DE3834279A1 - Verfahren und anlage zur spanabhebenden bearbeitung von brammen und bloecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanabhebenden Bear­ beitung von Brammen und Blöcken, insbesondere zum Kanten- und Flächenschleifen von längs- und/oder quergeteilten Bram­ men.

Brammen und Blöcke werden heute überwiegend in Stranggußanla­ gen hergestellt. Aus wirtschaftlichen Gründen werden die Guß­ kokillen nicht auf die jeweils gewünschte Brammenbreite ein­ gestellt, sondern es werden breite Brammen gegossen und diese mittels Brennschnitten entsprechend der gewünschten Brammen­ breite und Brammenlänge quer und längs geteilt. Derartige Brennschnitte zeigen jedoch unerwünschte Nebenwirkungen wie beispielsweise die Bildung von Schlacken- und Schmelzresten - sogenannte Brennbärte -, ungerade Brennschnittflächen, Ver­ zug und bei Kohlenstoffstählen Entkohlung im Bereich der Brennschnitte. Diese Mängel lassen sich - mit Ausnahme des Verzugs - durch Kanten- und Flächenschleifen beseitigen. Man könnte daran denken, die Bearbeitung der geteilten Brammen manuell oder mittels manuell gesteuerter Schleifgeräte durch­ zuführen. Das ist jedoch außerordentlich zeitraubend und kostenaufwendig.

Für das Entfernen der Brennbärte werden sogenannte Brennbart­ brecher eingesetzt. Auch Flämmabblasung ist bekannt, jedoch lassen sich mit solchen Methoden Schlackenreste und eingela­ gerte Schmelzreste an den Kanten und Brennschnittflächen quer- und/oder längsgeteilter Brammen nicht sicher beseitigen, auch tritt bei Kohlenstoffstählen Entkohlung ein. - Hier setzt die Erfindung ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage anzugeben, mit denen die spanabhebende Bearbei­ tung von Brammen und Blöcken, insbesondere das Kanten- und Flächenschleifen von längs- und quergeteilten Brammen, in rationeller und kostensparender Weise unter Eliminierung von Unfallgefahren automatisiert wird.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch, daß die Kontur der betreffenden Bramme in Richtung der X-, Y- und Z-Achse und ihre Positionierung auf einem Zuführwagen vermessen werden, daß die Zuführge­ schwindigkeit der Bramme bzw. des Zuführwagens und der je­ weils bis zum Erreichen der Bearbeitungsposition verbleibende Zuführweg erfaßt werden, daß in Abhängigkeit von diesen Meß­ größen das Bearbeitungswerkzeug zugestellt und seine Vor­ schubbewegungen im Zuge der Brammenbearbeitung gesteuert wer­ den und daß die Bramme kontinuierlich durch die Bearbeitungs­ station hindurchgefahren wird. Im Rahmen der Erfindung kann es sich bei dem Zuführwagen auch um eine andere verfahrbare Zuführeinrichtung wie beispielsweise einen Zuführschlitten handeln. - Im Rahmen der Erfindung wird die nachzuarbeitende Bramme in den X-, Y- und Z-Koordinaten exakt vermessen. Die Meßwerte werden gespeichert und in Verbindung mit einer Ge­ schwindigkeits- und Wegmessung des Zuführwagens der Zustel­ lung des Bearbeitungswerkzeuges zugeführt. Wenn die Bramme das Bearbeitungswerkzeug erreicht hat, ist dieses bereits in die gewünschte Bearbeitungsposition verfahren, so daß der Zuführwagen die Bearbeitungsstation mit vorgegebener Ge­ schwindigkeit ohne Aufenthalt durchfahren kann. Die Vermes­ sung der Bramme ist außerordentlich präzise. Schmelzvertie­ fungen oder -erhöhungen an den Brennschnittflächen durch z. B. Druckwechsel in der Gaszuführung oder andere Einflüsse werden ebenso erfaßt wie Verzug, d.h. eine eventuelle Längskrümmung der Bramme in Horizontal- und/oder Vertikal­ richtung. Das in Abhängigkeit von den Meßgrößen zugestellte Bearbeitungswerkzeug wird dementsprechend jeder beliebigen Kurve, Vertiefung oder Erhöhung nachgefahren. Bei geteilten Brammen gibt es solche, die nur eine Brennschnittfläche auf­ weisen, bei Dreiteilung weist dagegen die innenliegende Bram­ me beidseitig und folglich zwei Brennschnittflächen auf. So­ fern es sich bei den längs- und/oder quergeteilten Brammen um einfache Stähle handelt, werden regelmäßig nur die Kanten­ bereiche bearbeitet, um die noch vorhandenen Schlacken- und Schmelzreste zu beseitigen. Denn beim späteren Kaltwalzen solcher Brammen zu Flachmaterial würden sich sonst nach dem Walzen kleine Fehler über mehrere Meter erstrecken und das gewalzte Material unbrauchbar machen. Bei Kohlenstoffstählen werden regelmäßig die gesamten Brennschnittflächen spanabhe­ bend bearbeitet, um die etwa einige Zehntel Millimeter dicke Entkohlungszone im Bereich der Brennschnitte abzutragen.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden auf­ geführt. So wird der Anstelldruck des Bearbeitungswerkzeuges erfindungsgemäß in Abhängigkeit von der Qualität des Brammen­ werkstoffes vorgegeben und über eine Kraftmeßeinrichtung, z.B. Kraftmeßdose geregelt. Folglich kann mit konstanter Bearbeitungsleistung gearbeitet werden. Für den Fall, daß - wie bei Kohlenstoffstählen - die gesamten Brennschnitt­ flächen bearbeitet werden, wird die Bramme vorzugsweise mehr­ fach durch die Bearbeitungsstation hin- und hergefahren, ggf. anschließend gewendet und in die nächste Bearbeitungsposition gebracht, z.B. für Kantenbearbeitung.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage zur Durchfüh­ rung des beanspruchten Verfahrens, welche sich durch beson­ ders einfachen und funktionsgerechten Aufbau auszeichnet. Diese Anlage ist gekennzeichnet durch eine Schleifstation und einen Schleifwagen, wobei der Schleifstation eine von dem Schleifwagen zu passierende Meßstation zum Vermessen der jeweiligen Brammenkontur in X-, Y- und Z-Richtung sowie zur Ermittlung der Brammenzuführgeschwindigkeit vorgeordnet ist, und die Schleifstation eine in X- und Y-Richtung zustellbare Schleifscheibe als Bearbeitungswerkzeug sowie eine Kraftmeß­ einrichtung und einen Regelkreis für den Schleifdruck auf­ weist und der Schleifwagen in Z-Richtung an der Schleifsta­ tion vorbeigeführt ist und die ermittelten Meßwerte einer mit der Meßstation und der Schleifstation in Verbindung ste­ henden elektronischen Zentraleinheit mit zumindest Datenspei­ cher, Mikroprozessor und Steuereinheit zuführbar sind. - Im Rahmen der Erfindung erfolgt die Bearbeitung der jeweiligen Bramme regelmäßig im Wege des Kanten- oder Flächenschleifens. - Da der Abstand zwischen der Meßstation und der Bearbei­ tungsstation bzw. Schleifstation bekannt ist, erübrigt sich eine Wegmessung bei Ermittlung der Brammenzuführgeschwindig­ keit. Jedenfalls werden die mittels Lasern, Impulsgebern oder sonstigen Meßgeräten erfaßten Positionsdaten für die Bramme entsprechend dem Abstand der Meßstation zur Schleifstation über Schieberegister von der Zentraleinheit bzw. ihrem Daten­ speicher so ausgegeben, daß die jeweiligen für die Zustellung und Vorschubbewegungen der Schleifscheibe erforderlichen Da­ ten der Ansteuerung der Schleifscheibe zugeführt werden. Das gilt für beide Fahrtrichtungen des Schleifwagens bzw. Bear­ beitungsrichtungen der Bramme. Jedenfalls werden die gesamten Vorgänge von einer speicherprogrammierbaren Steuerung in Ver­ bindung mit den erfaßten Meßwerten für die betreffende Bramme zu einem Schleifprogramm elektronisch verarbeitet, wobei die Material- und Abmessungswerte der Bramme von der elektroni­ schen Zentraleinheit übernommen werden. - Die Schleifscheibe kann auf einem in X- und Y-Richtung verfahrbaren Schlitten gelagert sein, während der schienengebundene Schleifwagen einen Brammenklemm- und Wendemechanismus aufweist und auf exakt ausgerichteten Führungsschienen verfahrbar ist. Der Brammenklemmechanismus sorgt gleichzeitig für die Ausrichtung der betreffenden Bramme auf dem Zuführ- bzw. Schleifwagen. Der Brammenwendemechanismus ermöglicht das Wenden der Bram­ men entsprechend der zu schleifenden Brennschnittflächen mehrmals um jeweils 90°. Da die Vermessung der zu bearbeiten­ den Bramme außerordentlich präzise sein muß, um eine Beschä­ digung des Bearbeitungswerkzeuges, z.B. ein Zerspringen der Schleifscheibe wegen ungenauer Zustellung zu verhindern, ist die Meßstation vorzugsweise mit Lasergeräten ausgerüstet, welche also die exakte Höhenlage, Breitenlage, Länge und ggf. den Verzug der Brammen erfassen und abspeichern.

Im Ergebnis werden ein Verfahren und eine Anlage zur spanab­ hebenden Bearbeitung von Brammen und Blöcken verwirklicht, die insbesondere das Kanten- und Flächenschleifen von längs- und/oder quergeteilten Brammen in rationeller und vollauto­ matischer Weise unter Personaleinsparung und Eliminierung von Unfallgefahren exakt ermöglichen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Brammenschleifanlage in schema­ tischer Seitenansicht,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 3 Positionierung der Schleifscheibe bei flachliegender Bramme und Kantenbearbeitung,

Fig. 4 Positionierung der Schleifscheibe bei flachliegender Bramme und Flächenbearbeitung,

Fig. 5 ausschnittsweise eine Bramme nach Entgraten und Brenn­ bartentfernung an der Ober- und Unterseite,

Fig. 6 ausschnittsweise eine Bramme mit Totalschliff der Brennschnittfläche und Brennbartentfernung an der Ober- und Unterseite,

Fig. 7 ausschnittsweise eine Bramme mit Totalschnitt aller Flächen mit vorheriger Brennbartentfernung an der Ober- und Unterseite und

Fig. 8 ausschnittsweise eine Bramme mit Kantenschliff und Brennbartentfernung an der Ober- und Unterseite.

In den Figuren ist eine Anlage zum Kanten- und Flächenschlei­ fen von längs- und/oder quergeteilten Brammen 1 bzw. Blöcken dargestellt. Diese Anlage weist eine Schleifstation 2 und einen Schleifwagen 3 auf, wobei der Schleifstation 2 eine von dem Schleifwagen 3 zu passierende Meßstation 4 zum Ver­ messen der jeweiligen Brammenkontur in X-, Y- und Z-Richtung sowie zur Ermittlung der Brammenzuführgeschwindigkeit vorge­ ordnet ist. Die Schleifstation 2 weist eine in X- und Y-Rich­ tung zustellbare Schleifscheibe 5 sowie eine Kraftmeßeinrich­ tung und einen Regelkreis für den Schleifdruck auf. Letztere sind nicht gezeigt. Der Schleifwagen 3 ist in Z-Richtung an der Schleifstation 2 vorbeigeführt. Die von der Meßstation 4 ermittelten Meßwerte werden einer mit der Meßstation 4 und der Schleifstation 2 in Verbindung stehenden elektronischen Zentraleinheit 6 mit zumindest Datenspeicher, Mikroprozessor und Steuereinheit zugeführt. Die Schleifscheibe 5 ist auf einem in X- und Y-Richtung verfahrbaren Schlitten 7 gelagert. Der schienengebundene Schleifwagen 3 weist einen Brammenklemm- und Wendemechanismus 8 auf, und ist auf exakt ausgerichteten Führungsschienen 9 verfahrbar. Tatsächlich besitzt der Schleifwagen 3 spezielle Führungen für das Längsverfahren, die außerordentlich präzise arbeiten, damit eine ebenso prä­ zise Anstellung der Schleifscheibe 5 erfolgen kann. Die Meß­ station ist mit Lasergeräten 10 ausgerüstet, welche eine ebenso präzise Vermessung der zu bearbeitenden Bramme 1 ge­ währleisten.

Claims (7)

1. Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung von Brammen und Blöcken, insbesondere zum Kanten- und Flächenschleifen von längs- und/oder quergeteilten Brammen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontur der betreffenden Bramme in Richtung der X-, Y- und Z-Achse und ihre Positio­ nierung auf einem Zuführwagen vermessen werden, daß die Zu­ führgeschwindigkeit der Bramme (bzw. des Zuführwagens) und der jeweils bis zum Erreichen der Bearbeitungsposition ver­ bleibende Zuführweg erfaßt werden, daß in Abhängigkeit von diesen Meßgrößen das Bearbeitungswerkzeug zugestellt und seine Vorschubbewegungen im Zuge der Brammenbearbeitung ge­ steuert werden, und daß die Bramme kontinuierlich durch die Bearbeitungsstation hindurchgefahren wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstelldruck des Bearbeitungswerkzeuges in Abhängigkeit von der Qualität des Brammenwerkstoffes vorgegeben und über eine Kraftmeßeinrichtung, z.B. Kraftmeßdose, geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bramme mehrfach durch die Bearbeitungsstation hin- und hergefahren und ggf. anschließend gewendet wird.

4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Schleifstation (2) und einen Schleifwagen (3), wobei der Schleifstation (2) eine von dem Schleifwagen (3) zu passierende Meßstation (4) zum Vermessen der jeweiligen Brammenkontur in X-, Y- und Z- Richtung sowie zur Ermittlung der Brammenzuführgeschwindig­ keit vorgeordnet ist, und die Schleifstation (2) eine in X- und Y-Richtung zustellbare Schleifscheibe (5) sowie eine Kraftmeßeinrichtung und einen Regelkreis für den Schleifdruck aufweist und der Schleifwagen (3) in Z-Richtung an der Schleifstation (2) vorbeigeführt ist und die ermittelten Meß­ werte einer mit der Meßstation (4) und der Schleifstation (2) in Verbindung stehenden elektronischen Zentraleinheit (6) mit zumindest Datenspeicher, Mikroprozessor und Steuer­ einheit zuführbar sind.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (5) auf einem in X- und Y-Richtung verfahr­ baren Schlitten (7) gelagert ist.

6. Anlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der (schienengebundene) Schleifwagen (3) einen Brammen­ klemm- und Wendemechanismus (8) aufweist und auf exakt aus­ gerichteten Führungsschienen (9) verfahrbar ist.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßstation (4) mit Lasergeräten (10) aus­ gerüstet ist.