Verfahren und Vorrichtung zur mechanischen Entzunderung von Halbfabrikaten Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur mechanischen Entzunde- rung von Halbfabrikaten, insbesondere von Walz- gütern, z. B. Bleche und Bänder von Eisen und Stahl.
Es ist bekannt, z. B. Bänder mit Hilfe von Strahl maschinen zu entzundern und nachträglich einem Kaltwalzprozess zu unterstellen. Es wurde dabei fest gestellt, dass beim Kaltwalzen sich eine dunkelgraue Schmutzschicht bildet. Diese Schmutzschicht verur sacht eine Dunkelfärbung auf den Bändern, wodurch die Qualität derselben vermindert wird. Es wurde angenommen, dass diese Verschmutzung aus Zunder- und Eisenstaubrückständen besteht, die vom Strahl prozess herrühren.
Deshalb versuchte man, durch einen Reinigungsprozess der Bänder zwischen dem Strahl- verfahren und dem Kaltwalzprozess, z. B. mittels Bür sten, Abspritzen mit Wasserstrahl unter hohem Druck oder Reinigung unter Einwirkung von Ultra schall, diesen Nachteil zu beheben. Es konnte aber eine vollständige Vermeidung der Verschmutzung nach dem Kaltwalzen nicht erzielt werden, so dass keine vollständig blanken Bänder erzeugt wurden. Eine Nachbeize anstelle des mechanischen Reini gungsprozesses war deshalb unumgänglich. Diese Nachbeize verursacht im Herstellungsprozess von Bän dern eine unerwünschte Mehrarbeit.
Die Tendenz, die Beizanlagen im Walzwerk vollständig zu eliminieren, führte dazu, ein Reinigungsverfahren zur Entfernung des Zunders auf Walzgütern zu entwickeln, das die Nachbeize ausschliesst und die Verschmutzung beim Kaltwalzen eliminiert.
Es wurden deshalb Versuche unternommen und dabei festgestellt, dass die Schmutzschicht nach dem Kaltwalzen zum grössten Teil durch die bisher übli chen Strahlverfahren verursacht wird. Durch die hohe kinetische Energie der aufgeschleuderten Stahlkörner entstehen im Grundwerkstoff der zu entzundernden Halbfabrikate kleine Kugelkalotten. In diesen Vertie fungen liegen mikroskopisch kleine Zunderrückstände, die durch Kaltschweissung, infolge des starken Aufschla ges der Stahlkörner, mit dem Grundwerkstoff verbun den sind.
Durch die bisher üblichen mechanischen Reinigungsverfahren nach dem Strahlen konnten diese Kaltschweissungen bzw. Zunderrückstände nicht ent fernt werden. Als einzige Möglichkeit wurde das er wähnte Nachbeizen des Bestrahlten Walzgutes ange wendet.
Es wurde deshalb ein Verfahren entwickelt, das eine Nachreinigung der Bestrahlten Halbfabrikate bzw. Walzgüter auf mechanischem oder chemischem Wege erübrigt und dadurch gekennzeichnet ist, dass das mechanische Entzundern durch einen Strahlpro- zess, bestehend aus mindestens zwei Arbeitsgängen, erfolgt, wobei die Aufschlagwinkel des Strahlmittels auf die Oberfläche des zu entzundernden Halbfabri kates in den Arbeitsgängen verschieden gross vonein ander sind.
Die Zeichnung zeigt schematisch einige Ausfüh rungsbeispiele von Einrichtungen zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens. Es stellen dar: Fig. 1 eine Entzunderungsanlage mit Schleuder rädern im Aufriss;
Fig.2 eine Variante der Bandführung in einer ersten Strahleinrichtung im Aufriss, Fig. 3 eine erste Strahleinrichtung mit schwenk baren Rollenpaaren im Grundriss, Fig. 4 eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in der Fig. 3, Fig. 6 eins Variante der Schleuderradanordnung in der ersten Strahleinrichtung,
im Schnitt, Fig. 7 eine Entzunderungsanlage mit Pressluft- strahldüsen und Schleuderrädern, im Aufriss, Fig. 8 eine Anordnung der Bandführung in der ersten Strahlenlage, im Aufriss.
In der Fig. 1 wird ein Band 1 von einem Haspel 2 über eine Umlenkrolle 3 in eine erste Strahlein- richtung bzw. Strahlkammer 4 eingeführt. Zwei Um lenkrollen 7 und 8 sind derart in der Strahlkammer 4 gelagert, dass sie parallel zueinander verschoben werden können in Richtung der Pfeile 9 und 10. In der Strahlkammer 4 sind zwei Schleuderräder 5 und 6 ortsfest angeordnet.
Diese Schleuderstrahle aus den Schleuderrädern 5 und 6 sind parallel gerichtet, und zwar so, dass der eine die Oberseite des Bandes 1 und der andere die Unterseite des Bandes 1, je quer zu dessen Durchlaufrichtung bestrahlt. Der Auf schlagwinkel a des Strahhnittels auf das Band 1 ist sehr klein gewählt und kann eingestellt werden durch Verschieben der Umlenkrollen 7 und 8, z. B. von 10 bis 30 .
Der Schleuderstrahl aus dem Schleuderrad 5 wird dem Band 1 entlang nach unten gegen die Umlenk- rolle 8 gleiten. Damit diese Strahlmittelkörner auf dem Band 1 keine Eindrücke hinterlassen, wenn das Band 1 um die Umlenkrolle 8 geführt wird, muss letztere aus einem elastischen Material bzw. mit einem Überzug aus solchem versehen sein. Es könnte z. B. die Umlenkrolle 8 mit Vulkollan überzogen sein.
Da der Zunder auf dem Band 1 durch den vor erwähnten ersten Arbeitsprozess in der Kammer 4 nicht vollständig entfernt wird, muss das Band 1 einem zweiten Arbeitsprozess unterworfen werden. Über eine Umlenkrolle 12 gleitet das Band 1 in eine zweite Strahleinrichtung bzw. Strahlkammer 13.
Zwei Schleuderräder 14 und 15 bestrahlen das Band 1 je auf der Ober- und Unterseite und entfernen die restlichen Zunderschichten. Der Aufschlagwinkel ss des Strahlmittels aus den Schleuderrädern 14 und 15 ist grösser als der Winkel a beim ersten Strahlprozess. Im vorliegenden Beispiel wurde für den Aufschlag winkel ss 90 gewählt. Eine Einstellung des Winkels ss, z. B. von 60 bis 90 , könnte durch Verschwenken der Schleuderräder 14 und 15 ermöglicht werden.
Ebenso wäre es denkbar, eine ähnliche Anordnung von zwei Umlenkrollen anzubringen wie in der Strahlkammer 4. Das nun genügend gereinigte Band 1 wird auf einen Haspel 17 aufgerollt und kann dem Kaltwalzwerk zugeführt werden.
In der Fig. 2 ist anstelle der parallelen Verschie bung der Umlenkrollen 7 und 8 eine Verschwenkung vorgesehen. Die Umlenkrollen 7 und 8 sind auf einem Schwenkarm 11 drehbar gelagert. Der Schwenk arm 11 kann um die Achse 16 gedreht werden, wo durch der Aufschlagwinkel a verändert werden kann.
Die Fig. 3 bis 5 stellen eine erste Strahleinrich- tung dar, wobei die Schleuderräder 18 und 19 hori zontal das Strahlmittel gegen das Band 1 schleudern.
Die Schleuderräder 18 und 19 sind ortsfest angeord net und gegeneinander in der Banddurchlaufrichtung versetzt. Über ein festes Rollenpaar 20 wird das Band 1 eingeführt und gleitet durch zwei relativ zum Rol lenpaar 20 verschwenkbare Rollenpaare 21 an den Schleuderrädern 18 und 19 vorbei und durch ein wei teres, fest angeordnetes Rollenpaar 23 in die zweite (in den Fig. 3 bis 5 nicht dargestellt) Strahleinrich- tung. Der Aufschlagwinkel a lässt sich durch Ver- schwenken der Rollenpaare 21 verändern.
Die Fig. 6 zeigt eine erste Strahleinrichtung mit mehreren Schleuderrädern 22, die verschwenkbar an geordnet sind, um den Aufschlagwinkel a zu ver ändern. Das Band 1 wird in diesem Falle über nicht dargestellte feste Rollen geleitet. Mit dieser Einrich tung lassen sich breite Bänder bestrahlen.
Eine weitere Strahlenlage ist in Fig. 7 dargestellt, wobei für die erste Strahleinrichtung Pressluftstrahl- düsen 23 verwendet werden, die so schwenkbar an geordnet sind, dass der Aufschlagwinkel a verändert werden kann. Die Strahldüsen 23 könnten auch quer zur Banddurchlaufrichtung gestellt werden.
Die Anordnung einer Strahlenlage nach Fig. 8 ist so getroffen, dass in der ersten Strahleinrichtung nur ein Schleuderrad 24 für das Bestrahlen der Unter- und Oberseite des durchlaufenden Bandes 1 nötig ist. Durch geeignete Umlenkung des Bandes 1 wird das Band 1 in einem spitzen Aufschlagwinkel a an dem Schleuderrad 24 zweimal vorbeigeführt. Soll der Aufschlagwinkel a veränderlich sein, so können die Umlenkrollen 25 verschiebbar angeordnet werden, so dass sie in die durch strichpunktierte Linien darge stellte Lage geschoben werden können.
Da die Be strahlung in der ersten Strahleinrichtung auf das vertikal gestellte Band 1 erfolgt, wird über feste Um lenkrollen 26 das Band 1 in die waagrechte Lage verdreht und unter der zweiten Strahleinrichtung bzw. unter dem Schleuderrad 27 durchgeführt.
Durch das Aufschlagen der Strahlmittelteilchen in einem spitzen Winkel a auf das Band 1 werden die Zunderschichten gelöst. Die Eindrücke der Strahl mittelkörner in den Grundwerkstoff werden kleiner und das spitzwinklige Auftreffen auf das Band 1 vermindert ein Festschlagen bzw. eine Kaltschwei- ssung von Zunderresten auf dem Grundwerkstoff we sentlich. Die in der ersten Strahleinrichtung nicht entfernten Zunderresten werden im zweiten Arbeits gang vollständig entfernt.
In den Versuchen wurde festgestellt, dass sich nach dem Kaltwalzprozess von Halbfabrikaten, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren entzundert wurden, keine Schmutzschicht auf dem Walzprodukt befand. Es können somit blanke Produkte hergestellt werden, ohne dass eine Nachreinigung der entzunder- ten Halbfabrikate nötig wird. Der Betrieb im Walz werk wird dadurch vereinfacht und erspart Mehr kosten für die Nachreinigung.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Entzunde- rung liesse sich nicht nur auswerten bei Produkten, die nachträglich kaltgewalzt werden, sondern auch für solche, die einem Ziehprozess unterworfen wer den. Anstelle von Blechen und Bändern könnten auch Drähte, Profileisen und dergleichen nach dem neuen Verfahren entzundert werden.
Die in den Beispielen dargestellten Einrichtungen sind jeweils in zwei Arbeitsgänge unterteilt. Es könnte aber der Strahlprozess aus mehr als zwei Arbeitsgän gen bestehen. Dabei würde der erste Arbeitsgang mit einem sehr kleinen, und die nachfolgenden Arbeits gänge mit grösserem Aufschlagwinkel arbeiten.
Method and device for the mechanical descaling of semifinished products. The present invention relates to a method and a device for the mechanical descaling of semifinished products, in particular of rolled goods, e.g. B. Sheets and strips of iron and steel.
It is known e.g. B. to descaling strips with the help of blasting machines and then subject them to a cold rolling process. It was found that a dark gray layer of dirt forms during cold rolling. This layer of dirt causes the tapes to darken, thereby reducing the quality of the tapes. It was assumed that this pollution consists of scale and iron dust residues from the blasting process.
Therefore an attempt was made to clean the strips between the blasting process and the cold rolling process, e.g. B. by means of Bür most, spraying with water under high pressure or cleaning under the action of ultrasound to remedy this disadvantage. However, it was not possible to completely avoid contamination after cold rolling, so that no completely bright strips were produced. Post-staining instead of the mechanical cleaning process was therefore inevitable. This post-pickling process causes undesirable extra work in the manufacturing process for tapes.
The tendency to completely eliminate the pickling systems in the rolling mill has led to the development of a cleaning process for removing the scale on rolling stock, which excludes post-pickling and eliminates contamination during cold rolling.
Attempts were therefore made and it was found that the dirt layer after cold rolling is largely caused by the blasting processes that have been customary up to now. The high kinetic energy of the thrown-on steel grains creates small spherical caps in the base material of the semi-finished products to be descaled. In these recesses there are microscopic scale residues that are connected to the base material by cold welding as a result of the strong impact of the steel grains.
Due to the mechanical cleaning process after blasting that was customary up to now, these cold welds or scale residues could not be removed. The mentioned pickling of the irradiated rolled stock was used as the only option.
A process has therefore been developed that eliminates the need for subsequent cleaning of the irradiated semi-finished products or rolled goods by mechanical or chemical means and is characterized in that the mechanical descaling is carried out by a blasting process consisting of at least two work steps, with the impact angle of the blasting agent on the surface of the semi-finished product to be descaled are of different sizes in the operations.
The drawing shows schematically some Ausfüh approximately examples of devices for performing the inventive method. They show: FIG. 1 a descaling system with centrifugal wheels in elevation;
2 shows a variant of the tape guide in a first jet device in elevation, FIG. 3 shows a first jet device with pivotable pairs of rollers in plan, FIG. 4 shows a side view of the arrangement according to FIG. 3, FIG. 5 shows a section along the line VV in FIG Fig. 3, Fig. 6 a variant of the centrifugal wheel arrangement in the first jet device,
in section, FIG. 7 a descaling system with compressed air jet nozzles and centrifugal wheels, in elevation, FIG. 8 an arrangement of the strip guide in the first beam position, in elevation.
In FIG. 1, a strip 1 is introduced from a reel 2 via a deflection roller 3 into a first blasting device or blasting chamber 4. Two castors 7 and 8 are mounted in the blasting chamber 4 in such a way that they can be displaced parallel to one another in the direction of the arrows 9 and 10. In the blasting chamber 4, two centrifugal wheels 5 and 6 are fixedly arranged.
These centrifugal jets from the centrifugal wheels 5 and 6 are directed parallel, specifically in such a way that one irradiates the upper side of the belt 1 and the other irradiates the lower side of the belt 1, each transversely to its direction of passage. The impact angle a of the jet on the tape 1 is chosen to be very small and can be adjusted by moving the pulleys 7 and 8, for. B. from 10 to 30.
The centrifugal jet from the centrifugal wheel 5 will slide along the belt 1 downwards against the deflection roller 8. So that these abrasive grains do not leave any impressions on the belt 1 when the belt 1 is guided around the deflection roller 8, the latter must be made of an elastic material or be provided with a coating of such. It could e.g. B. the pulley 8 be coated with Vulkollan.
Since the scale on the strip 1 is not completely removed by the aforementioned first work process in the chamber 4, the strip 1 must be subjected to a second work process. The strip 1 slides over a deflection roller 12 into a second blasting device or blasting chamber 13.
Two centrifugal wheels 14 and 15 irradiate the strip 1 each on the top and bottom and remove the remaining layers of scale. The impact angle ss of the blasting agent from the centrifugal wheels 14 and 15 is greater than the angle α in the first blasting process. In this example, 90 was chosen for the upstroke. An adjustment of the angle ss, z. B. from 60 to 90, could be made possible by pivoting the centrifugal wheels 14 and 15.
It would also be conceivable to provide a similar arrangement of two deflection rollers as in the blasting chamber 4. The strip 1, which has now been sufficiently cleaned, is rolled onto a reel 17 and can be fed to the cold rolling mill.
In Fig. 2, instead of the parallel shift environment of the pulleys 7 and 8 pivoting is provided. The pulleys 7 and 8 are rotatably mounted on a swivel arm 11. The pivot arm 11 can be rotated about the axis 16, where a can be changed by the angle of attack.
3 to 5 show a first blasting device, the blasting wheels 18 and 19 hori zontal throwing the blasting agent against the belt 1.
The centrifugal wheels 18 and 19 are stationary angeord net and offset from one another in the direction of belt travel. The tape 1 is inserted via a fixed pair of rollers 20 and slides through two pairs of rollers 21, which can be pivoted relative to the roller pair 20, past the spinner wheels 18 and 19 and through a further, fixed roller pair 23 into the second (in FIGS. 3 to 5 not shown) jet device. The angle of impact a can be changed by pivoting the pairs of rollers 21.
Fig. 6 shows a first jet device with a plurality of centrifugal wheels 22, which are arranged to pivot in order to change the impact angle a to ver. In this case, the tape 1 is guided over fixed rollers, not shown. With this device, broad bands can be irradiated.
Another beam position is shown in FIG. 7, with compressed air nozzles 23 being used for the first beam device, which are arranged so that they can be pivoted so that the angle of impact α can be changed. The jet nozzles 23 could also be set transversely to the direction of belt passage.
The arrangement of a beam position according to FIG. 8 is such that only one centrifugal wheel 24 is required in the first beam device for irradiating the lower and upper side of the continuous belt 1. By appropriately deflecting the belt 1, the belt 1 is guided past the centrifugal wheel 24 twice at an acute angle of impact a. If the impact angle a is to be variable, the deflection rollers 25 can be arranged displaceably so that they can be pushed into the position shown by dash-dotted lines.
Since the loading takes place in the first jet device on the vertically placed tape 1, the tape 1 is rotated in the horizontal position via fixed order pulleys 26 and carried out under the second jet device or under the spinner 27.
By striking the abrasive particles at an acute angle a on the strip 1, the scale layers are loosened. The impressions of the blasting medium grains in the base material become smaller and the acute-angled impact on the strip 1 significantly reduces the risk of sticking or cold welding of scale residues on the base material. The scale residues that are not removed in the first blasting device are completely removed in the second operation.
In the tests it was found that after the cold rolling process of semi-finished products which were descaled according to the method according to the invention, there was no layer of dirt on the rolled product. Bare products can thus be manufactured without the need for post-cleaning of the de-scaled semi-finished products. This simplifies operation in the rolling mill and saves additional cleaning costs.
The method according to the invention for descaling could not only be evaluated in the case of products that are subsequently cold-rolled, but also for those that are subjected to a drawing process. Instead of sheets and strips, wires, profile iron and the like could also be descaled using the new method.
The facilities shown in the examples are each divided into two operations. However, the blasting process could consist of more than two work steps. The first work step would work with a very small and the subsequent work steps with a larger angle of attack.