläche gerichtete und unter Hochdruck stehende Fluidstrahlen erzeugt werden, welche sich an einer Engstelle zwischen zwei unmittelbar benachbarten Düsenkopfteilen vor dem Auftreffen auf der metallischen Oberfläche tangieren oder überlappen können.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zum Entzundern einer
metallischen Oberfläche eines metallischen Halbzeugs mit einer
Düseneinrichtung, an welcher das metallische Halbzeug in Transportrichtung vorbeiführbar ist, bei welcher die Düseneinrichtung eine Vielzahl an um
Rotationsachsen rotierenden Düsenkopfteilen mit Düsenelementen zum Erzeugen von auf die metallische Oberfläche gerichteten und unter Hochdruck stehenden Fluidstrahlen aufweist, wobei die Düsenkopfteile derart nebeneinander angeordnet sind, dass sich die von den Düsenelementen erzeugten Fluidstrahlen an einer Engstelle zwischen zwei unmittelbar benachbarten Düsenkopfteile vor dem
Auftreffen auf der metallischen Oberfläche tangieren oder überlappen können.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Anlage zum Herstellen von metallischen Halbzeugen, insbesondere von metallischem Bandmaterial, mit einer Vorrichtung zum Entzundern der metallischen Oberflächen der metallischen Halbzeuge. Insbesondere gattungsgemäße Verfahren und Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik gut bekannt.
Beispielsweise ist aus der Offenlegungsschrift DE 43 28 303 A1 eine Einrichtung zum Entzundern von warmen Walzgütern bekannt, welche an dieser Einrichtung vorbeigeführt werden. Hierbei werden dann die Oberflächen des jeweiligen Walzgutes durch beidseitiges Bestrahlen mittels Hochdruckwasser gereinigt bzw. entzundert. Die dort vorgeschlagene Entzunderungseinrichtung weist in einer Reihe nebeneinander angeordnete Düsenköpfe auf, welche jeweils um eine Drehachse motorisch drehangetrieben sind. Die Düsenköpfe besitzen mindestens eine außermittig angeordnete Düse, mittels welcher Hochdruckwasserstrahlen erzeugt und auf die Oberflächen gestrahlt werden können. Durch die
drehangetriebenen Düsenköpfe soll eine bessere Oberflächenqualität der gestrahlten Oberflächen des Walzgutes erzielt werden.
Aus der internationalen Anmeldung WO 2005/ 082 555 A1 ist eine weitere
Einrichtung zum Entzundern von warmen Walzgütern mit in einer Reihe angeordneten Düsenköpfen bekannt, welche jeweils um eine Drehachse motorisch drehangetrieben sind. Die dort gelehrte Entzunderungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die an den drehangetriebenen Düsenköpfen angeordneten Düsen so nahe wie konstruktiv möglich am Umfang des jeweiligen Düsenkopfes angeordnet sind. Hierbei soll auf der Walzgutoberfläche ein
Spritzbild erzeugt werden, welches das Spritzbild des in der Düsenkopfreihe benachbarten Düsenkopfes zumindest tangiert, um ein gleichförmiges Entzundern der Walzgutoberfläche über dessen Breite zu erzielen. Darüber hinaus sollen benachbarte Düsenköpfe der Düsenkopfreihe gegensinnig drehen, um eine unerwünschte gegenseitige Strahlbeeinflussung zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reinigungseffekte bezüglich ein Entzunderns von metallischen Oberflächen entsprechender metallischer
Halbzeuge an gattungsgemäßen Entzunderungsvorrichtungen zu verbessern. Die Aufgabe der Erfindung wird von einem Verfahren zum Entzundern einer metallischen Oberfläche eines metallischen Halbzeugs gelöst, bei welchem das metallische Halbzeug in Transportrichtung an quer zu dieser Transportrichtung nebeneinander angeordneten und rotierenden Düsenkopfteilen vorbeigeführt wird und bei welchem mittels an diesen rotierenden Düsenkopfteilen angeordneten Düsenelementen auf die metallische Oberfläche gerichtete und unter Hochdruck stehende Fluidstrahle erzeugt werden, welche sich an einer Engstelle zwischen zwei unmittelbar benachbarten Düsenkopfteile vor dem Auftreffen auf der metallischen Oberfläche tangieren oder überlappen können, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, dass die Düsenkopfteile mit einer derart voreingestellten Winkellage synchron zueinander rotieren, die mittels der
Düsenelemente erzeugten Fluidstrahlen immer berührungslos aneinander vorbei auf die metallische Oberfläche gestrahlt werden.
Synchron bedeutet im Sinne der Erfindung, dass sich einmal zwischen den Düsenkopfteilen entsprechend eingestellte Winkellagen während der
Düsenkopfteilrotationen zueinander nicht unbeabsichtigt verändern. Die Gefahr, dass insbesondere zwei Düsenelemente von zwei unmittelbar aneinander grenzenden Düsenkopfteilen in irgendeiner Betriebsphase gleichzeitig an der Engstelle positioniert sind, kann dadurch zur Gänze ausgeschlossen werden, dass die Düsenkopfteile hinsichtlich ihrer Winkellagen zueinander derart eingestellt werden, dass die mittels der Düsenelemente erzeugten Fluidstrahlen immer, dass heißt zumindest in jeder Entzunderungsphase, berührungslos aneinander vorbei auf die metallische Oberfläche gestrahlt werden.
Rotieren die Düsenkopfteile hierbei zusätzlich noch synchronisiert zueinander, wird verhindert, dass sich die Düsenkopfteile hinsichtlich ihrer Winkellagen zueinander verstellen, dass dies nicht mehr in jeder wesentlichen Betriebsphase gewährleistet ist. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn die Düsenkopfteile der Düseneinrichtung mit einem einmal eingestellten Winkellagen synchronisiert zueinander rotieren, in welchen die Fluidstrahlen zweier nächstkommender Düsenelemente insbesondere zweier unmittelbar benachbarter Düsenkopfteile berührungslos aneinander vorbei auf die metallische Oberfläche gestrahlt werden können.
Vorteilhafterweise werden die Drehbewegungen der einzelnen Düsenkopfteile bzw. deren Antriebsmittel hierfür lagerichtig synchronisiert, so dass die einzelnen Düsenkopfteile immer wie erforderlich zueinander ausgerichtet umlaufen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird somit vermieden, dass etwa bei einer entsprechenden Rotorentzunderung sich einzelne Fluidstrahlen vor dem Auftreffen auf die metallische Oberfläche gegenseitig negativ beeinflussen und hierdurch gegenseitig abschwächen oder sogar zur Gänze auslöschen, wie dies bisher im Stand der Technik der Fall sein kann. Solche Effekte treten speziell an Engstellen zwischen zwei unmittelbar benachbarten Düsenkopfteilen auf, wenn Düsenelemente zeitgleich an dieser Engstelle vorbeigeführt werden. Zu einem solchen gleichzeitigen Vorbeiführen von Düsenelementen an der Engstelle zweier direkt nebeneinander angeordneter Düsenkopfteile kommt es bisher oftmals unbeabsichtigt dadurch, da bisher einstelltechnisch und/oder steuerungs- oder regelungstechnisch nicht dafür gesorgt ist, dass die einzelnen Düsenkopfteile die Engstelle stets abwechselnd passieren. Vielmehr drehen die nebeneinander angeordneten Drehkopfteile irgendwie zueinander.
Die Begrifflichkeit„stets" beschreibt hierbei jede Betriebsphase der rotierbaren bzw. rotierenden Düsenkopfteile zumindest während eines
Entzunderungsprozesses. Vorliegend rotieren die einzelnen Düsenkopfteile jedoch synchron und lagerichtig zueinander, so dass vermieden ist, dass Düsenelemente direkt benachbarter Düsenkopfteile zeitgleich an der Engstelle vorbeigeführt werden. Insofern wird vorliegend der Reinigungseffekt metallischer Oberflächen wesentlich verbessert.
Hierbei spielt es dann auch keine Rolle, ob zwei unmittelbar benachbarte
Düsenkopfelemente gleichsinnig oder gegensinnig zueinander drehen, da die Düsenelemente hinsichtlich ihrer Winkellagen immer derart zueinander
ausgerichtet sind, dass die Fluidstrahlen zwei nächstkommender Düsenelemente zweier unmittelbar benachbarter Düsenkopfteile berührungslos aneinander vorbei auf die metallische Oberfläche gestrahlt werden. Als Fluidstrahlen können vorliegend die unterschiedlichsten Medien zum Einsatz kommen, solange sie für eine Entzunderung oder sonstige Reinigung der metallischen Oberfläche geeignet ist. Vorzugsweise werden vorliegend als Fluidstrahlen Hochdruckwasserstrahlen eingesetzt. Die Fluidstrahlen können als eine Kegelstrahlgeometrie, elliptische Strahlgeometrie, Flachstrahlgeometrie oder dergleichen erzeugt werden.
Bei der metallischen Oberfläche handelt es sich beispielsweise um eine warmgewalzte Oberfläche, welche von einer Zunderschicht befreit werden soll. Es versteht sich, dass mittels der vorliegenden Erfindung von der metallischen Oberfläche auch sonstige unerwünschte, daran anhaftende Substanzen entfernt werden können.
Bei dem metallischen Halbzeug handelt es sich im Sinne der Erfindung etwa um geschmiedetes oder gewalztes metallisches Bandmaterial, wie beispielsweise Brammen, Dünnbrammen, Warmband, Vorband oder dergleichen. Die in einer Reihe nebeneinander angeordneten Dusenkopfteile der Düseneinrichtung sind vorliegend jeweils um eine eigene Rotationsachse rotierbar gelagert. Diese Rotationsachse verläuft in Bezug auf das in Transportrichtung geförderte metallische Halbzeug vorzugsweise lotrecht.
An jedem der Düsenkopfteile ist wenigstens ein Düsenelement angeordnet, welches mindestens eine Austrittsöffnung aufweist, aus welcher ein
Flüssigkeitsstrahl unter Hochdruck heraustritt. Im einfachsten Fall kann eine solche Austrittsöffnung das Düsenelement im Sinne der Erfindung darstellen.
Der Begriff„Engstelle" beschreibt im Sinne der Erfindung einen Bereich mit geringstem Abstand zwischen zwei sich direkt gegenüberliegenden
Düsenkopfteilen, in welchem sich Düsenelemente der zwei Düsenkopfteile gegenüberliegen, also am nächsten kommen, wenn diese beiden Düsenkopfteile entsprechend um ihre jeweilige Rotationsachse rotieren. Diese Engstelle liegt auf einer alle Rotationsachsen verbindenden Verbindungslinie. Die Engstelle beschreibt also einen Bereich, an welchem zwei Düsenkopfteile derart eng nebeneinander angeordnet sind, dass sich die von zwei dort temporär hinein gedrehten Düsenelementen erzeugten Fluidstrahlen vor dem Auftreffen auf der metallischen Oberfläche überlappen oder zumindest tangieren können, wodurch sie sich gegenseitig nachteilig behindern.
Einmal voreingestellte Winkellagen können betriebssicher beibehalten werden, wenn die Düsenkopfteile mit zueinander synchronisierten Drehzahlen rotieren.
Werden die Düsenkopfteile synchronisiert beschleunigt, kann eine exakte
Einhaltung einmal voreingestellter Winkellagen bezüglich der Düsenkopfteile zusätzlich verbessert werden. Dies gilt sowohl für eine positive als auch eine negative Beschleunigung. Um stets gewünschte bzw. erforderliche Winkellagen bezüglich der einzelnen Düsenkopfteile zueinander gewährleisten zu können, ist es vorteilhaft, wenn die jeweiligen Winkellagen der Düsenkopfteile zueinander kalibriert werden, beispielsweise vor einer Behandlung der metallischen Oberfläche mit der vorliegenden Vorrichtung oder im laufenden Betrieb.
Bei einer derartigen Kalibrierung werden insbesondere die Winkellagen und die Drehzahlen der einzelnen Düsenkopfteile derart zueinander eingestellt, dass die Düsenelemente der unmittelbar benachbarten Düsenkopfteile die Engstelle stets abwechselnd passieren, so dass die mittels der Düsenelemente erzeugten
Fluidstrahlen immer berührungslos aneinander vorbei auf die metallische
Oberfläche gestrahlt werden.
Insofern sieht eine vorteilhafte Verfahrensvariante auch vor, dass die
Düsenelemente zweier unmittelbar benachbarter Düsenkopfteile die Engstelle stets derart abwechselnd passieren, dass die mittels der Düsenelemente erzeugten Fluidstrahlen immer berührungslos aneinander vorbei auf die
metallische Oberfläche gestrahlt werden. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Düsenelemente zweier unmittelbar benachbarter Düsenkopfteile stets zeitversetzt an der Engstelle vorbei geführt werden. Hierdurch kann eine nachteilige Beeinflussung zweier
Fluidstrahlen im Sinne der Erfindung nochmals verbessert verhindert werden. Es versteht sich, dass der Zeitversatz entsprechend groß gewählt sein muss, um die gewünschten Effekte zu erzielen.
Die Aufgabe der Erfindung wird darüber hinaus auch von einer Vorrichtung zum Entzundern einer metallischen Oberfläche eines metallischen Halbzeugs mit einer Düseneinrichtung, an welcher das metallische Halbzeug in Transportrichtung vorbeiführbar ist, gelöst, bei welcher die Düseneinrichtung eine Vielzahl an um Rotationsachsen rotierenden Düsenkopfteilen mit Düsenelementen zum Erzeugen von auf die metallische Oberfläche gerichteten und unter Hochdruck stehenden Fluidstrahlen aufweist, wobei die Düsenkopfteile derart nebeneinander angeordnet sind, dass sich die von den Düsenelementen erzeugten Fluidstrahlen an einer Engstelle zwischen zwei unmittelbar benachbarten Düsenkopfteilen vor dem Auftreffen auf der metallischen Oberfläche tangieren oder überlappen können, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen rotierenden Düsenkopfteile bezüglich ihrer Winkellagen stets derart zueinander ausgerichtet angeordnet sind, dass die mittels der Düsenelemente erzeugten Fluidstrahlen immer berührungslos aneinander vorbei auf die metallische Oberfläche strahlbar sind.
Dadurch, dass die einzelnen rotierenden Düsenkopfteile bezüglich ihrer
Winkellagen stets derart zueinander ausgerichtet angeordnet sind, dass die mittels der Düsenelemente erzeugten Fluidstrahlen immer berührungslos aneinander vorbei auf die metallische Oberfläche strahlbar sind, wird der Reinigungseffekt bezüglich metallischer Oberflächen wesentlich erhöht.
Dies wird vorliegend dadurch gewährleistet, dass die genauen Winkellagen der einzelnen Düsenkopfteile fest eingeprägt sind. Somit behalten die einzelnen rotierenden Düsenkopfteile ihre einmal definierte Winkellage zueinander.
Mit der vorliegenden Vorrichtung kann insbesondere das vorliegende Verfahren vorteilhaft durchgeführt werden. Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die Düsenelemente zweier unmittelbar benachbarter Düsenkopfteile bezüglich ihrer Winkellagen stets derart zueinander ausgerichtet angeordnet sind, dass die mittels der Düsenelemente erzeugten Fluidstrahlen immer berührungslos aneinander vorbei auf die metallische
Oberfläche strahlbar sind. Vorzugsweise sind die einzelnen Winkellagen der Düsenkopfteile derart um einen Drehwinkel versatz verdreht zueinander ausgerichtet, dass die Düsenelemente zweier unmittelbar benachbarter Düsenkopfteile immer zeitversetzt in den Bereich der Engstelle einlaufen, so dass an der Engstelle immer nur ein Düsenelement und damit auch immer nur ein Fluidstrahl temporär positioniert ist.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Vorrichtung eine Antriebseinrichtung zum Treiben der Düsenkopfteile aufweist, mittels welcher die Düsenkopfteile hinsichtlich ihrer Rotationseigenschaften synchronisiert antreibbar sind.
Mit dem Begriff„Rotationseigenschaften" sind speziell die Winkelbeschleunigung und die Winkelgeschwindigkeit der einzelnen Düsenkopfteile gemeint. Es versteht sich, dass die Antriebseinrichtung unterschiedlich aufgebaut sein kann. Beispielsweise kann jedem der Düsenkopfteile als Antriebsmittel ein eigener Antriebsmotor zugeordnet sein. Oder die Antriebseinrichtung umfasst als
Antriebsmittel lediglich einen Antriebsmotor, welcher über eine entsprechende Getriebeeinheit mit den Düsenkopfteilen wirkverbunden ist.
Jedenfalls ist es vorteilhaft, wenn die Düsenkopfteile mechanisch und/oder elektronisch wechselwirkend derart miteinander verbunden sind, dass die einzelnen Düsenkopfteile der Düseneinrichtung immer mit voreingestellten
Winkellagen zueinander ausgerichtet angeordnet sind.
Prinzipiell ist es bei einer elektronischen Koppelung besonders einfach möglich, unterschiedliche Grundstellungen bezüglich der Winkellagen der rotierenden Düsenkopfteile zueinander bei einem Start eines Herstellungsprozesses des metallischen Halbzeugs bzw. eines Entzunderungsprozesses von metallischen Oberflächen auszuwählen, um in Anhängigkeit von Parametern, wie etwa ein Abstand der Düsenelemente zu der metallischen Oberfläche des metallischen Halbzeuges oder einer Transportgeschwindigkeit des metallischen Halbzeuges relativ zu den Düsenelementen, das jeweils günstigste Reinigungsergebnis zu erreichen. Eine negative Beeinflussung zweier Fluidstrahlen im Bereich der Engstelle zwischen zwei Düsenkopfteilen kann immer ausgeschlossen werden, wenn die Düsenelemente zweier unmittelbar benachbarter Düsenkopfteile hinsichtlich ihrer Winkellagen um mehr als 5° oder um mehr als 15°, vorzugsweise um 45°, zueinander versetzt angeordnet sind.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner von einer Anlage zum Herstellen von metallischen Halbzeugen, insbesondere von metallischem Bandmaterial, mit einer Vorrichtung zum Entzundern der metallischen Oberflächen des metallischen Halbzeugs gelöst, wobei die Anlage sich durch eine Vorrichtung zum Entzundern nach einem der hier beschriebenen Merkmale auszeichnet. Mittels einer derartig ausgerüsteten Anlage können entsprechende metallische Halbzeuge mit einer besonders hohen Oberflächenqualität hergestellt werden.
Weitere Merkmale, Effekte und Vorteile vorliegender Erfindung werden anhand anliegender Zeichnung und nachfolgender Beschreibung erläutert, in welchen beispielhaft eine Anlage zum Herstellen von metallischen Halbzeugen mit einer Entzunderungsvorrichtung dargestellt und beschrieben sind, bei welche einzelne rotierende Düsenkopfteile bezüglich ihrer Winkellagen stets derart zueinander ausgerichtet angeordnet sind, dass die von Düsenelementen erzeugten
Fluidstrahlen immer berührungslos aneinander vorbei auf die metallische
Oberfläche strahlbar sind.
In der Zeichnung zeigen: Figur 1 schematisch eine Anlage zum Herstellen eines metallischen
Halbzeugs; und Figur 2 schematisch eine Aufsicht auf eine Düsenkopfteilanordnung einer Düseneinrichtung der Entzunderungsvorrichtung der Anlage aus der Figur 1 . Die vorliegende erfinderische Vorrichtung 1 zum Entzundern von metallischen Oberflächen 2 und 3 eines metallischen Halbzeugs 4 ist gemäß dem in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel in einer Anlage 5 zum Herstellen des metallischen Halbzeugs 4 integriert. Die Anlage 5 umfasst hierbei eine Gießmaschine 6 mit einer Kokille 7 und einem Gießbogen 8, wobei das aus dem Gießbogen 8 austretende metallische Halbzeug 4 in Gestalt eines metallischen Bandes 9 anschließend durch unterschiedliche Vorgerüste 10 und Gerüste 1 1 einer
Fertigungsstraße 12 in Transportrichtung 13 gefördert wird. Ferner ist ein
Induktionsofen 14 vorgesehen, mittels welchem das metallische Band 9 nach einem Walzvorgang in den Vorgerüsten 10 auf eine höhere Temperatur
angehoben wird. Die Entzunderung der Oberflächen 2 und 3 findet hinter dem Induktionsofen 14 durch die Vorrichtung 1 zum Entzundern statt, wobei die
Vorrichtung 1 einen Zunderwäscher 15 umfasst.
Die Vorrichtung 1 zeichnet sich insbesondere durch eine Düseneinrichtung 16 aus, welche sowohl oberhalb des metallischen Bandes 9 als auch unterhalb des metallischen Bandes 9 jeweils eine Anordnung aus sieben in einer Reihe 17 nebeneinander angeordnete Düsenkopfteilen 18 (vgl. auch Figur 2) besteht. Die Reihe 17 verläuft hierbei in Breitenrichtung 19 des metallischen Bandes 9 quer zur Transportrichtung 13.
Jedes der vorhandenen Düsenkopfteile 18 ist derart in der Düseneinrichtung 16 gelagert, dass es um eine eigene Rotationsachse 20 (nur exemplarisch beziffert) rotiert. Ferner weist jedes der Düsenkopfteile 18 vier am Außenrand 21 der Düsenkopfteile 18 um 90° zueinander versetzt angeordnete Düsenelemente 22, 23, 24 und 25 auf. Die Düsenelemente 22 bis 25 besitzen zumindest eine Austrittsöffnung (nicht gezeigt), aus welcher ein unter Hochdruck stehender Fluidstrahl (hier nicht gezeigt) austreten kann, wobei die Düsenelemente 22 bis 25 derart angeordnet sind, dass die durch sie erzeugten Fluidstrahlen auf die jeweilige Oberfläche 2 oder 3 gestrahlt werden. Alle Düsenelemente 22 bis 25 rotieren hierbei
gleichsinnig gemäß der Drehrichtung 26 um ihre jeweilige Rotationsachse 20 senkrecht zur Zeichenebene. Die Rotationsachsen 20 liegen hierbei auf eine gemeinsamen fiktiven Verbindungslinie 27 Um zu verhindern, dass sich einzelne Fluidstrahlen kreuzen oder derart berühren, dass sich ihre Strahlwirkungen gegenseitig mindern oder aufheben, sind die Düsenkopfteile 18 derart nebeneinander angeordnet, dass die von den
Düsenelementen 22, 23, 24 und 25 erzeugten Fluidstrahlen an einer jeweiligen Engstelle 30 zwischen zwei unmittelbar benachbarten Düsenkopfteilen 18 immer berührungslos aneinander vorbei auf die metallische Oberfläche 2, 3 strahlbar sind.
Hierzu sind die einzelnen rotierenden Düsenkopfteile 18 bezüglich ihrer jeweiligen Winkellage 31 bzw. 32 (hier nur exemplarisch beziffert) derart zueinander ausgerichtet angeordnet, dass die Düsenelemente 22, 23, 24, 25 zweier unmittelbar benachbarter Düsenkopfteile 18 immer abwechselnd die jeweilige Engstelle 30 durchlaufen.
Dies bedeutet, dass erste der Düsenkopfteile 18 eine erste Winkellage 31 mit einem Drehwinkel 33 (nur exemplarisch beziffert) von 45° bezüglich der fiktiven Verbindungslinie 20 und weitere der Düsenkopfteil 18, die direkt benachbart sind, eine weitere Winkellage 32 mit einem weiteren Drehwinkel (nicht eingezeichnet) von 0° bezüglich der fiktiven Verbindungslinie 20 aufweisen, wie dies beispielhaft hinsichtlich der in der Figur 2 dargestellten Momentaufnahme gezeigt ist. Beispielsweise stehen die Düsenelemente 23 bzw. 25 einiger der Düsenkopfteile 18 mit der fiktiven Verbindungslinie 20 in Überdeckung (Drehwinkel = 0°), sie sind also an der jeweiligen Engstelle 30 zweier unmittelbar benachbarter
Düsenkopfteile 18 temporär positioniert, während die Düsenelemente 24 und 25 bzw. 22 und 23 der hierzu direkt benachbarten Düsenkopfteile 18 von der
Engstelle 30 bzw. von der fiktiven Verbindungslinie 20 um 45° verdreht
angeordnet sind.
Hierdurch kann auf baulich besonders einfache Weise sichergestellt werden, dass die Düsenelemente 22, 23, 24, 25 zweier unmittelbar benachbarter Düsenkopfteile 18 immer entsprechend zeitversetzt an der Engstelle 30 vorbei geführt werden.
Vorteilhafterweise werden die Drehbewegungen der einzelnen Düsenkopfteile (18) bzw. deren Antriebsmittel (hier nicht gezeigt) hierbei vorzugsweise immerwährend lagerichtig synchronisiert, so dass die einzelnen Düsenkopfteile (18) immer wie erforderlich zueinander ausgerichtet umlaufen.
Es versteht sich, dass es sich bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel lediglich um eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Entzundern handelt. Insofern beschränkt sich die Ausgestaltung der Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel.
Bezugszeichenliste:
1 Vorrichtung zum Entzundern
2 erste metallische Oberfläche
3 zweite metallische Oberfläche
4 metallisches Halbzeug
5 Anlage zum Herstellen
6 Gießmaschine
7 Kokille
8 Gießbogen
9 metallisches Band
10 Vorgerüste
1 1 Gerüste
12 Fertigungsstraße
13 Transportrichtung
14 Induktionsofen
15 Zunderwäscher
16 Düseneinrichtung
17 Reihe
18 Düsenkopfteile
19 Breitenrichtung
20 Rotationsachse
21 Außenrand
22 erstes Düsenelement
23 zweites Düsenelement
24 dritte Düsenelement
25 viertes Düsenelement
26 Drehrichtung
27 fiktive Verbindungslinie Engstellen erste Winkellagen zweite Winkellagen erster Drehwinkel

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zum Entzundern einer metallischen Oberfläche (2, 3) eines
metallischen Halbzeugs (4, 9), bei welchem das metallische Halbzeug (4, 9) in Transportrichtung (13) an quer zu dieser Transportrichtung (13) nebeneinander angeordneten und rotierenden Düsenkopfteilen (18) vorbeigeführt wird und bei welchem mittels an diesen rotierenden
Düsenkopfteilen (18) angeordneten Düsenelementen (22, 23, 24, 25) auf die metallische Oberfläche (2, 3) gerichtete und unter Hochdruck stehende Fluidstrahlen erzeugt werden, welche sich an einer Engstelle (30) zwischen zwei unmittelbar benachbarten Düsenkopfteilen (18) vor dem Auftreffen auf der metallischen Oberfläche (2, 3) tangieren oder überlappen können, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenkopfteile (18) mit einer derart voreingestellten Winkellage (31 , 32) synchron zueinander rotieren, dass die mittels der Düsenelemente (22, 23, 24, 25) erzeugten Fluidstrahlen immer berührungslos aneinander vorbei auf die metallische Oberfläche (2, 3) gestrahlt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Düsenkopfteile (18) mit zueinander synchronisierten Drehzahlen rotieren.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Düsenkopfteile (18) synchronisiert beschleunigt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Winkellagen (31 , 32) der Düsenkopfteile (18)
zueinander kalibriert werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenelemente (22, 23, 24, 25) zweier unmittelbar benachbarter Düsenkopfteile (18) die Engstelle (30) stets derart abwechselnd passieren, dass die mittels der Düsenelemente (22, 23, 24, 25) erzeugten Fluidstrahlen immer berührungslos aneinander vorbei auf die metallische Oberfläche (2, 3) gestrahlt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenelemente (22, 23, 24, 25) zweier unmittelbar benachbarter Düsenkopfteile (18) stets zeitversetzt an der Engstelle (30) vorbei geführt werden.
7. Vorrichtung (1 ) zum Entzundern einer metallischen Oberfläche (2, 3) eines metallischen Halbzeugs (4, 9) mit einer Düseneinrichtung (16), an welcher das metallische Halbzeug (4, 9) in Transportrichtung (13) vorbeiführbar ist, bei welcher die Düseneinrichtung (16) eine Vielzahl an um Rotationsachsen (20) rotierenden Düsenkopfteilen (18) mit Düsenelementen (22, 23, 24, 25) zum Erzeugen von auf die metallische Oberfläche (2, 3) gerichteten und unter Hochdruck stehenden Fluidstrahlen aufweist, wobei die
Düsenkopfteile (18) derart nebeneinander angeordnet sind, dass sich die von den Düsenelementen (22, 23, 24, 25) erzeugten Fluidstrahlen an einer Engstelle (30) zwischen zwei unmittelbar benachbarten Düsenkopfteilen (18) vor dem Auftreffen auf der metallischen Oberfläche (2, 3) tangieren oder überlappen können, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen rotierenden Düsenkopfteile (18) bezüglich ihrer Winkellagen (31 , 32) stets derart zueinander ausgerichtet angeordnet sind, dass die mittels der Düsenelemente (22, 23, 24, 25) erzeugten Fluidstrahlen immer
berührungslos aneinander vorbei auf die metallische Oberfläche (2, 3) strahlbar sind.
8. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Düsenelemente (22, 23, 24, 25) zweier unmittelbar benachbarter
Düsenkopfteile (18) bezüglich ihrer Winkellagen (31 , 32) stets derart zueinander ausgerichtet angeordnet sind, dass die mittels der
Düsenelemente (22, 23, 24, 25) erzeugten Fluidstrahlen immer
berührungslos aneinander vorbei auf die metallische Oberfläche (2, 3) strahlbar sind.
9. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung zum Treiben der Düsenkopfteile (18), mittels welcher die Düsenkopfteile (18) hinsichtlich ihrer Rotationseigenschaften synchronisiert antreibbar sind.
10. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die Düsenkopfteile (18) mechanisch und/oder elektronisch wechselwirkend derart miteinander verbunden sind, dass die einzelnen Düsenkopfteile (18) der Düseneinrichtung (16) immer mit voreingestellten Winkellagen (31 , 32) zueinander ausgerichtet angeordnet sind.
1 1 .Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Düsenelemente (22, 23, 24, 25) zweier unmittelbar benachbarter Düsenkopfteile (18) hinsichtlich ihrer Winkellagen (31 , 32) um mehr als 5° oder um mehr als 15°, vorzugsweise um 45°, zueinander versetzt angeordnet sind.
12. Anlage (5) zum Herstellen von metallischen Halbzeugen (4, 9),
insbesondere von metallischem Bandmaterial (9), mit einer Vorrichtung (1 ) zum Entzundern der metallischen Oberflächen (2, 3) der metallischen Halbzeuge (4, 9), gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (1 ) zum
Entzundern nach einem der Ansprüche 7 bis 1 1 .
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