DE2431173A1 - Verfahren und vorrichtung zum produzieren von metallischen rohlingen, insbesondere stahlbrammen, die zumindest in einem vorbestimmten oberflaechenbereich im wesentlichen keine fehler aufweisen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum produzieren von metallischen rohlingen, insbesondere stahlbrammen, die zumindest in einem vorbestimmten oberflaechenbereich im wesentlichen keine fehler aufweisen

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DE2431173A1
DE2431173A1 DE2431173A DE2431173A DE2431173A1 DE 2431173 A1 DE2431173 A1 DE 2431173A1 DE 2431173 A DE2431173 A DE 2431173A DE 2431173 A DE2431173 A DE 2431173A DE 2431173 A1 DE2431173 A1 DE 2431173A1
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    • G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
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Description

Verfahren und Vorrichtung zum Produzieren von metallische^ Rohlingen, insbesondere Stahlbrammen, die zumindest in einem vorbestimmten Oberflächenbereich im wesentlichen keine Fehler
aufweisen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Produzieren von fietallischen Rohlingen, insbesondere Stahlbrammen, die zumindest in einem vorbestimmten Oberflächenbereich im wesentlichen keinj fehler, wie Risse, Überwalzungen, Lunker, Schuppen oder dergl. aufweisen, wobei derartige Fehler zumindest in dem fehlerfrei zu produzierenden Oberflächenbereich festgestellt und gegebenenfalls durch eine Bearbeitungseinrichtung mittels Flämmen, Schleifen, Fräsen, Hobeln und/oder eine andere spanabhebende Bearbeicung und/oder örtliche MaterialaufSchmelzung und/oder Materialersatz beseitigt werden.
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Nach dem heute üblichen Verfahren zur Herstellung von Blechen werden Rohlinge, sogenannte Brammen, verarbeitet, die teils von in Kokillen vergossenen Blöcken, teils von stranggegossenem Material stammen. Auf der Oberfläche dieror Brammen oder in der Nähe dieser Oberfläche befinden sich Fehler in Form von Rissen, Blasen, Schuppen und dergl. Nach dem Weiterverarbeiten dieser Brammen, das in der Regel im Erwärmen auf die Bearbeitungstemperatur und Auswalzen zu Blechen odei Flachstahl besteht, befinden sich diese Fehler, in etwas geänderter Form, an der Blechoberfläche, wenn man diese Fehler nicht vor der Weiterverarbeitung entfernt.
-Die Möglichkeiten, alle diese Fehler im Brammenzustand zu erkennen, werden heute als sehr unsicher beurteilt, da die Fehlerprüfung mit Hilfe okularer Besichtigung erfolgt. Die gefundenen Fehior sind bei der visuellen Prüfung durch Farbe oder andere Mittel gekennzeichnet worden. Insbesondere ist es bei diesem bekannten Prüfungsverfahren nicht möglich, die Fehler in ihrem Tiefenverlauf zu beurteilen, d.h. dreidimensional. Dies hat zur Folge, daß Brammen, die aufgrund tiefgehender Fehler als Ausschuß zu betrachten sind, weiterbearbe4tet werden. Die Entfernung der Fehler kann mittels Sauerstoffflämmen, Hobeln, Fräsen oder einer anderen Oberflächenbearbeitungsmethode geschehen. Von diesen ist heute das manuelle Sauerstoffflämmen das am meisten angewandte, aber auch - vom ergonomischen Standpunkt - die meiste physische Arbeit fordernde Verfahren. In letzter Zeit hat eine gewisse Entwicklung stattgefunden, die zu
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manuell bedienten Flämm-Maschinen führte, die von Hand zu den Fehlerstellen auf den Brammen gesteuert werden, wobei man sich bekannter Manövriereinheiten oder -systeme bedient
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die eine zuverlässige Feststellung der vorgenannten Fehler an und nahe unter der Oberfläche von Rohlingen, insbesondere Brammen, ermöglichen und die schwere manuelle Arbeit beim Entfernen der Fehler mittels Sauerstoffflämmen oder dergl. erleichtern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgenäß dadurch gelöst, daß mindestens eine derartige Fehler an und nahe unter der Oberfläche nach Lage und Tiefe feststellende Prüfeinrichtung verwendet wird und die Fehler für Oberflächenteilbereiche, deren Breite quer zur Bearteitungseinrichtung etwa gleich oder kleiner als die kleinste Bearbeitungsbreite der Bearbeitungseinrichtung ist, mit ihrer Tiefe registriert werden und daß die Bearbeitungstiefe der Bearbeitungseinrichtung gemäß der für den jeweils zu bearbeitenden Oberflächenteilbereich registrierten maximalen Fehlertiefe gesteuert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet abgesehen von dem insbesondere aus gesundheitlichen Rücksichten so wertvollen Wegfall der bisherigen manuellen Bedienung den Vorteil, daß bei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren produzierten Blechen nur etwa 5 % der fertigen Bleche geringe Fehler aufweisen, während etwa 3 5 % der fertigen Bleche, die nach dem eingangs
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beschriebenen bekannten Verfahren geprüft, geflammt und fertiggewalzt sind, mit groben Fehlern behaftet sind.
Erfindungsgemäß ist es besonders vorteilhaft, die Fehler entsprechend ihrer Tiefe in mehrere Tiefenklassen unterteilt zu registrieren und die Bearteitungstiefe und/oder Bearbeitungsart in Abhängigkeit von den registrierten Tiefenklassen der Fehler zu steuern bzw. zu wählen. Auch kann es aus techniscn-ökonomischen Gründen sehr vorteilhaft sein, die Bearbeitungsart für jeweils eine der Brammenoberflächen oder für beide Brammenoberflächen in Abhängigkeit von den für diese Oberflächen registrierten Fehlertiefen und vorzugsweise auch in Abhängigkeit von der Anzahl der in den einzelnen Tiefenklassen für diese Oberflächen registrierten Fehler zu wählen, um entsprechend der unterschiedlichen Fehlertiefen und der unterschiedlichen Anzahl von Fehlern der einzelnen Brammen bzw. der einzelnen Brammenoberflächen die günstigste Bearbeitungsart zu wählen. Erfindungsgemäß ist es möglich, bei Registrierung eines Fehlers, dessen Tiefe eine vorbestimmte Maximaltiefe überschreitet, die betreffende Bramme ohne eine weitere Bearbeitung als Schrott auszusondern. Diese Eliminierung derartiger Brammen ist in technisch-ökonomischer Hinsicht besonders wichtig. Erfindungsgemäß werden zweckmäßigerweise diejenigen Brammen, bei denen zumindest in dem fehlerfrei zu produzierenden Oberflächenbereich keine oder nur solche Fehler registriert werden, die eine vorbestimmte geringfügige Tiefe nicht überschreiten, als fehlerfrei ausgesondert
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Erfindungsgemäß werden zumindest die fehlerfrei zu produzierenden Oberflächenbereiche der Bramme mittels eines vorzugsweise rechtwinkeligen Koordinatensystems in Teilbereiche unterteilt, deren Breite· etwa gleich oder ein Bruchteil der kleinsten Bearbeitungsbreite der Bearbeitungseinrichtung ist und mittels der Prüfeinrichtung in jedem der so festgelegten Teilbereiche mindestens die maximale Fehlertiefe feststellt und vorzugsweise entsprechend einer vorbestimmten Fehlertiefenklasseneinteilung für jeden Teilbereich diejenige Tiefenklasse registriert, in die der mittels der Prüfeinrichtung festgestellte maximale Tiefenfehler des betreffenden Teilbereichs fällt, derart, daß die so registrierten Werte eine dreidimensionale Annäherung ari den tatsächlichen Tiefenverlauf der Fehler darstellen, wobei man zweckmäßigerweise die Erstreckung der einzelnen Oberflächenteilbereiche in Richtung des relativen Vorschubs zwischen Bearbeitungseinrichtung und Bramme etwa gleich oder kleiner der Breite der Oberflächenteiibereiche wählt.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine zu prüfende Bramme an einen Prüfplatz in eine vorbestimmte Lage gebracht, und, während sie im wesentlichen unverändert in dieser Lage gehalten wird, mittels mindestens einer Prüfeinrichtung mindestens in einem fehlerfrei zu produzierenden Oberfiächenbereich entsprechend einem Streifensystem abgetastet werden, das durch ein vorbestimmtes Koordinatensystem festgelegt ist,
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. 6.
und die Bearbeitung des so geprüften fehlerfrei zu produzierenden Oberflächenbereicns mittels der Bearbeitungseinrichtung entweder bei unveränlerter Lage der Bramme am Prüfplatz oder nach Transpo^ l der Bramme zu einem besonderen Bearbeitungsplatz in einer ihrer Lage am Prüfplatz im wesentlichen genau entsprechenden Lage unter Zugrundelegung des gleichen Koordinatensystems erfolgen. Beim Transport der Brammen zu einem besonderen Bearbeitungsplatz kann es zweckmäßig sein, die Lage der Bramme, insbesondere den Nullpunkt und/oder die Richtung des Koordinatensystems auf den Brammen zu markieren.
Erfindungsgemäß kann man eine Bearbeitungseinrichtung, deren Bearbeitungsbreite gleich der Prüfbreite der Prüfeinrichtung ist, Hinter dor Prüfeinrichtung über die Brammenoberfläche führen, die unmittelbar von der Prüfeinrichtung mit einer dem Abstand zwischen den Einrichtungen entsprechender, zeitlichen Verzögerung gesteuert wird, was den Vorteil bietet, daß es nicht notwendig ist, die Bramme zur Bearbeitung
bezüglich ihrer Lage neu auszurichten, und Prüf- und Bearbeitungseinrichtung eine kleinere Breite als die Bramme haben können.
Es kann vorteilhaft sein, mittels einer, vorzugsweise mit der Prüfeinrichtung gekoppelter und von dieser vorzugsweise selbsttätig gesteuerten Markierungsvorrichtung - insbesondere Farbmarkiervorrichtung - die Fehler und/oder einzelne oder alle Koordinatenlinien und/oder den Nullpunkt des Koordinatensystems zu markieren.
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Λ-
Bei einer vorzugsweisen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die nach Lage und Tiefe registrierten Fehler auf einem Datenträger gespeichert und mittels dieses Datenträgers, z.B. Magnetband, -platte, Lochstreifen, -karte oder dgl. die Bearbeitungseinrichtung gesteuert.
Erfindungsgemäß wird im allgemeinen zunächst die eine Oberfläche der Brammen mittels einei Prüfeinrichtung abgetastet, danach die Bramme gewendet und dann die andere Oberfläche der Bramme mittels der gleichen oder einer zweiten gleichartigen Prüfeinrichtung abgetastet. Nach dem Prüfen beider Brammenoberflächen kann man die als fehlerfrei und die als Schrott eingestuften Brammen absondern und die zu bearbeitenden Brammen einer Bearbeitungseinrichtung zuführen oder auf mehrere Bearbeitungseinrichtungen mit gleicher oder unterschiedlicher Bearbeitungsart verteilen, wobei man mindestens einen Teil der Bearbeitungseinrichtungen über eine Brammen-Wende einrichtung mit einer anderen Bearbeitungseinrichtung verbinden kam1, um eine Bearbeitung der beiden Flachseiten der Brammen nacheinander zu erreichen und eine gleichmäßige Kapazitätsauslastung der einzelnen Bearbeitungseinrichtungen durch eine entsprechende Verteilung der Brammen auf die Bearbeitungseinrichtungen zu erzielen.
Es werden vorzugsweise solche Prüfeinrichtungen verwendet, die die Fehler und die jeweilige Fehlertiefe im wesentlichen unabhängig von ihrer Bewegungs- bzw. Abtastrichtung relativ
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zu einer LängserStreckung eines Fehlers feststellen, wobei die Brammenoberfläche mittels einer oder mehrerer derartiger Prüfeinrichtungen streifenförmig mit einer der Prüfbreite einer Prüfeinrichtung entsprechenden Streifenbreite derart abgetastet wird, daß die Streifen im wesentliehen ohne Abstand oder sich zumindest mit ihren Randbereichen überlappend die Brammenoberfläche im wesentlichen vollständig abdecken. Vorzugsweise wird die Brammenoberfläche in zueinander parallelen Streifen quer zur Walzrichtung abgetastet, was den Vorteil bietet, daß die von dem Walzvorgang herrührenden, sich parallel zur Walzrichtung und daher in erster Linie in Brammenlängsrichtung erstreckenden Oberflächenwellungen das Meßergebnis im wesentlichen nicht verfälschen.
Falls die Brammenoberfläche mittels einer oder mehreren, die Fehlertiefe feststellenden Prüfeinrichtungen, die ein von ihrer Bewegungsrichtung bzw. Abtastrichtung relativ zu einer Längserstreckung eines Fehlers merklich abhängiges Ergebnis liefern, geprüft werden sollen, kann die Bvammenoberfläche streifenförmig mit einer der Prüfbreite einer Prüfeinrichtung entsprechenden Streifenbreite in zwei sich unter einem Winkel von vorzugsweise 90 schneidenden Streifenscharen derart abgetastet werden, daß die Streifen jeder Streifenschar im wesentlichen ohne Abstand oder sich an ihren Rändern überlappend die Brammenoberfläche im ivesentlichen vollständig abdecken.
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Λ.
Vorzugsweise wird die Brammenoverflache auf einem vorbestimmten x-y-Koordinatensystem mittels mindestens einer Prüfeinrichtung mindestens parallel zu einer Koordinatenrichtung abgetastet und in j^dem einzelnen von je zwei benachbarten x- und y-Koordinatenlinien begrenzten Teilbereichen der tiefste von der Prüfeinrichtung in diesem Teilbereich ermittelte Fehler mit seiner Tiefe registriert.
Erfindungsgemäß kann das x-y-Koordinatensystem parallel zur Längs- und Querrichtung der Brammen und mit seinem Nullpunkt in eine Ecke der zu prüfenden Brammenoberfläche gelegt werden.
Erfindungsgemäß kann mindestens die fehlerfrei zu produzierende Brammenoberfläche mittels an einem Trägerarm vorzugsweise in einer Linie nebeneinander angeordneten Prüfköpfen streifenförmig abgefahren werden, wobei der Abstand zvischen den abgetasteten Streifen zweier benachbarter Prüfköpfe gleich einer Streifenbreite oder gleich einem ganzzahligen Vielfachen einer Streifenbreite ist. Hierbei wird der Tragarm mit den Prüfeinrichtungen nach jedem Oberstreichen der Brammenoberfläche um 1 , 2, 3 usw. Streifenbreite senkrecht zu den Streifen verschoben und die Brammenoberfläche dann in der gleichen oder in der entgegengesetzten Richtung abgetastet, bis zwischen den abgetasteten Streifen keine unabgetasteten Felder mehr vorhanden sind.
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Vorzugsweise wählt man die Länge des Halterarmes für die Prüfköpfe gleich einem Bruchteil der größtmöglichen Erstreckung der zu prüfenden Brimmenoberflache.
Erfindungsgemäß wird jede Prüfeinrichtung, insbesondere jeder Prüfkopf individuell insbesondere an einem Tragarm so gelagert, daß sie beim Abtasten der Brammenoberfläche ständig und vorzugsweise gleitend in Anlage an der Brammenoberfläche bleiben oder ständig einen konstanten Abstand von dieser halten und sich ohne seitliches Verschieben oder Ausweichen genau in Abtastrichtung bewegen, damit eine ungenaue oder fehlerhafte Anzeige vermieden wird. Dabei können die Prüfköpfe in Richtung senkrecht zur Brammenoberfläche beweglich gelagert sein und unter Vorspannung vorzugsweise nittels einer Feder oder eines Hydraulikkolbens gegen die Brammenoberfläche vorzugsweise mit einer vorbestimmten Kraft gedrückt werden.
Vorzugsweise nimmt man die Abtastung bei ruhender Bramme vor. Dies bietet den Vorteil, daß die Abtastbreite der Prüfeinrichtungen wesentlich kleider als die Bramnienbreite sein kann, wenn man mittels einer oder menrerer Prüfeinrichtungen zunächst je einen Streifen der Brammenoberfläche in einer vorbestimmten Richtung abtastet und danach im x^esentlichen in der gleichen Abtastrichtung weitere bei der ersten Abtastung nicht geprüfte Streifen der Brammenoberfläche abtastet, bis die Brammenoberfläche im wesentlichen vollständig abgetastet
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ist. Erfindungsgemäß kann man die Bearbeitung der Bramiienoberflache ebenfalls bei ruhender Bramme vornehmen, indem man die Bearbeitungseinrichtung, deren Bearbeitungsbreite gleich oder gleich einem Vielfachen der Abtastbreite der Prüfeinrichtungen ist, in analoger Weise über die Teilbereiche der Brammenoberfläche führt, in denen Fehler registriert wurden.
Hierbei kann man erfindungsgemäß mittels Recheneinrichtungen den zur Beseitigung aller festgestellten Fehler erforderlichen Weg der Bearbeitungseinrichtung über die Brammenoberfläche optimieren, d.h. die Bearbeitungseinrichtung auf dem kürzesten Weg über die Brammenoberfläche führen* um die Fehler zu beseitigen.
Alternativ kann man die Prüfeinrichtung bzw. -einrichtungen und/oder die Bearbeituugseinrichtung auf einer Basisunterstützung anordnen, die mit der gleichen Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung wie die zu prüfende Bramme bewegt wird, derart, daß zwischen dieser Easisunterstützung und der Bramme keine Relativbewegung vorhanden ist und die eigentlichen Prüfeinrichtungen und die Bearbeitungseinrichtungen in analoger Weise wie bei ruhender Bramme über die Brammenoberfläche führen, wobei die eigentliche Bearbeitungseinrichtung relativ zu ihren Basisunterstützungen die gleichen Bewegungen wie bei feststehender Bramme ausführen.
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Zur Fehlerprüfung eignen sich alle Meßverfahren, die es gestatten, von Inhomogenitäten und Fehlerstellen» insbesondere Rissen, Lunkern, Schuppen, Überx^alzungen oder dgl., die Lage und die Tiefenerstreckung relativ zur Bramirenoberfläche zu messen. Anwendbar sind insbesondere die bekannten Wirbelstromverfahren sowie die beirannten magnetischen Streuflußverfahren, bei denen das magnetische Streufeld entweder mittels Sonden, wie Oberwellensonden, magnecempfindliche Halbleiter, Induktionsspulen oder dgl., vorzugsweise in Differenzschaltung abgetastet und ausgemessen wird oder mittels eines auf die zu prüfende Brammenoberfläche gebrachten Magnetbandes registriert wird.
Eine Fehlerprüfung kann erfindungsgemäß aber auch mittels Ultraschall oder Röntgenstrahlen oder mittels elektrischer Widerstandsmessung vorgenommen werden. Bei all diesen Meßverfahren kann es zweckmäßig sein, zwei Messungen hintereinander durchzuführen, um z.B. langgestreckte Risse unabhängig von der Abtastrichtung der Prüfeinrichtung sicher zu erfassen. Hierzu werden die beiden Messungen im allgemeinen unter einem Winkel von 90 zueinander durchgeführt. Dies kann auch dadurch geschehen, daß man z.B. bei magnetischer Streuflußmessung einen Prüfkopf verwendet, der mittels einer ersten Magnetisierungseinrichtung eine Magnetisierung unter 45° zur Abtastrichtung vornimmt und mittels einem oder mehreren vorzugsweise in Differenzschaltung geschalteten ersten Sonden- bzw. Spulenpaaren das magnetische Stre ifeld ausmißt und mittels einer im Abstand von der
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ersten angeordneten zweiten Ma^netisierungseinrichtung eine Magnetisierung senkrecht zur ersten bewirkt, deren Streufeld ebenfalls durch Sonc'.enpaare ausgemessen wird, wobei die auf Grund beider Magnetisierungen erhaltenen Signale zur Ermittlung der maximalen Fehlertiefe kombiniert werden.
Auch kann es vorteilhaft sei:;, mittels hin- und herschwingenden Sonden bzw. Sondenpaaren die zu prüfende Oberfläche abzutasten, was insbesondere dann vorteilhaft ist, xienn die Sonden wie im Falle der Streuflußsonden eine im wesentlichen punktförmige Abtastung bewirken. In diesem Fall beschreiben die Sonden dann auf der zu prüfenden Oberfläche eine enge Zickzack- oder sinuslinienförmige Kurvenschar.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Bramme, deren obere Flachseite mittels eines x-y-Koordinatensystems in Teilbereiche unterteilt ist;
Fig. 2 einen Ausschnitt der Bramme gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;
Fig. 2a einen Teilbereich in perspektivischer Darstellung; Fig. 2b den Teilbereich gemäß Fig. 2a von vorne gesehen, und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Betriebsanordnung zur Feststellung und Beseitigung von Fehlern.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Bramme, deren obere Flachseite mittels eines x-y-Koordinatensystems in 72 Teilbereiche unterteilt ist, wobei der Nullpunkt N des Koordinatensystems in einer Brammenecke liegt.
Fig. 2 zeigt in vergrößertem -iaßstab einen 15 Teilbereiche umfassenden Ausschnitt der Bramme gemäß Fig. 1, wobei zwei Risse R1 und R9 eingezeichnet sind. Der den Riß R9 aufweisen-
\ Li Lt
de, zwischen den x-Koordinaten 1 und 2 und den y-Koorrlinaten 1 und 2 gelegene Teilbereich ist in Fig. 2a gesondert herausgezeichnet. In Fig. 2b sind aus der Projektion R9' des Risses R2 dessen Tiefenverlauf und seine maximale Tiefe Tmax
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ersichtlich. T. ist die maximale Tiefe, bis zu der sich Oberflächenfehler in die Brammen hineinerstrecken können, ohne auf die Blechqualität einen störenden Einfluß zu haben. Derartige Fehler müssen daher nicht beseitigt werden. T., liegt in der Praxis bei etwa 2-3 mm. In Fig. 2b begrenzen To und T., zwei Tiefenklassen, wobei Fehler mit einer Tiefe zwischen T. und T„ mit einer Bearbeitungstiefe T2 und Fehler mit einev Tiefe zwischen T~ und T^ mit einer Bearbeitungstiefe von T7. entfernt werden. T ist diejenige Fehlertiefe5 bei deren Cberschreiten die Brammen als Schrott ausgeschieden werden. T ist abhängig von der Brammendicke und beträgt im allgemeinen etwa 1/3 der Brammendicke, jedoch nicht mehr als etwa 25 - 30 mm. Die Abtastung der Brammenoberfläche kann z.B. mittels einer Prüfeinrichtung mit drei Prüfköpfen erfolgen, von denen jeder eine Abtastbreite von einer y-Koordinateneinheit aufweist und die an einem Tragarm in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß zwischen ihnen jeweils ein Streifen von einer y-Koordinateneinheit nicht abgetastet wird. Mittels einer derartigen Prüfeinrichtung können bei einer ersten Bewegung in Querrichtung der Bramme, d.h. parallel zur x-Achse, die Streifen zwischen den y-Koordinatenlinien 0 und 1, sowie zwischen 2 und 3 und zwischen 4 und 5 abgetastet werden; anschließend können nach seitlicher Verschiebung der Prüfeinrichtung um eine y-Einheit die Streifen zwischen den y-Koordinaten 1 und 2 sowie 3 und 4 und zwischen 5 und 6 in einer zweiten Bewegung quer zur Bramme
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abgetastet werden. Nach einem seitlichen Verschieben der Prüfeinrichtung um fünf y-Einheiten nach rechts kann die rechte Brammenhälfte analog abgetastet werden.
In Fig. 3 können mittels eines Magnetkranso in Stapeln 8 auf einen Lagerplatz L.. befindliche Brammen auf eine Rollenbahn 10 gebracht werden und nach Durchlauf einer Entzunderungseinrichtung E über eine Rollenbahn 12 einer ersten Prüfeinrichtung P. zugeführt werden. Hier wird jeweils eine der Flachseiten einer Bramme geprüft, indem an zwei im rechten Winkel zueinander angeordneten Anschlagleisten die Bramme mit einer Stirn- und einer Längsseite zur Anlage gebracht wird und ihre obere Flachseite mittels der Prüfeinrichtung in in Querrichtung verlaufenden Streifen abgetastet und die festgestellter Fehler auf einen Datenspeicher in der eingangs beschriebenen Weise registriert werden. Weist eine Bramme im Bereich ihrer oberen Flachseite einen oder mehrere Fehler auf, deren Tiefe den vorbestimmten Wert T überschreitet, so wird sie bei 13 als Schro :t ausgesondert. Über einen Rollengang 14, einen Wender W. und einen Rollengang 16 werden die Brammen der Prüfeinrichtung ?„ zugeführt, mittels der die zweite Flachseite nach Festlegung der Bramme in Anlage an zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Anschlagleisten in analoger Weise abgetastet wird. Festgestellter Schrott wird bei 15 abgesondert, während Brammen, die keine oder nur geringfügige Oberflächenfehler mit einer maximalen Tiefe von höchstens T. aufweisen, über
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eine Rollenbahn 17 und 48, einem Lager L2 zugeführt werden. Mittels Rollenbahnen 18 und 20 oder 22 xvrerden die zu bearbeitenden Brammen Bearbeitungseinrichtungen F., bzw. F~ zum Bearbeiten der ersten Flachseite und über Rollerl^ahnen 24, 30 bzw. 26, 28 einem Wender W2 und Rollenbahnen 36,38 und 40 oder 42 zwei weiteren Bearbeitungseinrichtungen F^ und F, zum Bearbeiten der zweiten Flachseite zugeführt. Brammen, bei denen nur die erste Flachseite Fehler aufweist, können über Rollengänge 28, 17 und 48 zum Lager L2 gebracht werden. Von den Bearbeitungseinrichtungen F^ und F. können die fertig bearbeiteten Brammen über Rollenbahnen 44 bzw. und 48 nach Lager L2 transportiert werden und dort mittels eines Magnetkrans 5 2 zu Stapeln 50 aufgestapelt werden.
Wie in Fig. 3 angedeutet, läßt sich die Anordnung von Rollenbahnen, Bearbeitungseinrichtungen und Wendern analog nach linl;s erweitern, falls weitere Bearbeitungseinrichtungen erforderlich sind.
Es kann auch vorteilhaft sein, den Tragarm für die Prüfköpfe gleich der maximalen Brammenlänge zu wäalen unc die Prüfköpfe im Abstand von 1, 2, 3 oder 4 Koordinateneinheiten auf den Tragarm anzuordnen und dann mittels des Tr?garmes die Brammenoberfläche in Querrichtung abzufahren und nach jeder Bewegung quer über die Brammenoberfläche den Tragarm um eine·Koordinateneinheit zu verschieben, bis die Oberfläche vollständig abgetastet ist.
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Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale werden als erfindungsx^esentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der
Technik neu sind.
Die Verwendung einer Flämm-Maschine hat sich erfindungsgemäß als besonders vorteilhaft erwiesen , insbesondere wenn die Tiefenklasseneinteiluntj so gewählt wird , daß
T„ gleich der Arbeitstiefe bei einmaligem Überfahren
eines Oberflächenbereiches und T-, gleich der Arbeitstiefe bei zweimaligem Überfahren des gleichen Oberflächenbereiches ist.
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Claims (37)

  1. Ansprüche
    \.J Verfahren zum Produzieren von metallischen Rohlingen, insbesondere Stahlbrammen, die zumindest in einem vorbestimmten Oberfläohenbereich im wesentlichen keine Fehler, wie Risse, Überwalzungen, Lunker, Schuppen oder dergl. aufweisen, wobei zumindest der fehlerfrei zu produzierende Oberflächenbereich mittels einer derartige Fehler feststellenden und ihre Lage auf die Brammenoberfläche registrierenden Prüfungseinrichtung systematisch.und im wesentlichen vollständig abgetastet werden und mittels der registrierten Fehler eine Bearbeitungseinrichtung gesteuert wird, die durch Flämmen, Schleifan, Fräsen, Hobeln und/oder eine andere spanabhebende Bearbeitung und/oder örtliche MaterialaufSchmelzung und/oder Materialersatz oder dergl. die festgestellten Fehler beseitigt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine derartige Fehler an
    "nd nahe unter der Oberfläche nach Lage und Tiefe feststellende Prüfeinrichtung verwendet wird und die Fehler für Oberflächenteilbereiche, deren Breite quer zur Bearbeitungseinrichtung etwa gleich oder kleiner als die kleinste Bearbeitungsbreite der Bearbeitungseinrichtung ist, mit ihrer Tiefe registriert werden und daß die Bearbeitungstiefe der Bearbeitungseinrichtung gemäß der für den jeweils zu bearbeitenden Oberflächenteilbereich registrierten maximalen Fehlerti^.fe gesteuert wird.
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  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Fehler entsprechend ihrer Tiefe in mehrere Tiefenklassen unterteilt registriert werden und die Bearbeitungstiefe und/cder Bearbeitungsart in Abhängigkeit von den registrierten Tiefenklassen der Fehler gesteuert werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Bearbeitungsart für jeweils eine der Brammenoberflächen oder für beide Brammenoberflächen in Abhängigkeit von den für diese Oberflächen registrierten Fehlertiefen und vorzugsweise auch in Abhängigkeit von der Anzahl der in den einzelnen Tiefenklassen für diese Oberflächen registrierten Fehler gewählt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß bei Registrierung eines Fehlers, dessen Tiefe eine vorbestimmte Maximaltiefe überschreitet, die betreffende Bramme ohne eine weitere Bearbeitung als Schrott ausgesondert wird.
  5. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Brammen, bei denen zumindest in dem fehlerfrei zu produzierenden Oberflächenbereich keine oder nur solche Fehler registriert werden, die eine vorbestimmte geringfügige Tiefe nicht überschreiten, als fehlerfrei ausgesondert werden.
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  6. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche
    1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß man zumindest den fehlerfrei zu produzierenden Oberflächenbereich der Bramme mittels eines vorzugsweise rechtwinkeligen Koordinatensystems in Teilbereiche unterteilt, deren Breite etwa gleich oder ein Bruchteil der kleinsten Bearbe.i tungsbreite der Bearbeitungseinrichtung ist und daß man mittels der Prüfeinrichtung in jedem der so festgelegten Teilbereiche mindestens die maximale Fehlertiefe feststellt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß man entsprechend einer vorbestimmten Fehlertiefenklasseneinteilung für jeden Teilbereich diejenige Tiefenklasse registriert, in die der mittels der Prüfeinrichtung festgestellte maximale Tiefenfehler des betreffenden Teilbereichs fällt, derart, daß die so registrierten Werte eine dreidimensionale Annäherung an den tatsächlichen Tiefenverlauf der Fehler darstellen.
  8. 8. Verfahren nach einem odtr mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß man die Erstreckung der einzelnen Oberflächenteilbereiche in Richtung des relativen Vorschubs zwischen Bearbeitungseinrichtung und Bramme etwa gleich oder kleiner der Breite der Oberflächenteilbereiche wählt.
    609863/0542.
    . tt. "
  9. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß eine zu prüfende Bramme an einen Prüfplatz in eine vorbestimmte Lage gebracht und, während sie im wesentlichen unverändert in dieser Lage gehalten «ird, mittels mindestens einer Prüfeinrichtung mindestens in einem fehlerfrei zu produzierenden Oberflächenbereich entsprechend einem Streifensystem abgetastet wird, das durch ein vorbestimmtes Koordinatensystem festgelegt ist, und daß die Bearbeitung des so geprüften fehlerfrei zu produzierenden Oberflächenbereichs mittels der Bearbeitungseinrichtung entweder bei unveränderter Lage der Bramme am Prüfplatz oder nach Transport der Bramme zu einem besonderen Bearbeitungsplatz in einer ihrer Lage am Prüfplatz im wesentlichen genau entsprechenden Lage unter Zugrundelegung des gleichen Koordinatensystems erfolgt;
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man den Nullpunkt und/oder die Richtung des Koordinatensystems auf den Brammen markiert.
  11. 11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß man mit einer Bearbeitungseinrichtung, deren Bearbeitungsbreite gleich der Prüfbreite der Prüfeinrichtung ist, hinter der Prüfeinrichtung über die Brammenoberfläche führt und unmittelbar von der Prüfeinrichtung mit einer dem Abstand zwischen den Einrichtungen entsprechenden zeitlichen Verzögerung steuert.
    509883/0542
  12. 12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß man mittels einer, vorzugsweise mit der Prüfeinrichtung gekoppelten und norzugsweise selbsttätig arbeitenden Markierungsvorrichtung - insbesondere Farbmarkiervorrichtung - die Fehler und/oder einzelne oder alle Koordinatenlinien und/oder den Nullpunkt des Koordinatensystems markiert.
  13. 13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die nach Lage und Tiefe registrierten Fehler auf einem Datenträger gespeichert und mittels dieses Datenträgers die Bearbeitungseinrichtung gesteuert wird.
  14. 14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß man zunächst die eine Oberfläche der Brammen mittels einer Prüfeinrichtung abtastet, danach die Bramme wendet und dann die andere Oberfläche der Bramme mittels der gleichen oder einei zweiten gleichartigen Prüfeinrichtung abtastet.
  15. 15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 und 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß man nach dem Prüfen beider Brammenoberflächen die als fehlerfrei und die als Schrott eingestuften Brammen absondert und die zu bearbeitenden Brammen mindestens einer Bearbeitungseinrichtung zuführt.
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  16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß man die zu bearbeitenden Brammen auf mehrere Bearbeitungseinrichtungen mit gleicher oder unterschiedlicher Bearbeitungsart verteilt.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß man mindestens einen Teil der Bearbeitung einrichtungen über eine Brammen-Wendeeinrichtung mit einer anderen Bearbeitungseinrichtung verbindet.
  18. 18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet , daß man mittels einer oder mehreren die jeweilige Fehlertiefe feststellenden Prüfeinrichtungen , die ein von ihr ei* Bewegungs- bzw. Abtastrichtung relativ zu einer Längserstreckung eines Fehlers im wesentlichen unabhängiges Ergebnis liefern, die Brammenoberfläche streifenförmig mit einer der Prüfbreite einer Prüfeinrichtung entsprechenden Streifenbreite derait abtastet, daß die Streifen iir wesentlichen ohne Abstand oder sich zumindest mit ihren Randbereichen überlappend die Brammenoberfläche im wesentlichen vollständig abdecken.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß man die Brammenoberfläche in zueinander parallelen Streifen quer zui Walzrichtung abtastet.
    509883/05 42
  20. 20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet , daß man mittels einer
    die Fehlertiefe feststellenden
    oder mehreren!Prüfeinrichtungen, die ein von ihrer Bewegungsrichtung bzw. Abtastrichtung relativ zu einer Längserstreckung eines Fehlers merklich abhängiges Ergebnis liefern, die Brammenoberfläche streifenförmig mit einer der Prüfbreite einer Prüfeinrichtung entsprechenden Streifenbreite in zwei sich unter einem Vinkel von vorzugsweise 90° schneidenden Streifenscharen derart abtastet, daß die Streifen jeder Streifenschar im wesentlicher, ohne Abstand oder sich an ihren Rändern überlappend die Brammenoberfläche im wesentlichen vollständig abdecken.
  21. 21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Brammenoberfläche auf einem vorbestimmten x-y-Koordinatensystem mittels mindestens einer Prüfeinrichtung mindestens parallel zu einer Koordinatenrichtung abgetastet wird und in jedem einzelnen von je zwei benachbarten x- und y-ICcordinatenlinien begrenzten Teilbereichen der tiefste von der Prüfeinrichtung in diesem Teilbereich . ermittelte Fehler mit seiner Tiefe registriert wird.
  22. 22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das x-y-Koordinatensystem parallel zur Längs- und Querrichtung der Brammen und mit seinem Nullpunk': in eine Ecke der zu prüfenden Brammenoberfläche gelegt wird.
    509883/0542
    - fr -
  23. 23. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche
    1 bis 21, dadurch gekennzeichnet , daß man mindestens die fehlerfrei zu produzierende Bramme:ioberflache mittels an einem Trägerarm vorzugsweise 5η einer Linie nebeneinander angeordneten Prüfköpfen streifenförmig abfährt s wobei der Abstand zwischen den abgetasteten Streifen zweier benachbarter Prüfköpfe gleich einer Streifenbreite oder gleich einem ganzzahligen Vielfachen einer Streifenbreite ist.
  24. 24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß man den Tragarm mit den Prüfeinrichtungen nach jedem Überstreichen der Brammenoberfläche um 1, 2, 3 usw. Streifenbreiten senkrecht zu den Streifen verschiebt und dann m der gleichen oder in der entgegengesetzten Richtung abtastet, bis zwischen den abgetisteten Streifen keine unabgetasteten Felder mehr vorhanden sind.
  25. 25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet , daß man die Länge des Halterarmes für die Prüfköpfe nur gleich einem Bruchteil der größtmöglichen Erstreckung der zu prüfenden Brammenoberfläche in Richtung des Tragarmes wählt und nach dem vollständigen Abtasten einer Tragarmbreite der Brammenoberfläche den Tragarm mit den Prüfköpfen etwa um die Tragarmlänge
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    in Richtung des Tragarmes versetzt, um den benachbarten Brammenoberflächenbereich in der gleichen Weise wie den ersten Bereich zu prüfen.
  26. 26. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche
    1 bis 25, dadurch gekennzeichnet , daß man jede Prüfeinrichtung, insbesondere jeden Prüfkopf individuell so lagert, daß sie beim Abtasten der Bramircnoberflache ständig in Anlage an der Brammenoberfläche
    bleiben oder ständig einen konstanten Abstand von dieser halten und sich ohne seitliches Verschieben oder Ausweichen genau in Abtastrichtung bewegen.
  27. 27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet , daß die früfköpfe in Richtung senkrecht zur Brammenoberfläche be\veglich gelagert und unter Vorspannung vorzugsweise mittels einer Feder oder eines Hydrau likkolbens gegen die Brammenoberfläche vorzugsweise mit einer vorbestimmten Kraft gedrückt weiden.
  28. 28. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet , daß man die Prüfköpfe über die Brammenoberfläche gleiten läßt.
  29. 29. Verfahren zum Prüfen von metallischen Rohlingen, wie Stahlbrammen auf Fehler, wie Risse, Oberwalzungen, Lunker, Schuppen oder dgl., wobei die Brammenoberfläche mittels
    109 8 8 3/0542
    einer, derartige Fehler feststellenden Prüfeinrichtung systematisch und im wesentlichen vollständig abgetastet wird und mittels der registrierten Fehler eine Bearbeitungs-
    die
    einrichtung gesteuert wird,/durch Flämmen, Fräsen, Hobeln und/oder eine andere spanabhebende Bearbeitung und/oder örtliche MaterialaufSchmelzung una/oder Materialersatz oder dgl. die festgestellten Fehler beseitigt, dadurch gekennzeichnet , daß man mittels einer oder mehrerer Prüfeinrichtungen zunächst je einen Streifen der Brammenoberfläche in einer vorbestimmten Richtung abtastet und danach im wesentlichen in der gleichen Abtastrichtung weitere bei der ersten Abtastung nicht geprüfte Streifen der Brammenoberfläche abtastet, bis die Brammenoberfläche im wesentlichen vollständig abgetastet ist.
  30. 30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß man die Abtastung bei ruhender Bramme vornimmt.
  31. 31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet , dal man die Bearbeitung der Brammenoberfläche ebenfalls bei ruhender Bramme vornimmt, indem man die Bearbeitungseinrichtung, deren Bearbeituiigsbreite gleich oder gleich einem Vielfachen der Abtastbreite der Prüfeinrichtungen ist, in analoger Weise über die Teilbereiche der Brammenoberfläche führt, in denen Fehler registriert wurden.
    - it» -
  32. 32. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet , daß man die Prüfeinrichtung bzw. · einrichtungen und/oder die Bearbeitungseinrichtung auf einer Basisunterstützung anordnet, die mit der gleichen Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung wie die zu prüfende Bramme bewegt wird, derart, daß zwischen dieser Basisunterstützung und der Bramme keine Relativbewegung vorhanden ist und daß man die Prüfeinrichtungen und die Bearbeitungseinrichtungen analogerweise wie bei ruhender Bramme über die Brammenoberfläche führt.
  33. 33. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet , daß eine Prüfeinrichtung die Fehler und Inhomogenitäten an und nahe unter der Brammenoberfläche mit ihrer maximalen Tiefe für Oberflächenteilbereiche feststellt, eine Speichereinrichtung, die diese Maximaltiefen mindestens für eine vorbestimmte Zeitdauer speichert und eine Bearbeitungseinrichtung, deren Bearbeitungstiefe mittels der gespeicherten Maximaltiefen steuerbar ist und deren Bearbeitungsbreite der Breite der Oberflächenteilbereiche entspricht, für die die maximale Fehlertiefe registriert ist.
  34. 34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Prüfeinrichtung die maximalen
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    Fehlertiefen in zwei oder mehr Tiefenklassen unterteile ermittelt und für jeden Oberflächenteilbereich die naximale Tiefenklasse registriert.
  35. 35. Vorrichtung nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet , daß die Bearbeitungseinrichtung eine Flämmeinrichtung ist, deren Bearbeitungstiefe entsprechend den für die einzelnen Oberflächenleilbereiche ermittelten maximalen Fehlertiefen bzw. der ermittelten Tiefenklasse einstellbar ist.
  36. 36. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeich net , daß eine Recheneinrichtung vorgesehen ist, die den erforderlichen Weg der Bearbeitungsejnrichtung über die Brammenoberfläche zur Beseitigung aller festgestellten Fehler optimiert.
  37. 37. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bearbeitungseinrichtung eine Flamm- Maschine ist und die erste zu beseitigende Fehlerklasse so gewühlt ist, daß ihre maximale Fehlertiefe (T2) gleich der Bearbeitungstiefe bei einmaligem Überfahren eines Oberflächenbereiches ist und die weiteren Fehlerklassen so gewählt sind, daß sie der Arbeitstiefe der Flamm- Maschine bei zwei-, drei-, usw. -maligem Oberfahren des gleichen Oberflächenbereichs entsprechen.
    509883/0542
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