DE69325807T2 - METHOD AND SYSTEM FOR GRINDING SLAMS - Google Patents

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft das Schleifen von Materialoberflächen und insbesondere ein Verfahren und ein System zum Schleifen fehlerhafter Oberflächenabschnitte von Stahlerzeugnissen, wie Brammen, Walzblöcken und Barren bei Stranggießstraßen oder Blockgießstraßen oder dergleichen, und diesen folgende Nachbearbeitungsprozesse.[0001] The present invention relates to the grinding of material surfaces and, in particular, to a method and a system for grinding defective surface portions of steel products such as slabs, blooms and ingots in continuous casting lines or ingot casting lines or the like, and subsequent post-processing processes.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

[0002] Durch Stranggieß- oder Blockgießprozesse hergestellte Stahlprodukte, wie Walzblöcke, Brammen und Barren können während des Gießens verschiedene Defekte entwickeln. Diese Defekte führen zu einer Verringerung der Produktausbeute und zu einer Verschlechterung der Produktqualität bei dem Gießen folgenden Nachbearbeitungsprozessen.[0002] Steel products manufactured by continuous casting or ingot casting processes, such as blooms, slabs and billets, can develop various defects during casting. These defects lead to a reduction in product yield and to a deterioration in product quality in post-processing processes following casting.

[0003] Um dieses Problem anzugehen, werden diese Defekte durch ein während oder nach der Herstellung von Stahlerzeugnissen, wie Brammen, Walzblöcken oder Barren, erfolgendes Aufbereiten beseitigt, so daß nur Stahlerzeugnisse, von denen alle Defekte entfernt worden sind, den Nachbearbeitungsprozessen zugeführt werden, wodurch eine Verringerung der Produktausbeute und eine Verschlechterung der Produktqualität verhindert werden.[0003] To address this problem, these defects are eliminated by refining during or after the manufacture of steel products such as slabs, blooms or ingots, so that only steel products from which all defects have been removed are fed to the post-processing processes, thereby preventing a reduction in product yield and a deterioration in product quality.

[0004] Allgemein verwendete Mittel zum Aufbereiten von Stahlerzeugnissen sind ein Flammstrahlen unter Verwendung einer Heiß-Flammstrahleinrichtung und ein Schleifen unter Verwendung einer Schleifeinrichtung. Ein Beispiel des Flammstrahlverfahrens ist im offengelegten japanischen Patent 52-5644 dargestellt, bei dem ein Rollengerüstkran so angeordnet ist, daß er zwei Stützträger aufweist, an denen zwei bewegliche Düsenbetriebseinheiten für die seitliche bzw. die obere Fläche angebracht sind. Ein weiteres Beispiel des Flammstrahlverfahrens ist im offengelegten japanischen Patent 52-81048 dargestellt, demgemäß das Flammstrahlen unter Verwendung mehrerer quer angeordneter Brenner ausgeführt wird, wodurch es ermöglicht ist, übermäßige Defekte zu beseitigen, ohne zu Beginn ein unterstützendes Flammstrahlen in Querrichtung vorzunehmen.[0004] Commonly used means for processing steel products are flame blasting using a hot flame blasting device and grinding using a grinder. An example of the flame blasting method is shown in Japanese Patent Laid-Open No. 52-5644, in which a roller gantry crane is arranged to have two support beams on which two movable nozzle operating units for the side and upper surfaces are mounted, respectively. Another example of the flame blasting method is shown in Japanese Patent Laid-Open No. 52-81048, according to which flame blasting is carried out using a plurality of transversely arranged burners, thereby making it possible to remove excessive defects without initially performing auxiliary flame blasting in the transverse direction.

[0005] Ein Beispiel für das Schleifen unter Verwendung einer Schleifeinrichtung ist im offengelegten japanischen Patent 4846993 dargestellt, demgemäß Barren und dergleichen unter Verwendung eines mit einem Schleifmittel versehenen Rads, dessen Schleifleistung durch das Verwenden eines hydraulischen oder pneumatischen Zylinders verbessert ist, geschliffen werden. Ein weiteres Beispiel des Schleifverfahrens ist im offengelegten japanischen Patent 1-242729 dargestellt, demgemäß gegossene Edelstähle oder andere Edel stahlerzeugnisse aufbereitet werden, um alle fehlerhaften Abschnitte in einem speziellen Temperaturbereich wirksam zu beseitigen, wodurch das Problem des Selbsthärtens von Edelstählen umgangen wird.[0005] An example of grinding using a grinding device is shown in Japanese Patent Laid-Open No. 4846993, according to which ingots and the like are ground using a wheel provided with an abrasive whose grinding performance is improved by using a hydraulic or pneumatic cylinder. Another example of the grinding method is shown in Japanese Patent Laid-Open No. 1-242729, according to which cast stainless steels or other stainless steels steel products are processed to effectively remove all defective sections within a specific temperature range, thereby avoiding the problem of self-hardening of stainless steels.

[0006] Abgesehen von den oben beschriebenen Verfahren des Beseitigens von Defekten durch Aufbereiten durch Flammstrahlen oder Schleifen wurden verschiedene andere Aufbereitungsverfahren vorgeschlagen, die hauptsächlich auf das Entzundern während der Herstellung von Stahlerzeugnissen gerichtet sind. Beispielsweise ist im offengelegten japanischen Patent 51-97894 ein Verfahren offenbart, demgemäß ein vorgegebener Typ eines Schleifmittels durch Düsen auf die Oberfläche einer Edelstahlplatte gesprüht wird, um gleichzeitig ein Naßschleifen und ein Entzundern zu bewirken.[0006] Apart from the above-described methods of removing defects by dressing by flame blasting or grinding, various other dressing methods have been proposed, mainly directed to descaling during the manufacture of steel products. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 51-97894 discloses a method according to which a predetermined type of abrasive is sprayed through nozzles onto the surface of a stainless steel plate to effect wet grinding and descaling simultaneously.

[0007] Wie jedoch weiter unten erörtert wird, treten bei den oben beschriebenen Verfahren des Aufbereitens von Stahlerzeugnissen verschiedene Probleme auf.[0007] However, as discussed below, several problems arise with the above-described processes for processing steel products.

[0008] Sowohl beim im offengelegten japanischen Patent 52-5644 offenbarten Flammstrahlverfahren, bei dem ein Rollengerüstkran so angeordnet ist, daß er zwei Stützträger aufweist, an denen zwei bewegliche Düsenbetriebseinheiten für die seitliche bzw. die obere Fläche angebracht sind, als auch beim im offengelegten japanischen Patent 52-81048 offenbarten Verfahren, bei dem ein Flammstrahlen unter Verwendung mehrerer quer angeordneter Brenner ausgeführt wird, wodurch es ermöglicht ist, ein Flammstrahlen an übermäßigen Defekten vorzunehmen, ohne ein unterstützendes Flammstrahlen auszuführen, tritt das Problem auf, daß beim Flammstrahlvorgang selbst eine hohe Temperatur und eine große Menge Staub auftreten, was eine Verschlechterung der Arbeitsbedingungen nach sich zieht. Es ist bei diesen Verfahren weiterhin schwierig, irgendwelche Defekte zu unterscheiden, die nach dem Flammstrahlen an der Oberfläche der Stahlprodukte bleiben.[0008] Both the flame blasting method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 52-5644 in which a roller gantry crane is arranged to have two support beams on which two movable nozzle operating units for the side and top surfaces are mounted and the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 52-81048 in which flame blasting is carried out using a plurality of transversely arranged burners, thereby making it possible to carry out flame blasting on excessive defects without carrying out auxiliary flame blasting, have a problem that a high temperature and a large amount of dust occur in the flame blasting process itself, resulting in deterioration of working conditions. It is also difficult in these methods to distinguish any defects remaining on the surface of the steel products after flame blasting.

[0009] Es ist beim Flammstrahlen weiterhin nicht möglich, die Flammstrahltiefe zu steuern, wodurch eine Ungleichmäßigkeit auftritt. Es bleiben demgemäß einige Defekte übrig, um dies jedoch zu verhindern, wird das Ausmaß des Flammstrahlens erhöht, was zu einer Verringerung der Ausbeute führt.[0009] Furthermore, in flame blasting, it is not possible to control the depth of the flame blasting, which causes unevenness. Accordingly, some defects remain, but in order to prevent this, the amount of flame blasting is increased, which leads to a reduction in the yield.

[0010] Ein weiteres Problem beim Flammstrahlen besteht im Vergleich mit anderen Verfahrenstypen darin, daß dabei umfangreiche Geräte zum Automatisieren des Prozesses erforderlich sind, um eine Verbesserung der Arbeitsbedingungen und der Betriebswirksamkeit zu erreichen, was zu hohen Kosten führt.[0010] Another problem with flame blasting, compared with other types of processes, is that it requires extensive equipment to automate the process in order to achieve an improvement in working conditions and operational efficiency, which leads to high costs.

[0011] Was Schleifverfahren angeht, bei denen eine Schleifeinrichtung verwendet wird, wie beispielsweise das oben beschriebene, im offengelegten japanischen Patent 48- 46993 offenbarte Verfahren, bei dem Barren und dergleichen unter Verwendung eines mit einem Schleifmittel versehenen Rads geschliffen werden, dessen Schleifleistung durch das Verwenden eines hydraulischen oder pneumatischen Zylinders verbessert ist, und das im of fengelegten japanischen Patent 1-24729 offenbarte Verfahren, bei dem durch eine Schleifeinrichtung ein Aufbereiten von gegossenen Edelstählen oder anderen Edelstählen in einem speziellen Temperaturbereich ausgeführt wird, sei bemerkt, daß bei diesen Verfahren ebenso wie bei den oben beschriebenen Flammstrahlverfahren abhängig vom Stahltyp ein Betrieb unter ungünstigen Bedingungen einer hohen Temperatur und einer großen Menge an Staub auftritt. Es ist weiterhin ebenso wie bei den oben beschriebenen Flammstrahlverfahren schwierig, irgendwelche Defekte zu unterscheiden, die nach dem Schleifen an der Stahloberfläche verbleiben, was zu hohen Kosten beim Beseitigen der Defekte und dergleichen führt.[0011] As for grinding methods using a grinding device, such as the above-described method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 48-46993 in which ingots and the like are ground using a wheel provided with an abrasive, the grinding performance of which is improved by using a hydraulic or pneumatic cylinder, and which is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 48-46993 in which ingots and the like are ground using a wheel provided with an abrasive, the grinding performance of which is improved by using a hydraulic or pneumatic cylinder, and which is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 48-46993 in which As for the method disclosed in Japanese Patent 1-24729, in which a grinding device is used to carry out a conditioning of cast stainless steels or other stainless steels in a specific temperature range, it should be noted that, like the flame blasting methods described above, these methods involve operation under unfavorable conditions of high temperature and a large amount of dust depending on the type of steel. Furthermore, like the flame blasting methods described above, it is difficult to distinguish any defects remaining on the steel surface after grinding, resulting in high costs for removing the defects and the like.

[0012] Das Vergrößern der Breite der Schleifeinrichtung führt dazu, daß eine große Menge an Stahl unnötig geschliffen wird, und es ist dabei eine höhere Antriebsleistung erforderlich, was zu einer Erhöhung der laufenden Kosten und zu einer Verringerung der Ausbeute führt. Andererseits führt das Verringern der Breite der Schleifeinrichtung zu einer Verschlechterung der Wirksamkeit, weil eine große Anzahl von Schleifeinrichtungen erforderlich ist, wobei die Aufbereitungszeit unerwünscht ansteigt. Das im offengelegten japanischen Patent 51-97894 offenbarte Stahl-Defektbeseitigungsverfahren, bei dem ein Naßstrahlen durch Sprühen eines Schleifmittels durch diesen auf die Oberfläche einer Edelstahlplatte durchgeführt wird, ist beim gegenwärtigen Stand der Technik hauptsächlich auf das Entzundern gerichtet, und es ist technisch noch nicht ausreichend entwickelt, um für das Beseitigen von Defekten von Stahlprodukten verwendet zu werden. Es kann demgemäß praktisch ausgedrückt nicht verwendet werden.[0012] Increasing the width of the grinder results in a large amount of steel being ground unnecessarily and a higher driving power is required, resulting in an increase in running costs and a reduction in yield. On the other hand, reducing the width of the grinder results in a deterioration in efficiency because a large number of grinders are required, and the preparation time undesirably increases. The steel defect removal method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 51-97894, in which wet blasting is carried out by spraying an abrasive therethrough onto the surface of a stainless steel plate, is mainly directed to descaling in the current state of the art and is not yet sufficiently technically developed to be used for removing defects of steel products. Accordingly, it cannot be used in practical terms.

[0013] Aus BE-A-895 665 ist eine Technik zum Aufbereiten von Metallerzeugnissen bekannt, die die Schritte des Bestimmens von auf der Oberfläche des Metallprodukts existierenden Defekten, des Beseitigens dieser Defekte unter Verwendung eines Brennens oder eines mechanischen Schneidens und des Untersuchens und Reinigens der geglätteten Oberfläche beinhaltet. Die Verwendung des Schritts des mechanischen Schleifens oder des Flammstrahlens führt zu einer geringen Betriebswirksamkeit und Zuverlässigkeit.[0013] From BE-A-895 665 a technique for refining metal products is known which includes the steps of determining defects existing on the surface of the metal product, removing these defects using burning or mechanical cutting and inspecting and cleaning the smoothed surface. The use of the step of mechanical grinding or flame blasting results in low operational efficiency and reliability.

[0014] In US-A-4 872 293 ist eine Schleiftechnik offenbart, bei der ein Schleifmittel/- Wasser-Strahl verwendet wird, um Oberflächen zu glätten, bei denen der Schleifmittelschlamm nach dem Schleifvorgang zurückgeführt wird.[0014] US-A-4 872 293 discloses a grinding technique in which an abrasive/water jet is used to smooth surfaces in which the abrasive slurry is recycled after the grinding process.

[0015] In MANUFACTURING REVIEW, Band 2, Nr. 2, Juni 1989 ist eine Schleiftechnik beschrieben, bei der ein Schleifmittel/Wasser-Strahl verwendet wird, um ein Metallerzeugnis zu bearbeiten, wobei der zu bearbeitende Abschnitt des Metallerzeugnisses. mit einer Maske versehen ist.[0015] MANUFACTURING REVIEW, Volume 2, No. 2, June 1989, describes a grinding technique in which an abrasive/water jet is used to machine a metal product, the portion of the metal product to be machined being provided with a mask.

[0016] Aus Patent Abstract of Japan, Band 7, Nr. 221 (M-246) (1366) ist ein Rostentfernungssystem bekannt, das ein Bestimmungssystem zum Bestimmen von rostigen Tei len auf einer Oberfläche, eine Schleifvorrichtung zum Ausstoßen von Schleifmaterial auf die Oberfläche, um die rostigen Teile zu beseitigen, wobei die Schleifvorrichtung ein Versorgungssystem für das Schleifmaterial und ein Wiedergewinnungssystem zum Wiedergewinnen verwendeten Schleifmaterials und zum Rückführen von diesem zum Versorgungssystem aufweist, sowie eine Schleifsteuerung zum Empfangen von Informationen vom Bestimmungssystem und zum Steuern der Arbeitsweise der Schleifvorrichtung aufweist.[0016] From Patent Abstract of Japan, Volume 7, No. 221 (M-246) (1366) a rust removal system is known which includes a determination system for determining rusty parts len on a surface, a grinding device for ejecting abrasive material onto the surface to remove the rusty parts, the grinding device having a supply system for the abrasive material and a recovery system for recovering used abrasive material and returning it to the supply system, and a grinding control for receiving information from the determination system and for controlling the operation of the grinding device.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

[0017] Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die bei den oben beschriebenen herkömmlichen Stahlaufbereitungstechniken auftretenden Probleme zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, ein ausgezeichnetes Stahlschleifverfahren bereitzustellen, das es ermöglicht, nicht nur leicht alle nach dem Schleifen auf der Oberfläche von Stahlprodukten verbleibenden Defekte zu bestimmen, wobei dieses Bestimmen wichtig ist, wenn die Arbeitsbedingungen verbessert werden und der Stahlerzeugungsprozeß automatisiert wird, sondern auch entsprechend dem Defekt selektiv fehlerhafte Abschnitte zu beseitigen. Demgemäß wird eine Verringerung der Produktkosten erzielt, eine Verbesserung der Ausbeute erreicht, und es kann weiterhin die Produktqualität sichergestellt werden, wodurch ein erheblicher Beitrag zu diesen Gebieten der Eisenindustrie geleistet wird.[0017] The present invention has been made to solve the problems encountered in the above-described conventional steel preparation techniques. Accordingly, an object of the present invention is to provide an excellent steel grinding method which makes it possible not only to easily determine all defects remaining on the surface of steel products after grinding, which determination is important when the working conditions are improved and the steelmaking process is automated, but also to selectively eliminate defective portions according to the defect. Accordingly, a reduction in product cost is achieved, an improvement in yield is achieved, and further, product quality can be ensured, thereby making a significant contribution to these fields of the iron industry.

[0018] Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.[0018] This object is solved by the independent claims. Preferred embodiments are disclosed in the dependent claims.

[0019] Die folgenden technischen Mittel werden beim Schleifverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet: ein vorgegebenes Schleifmittel in Form feiner Teilchen, wie Granatsand, Quarzsand, Aluminiumoxid, Eisensand oder Gußeisen-Strahlsand wird mit einem Höchstgeschwindigkeits-Wasserstrahl gemischt, um einen Höchstgeschwindigkeits- Schleifmittel/Wassers-Strahl zu bilden, der in Form von Strahlen mit einem festgelegten geringen Durchmesser fortlaufend durch eine Düse ausgestoßen wird und auf die Oberfläche von Stahlerzeugnissen, wie Brammen, aufruft, wodurch ohne eine Berührung automatisch alle in der Nähe der Oberfläche solcher Stahlerzeugnisse existierenden unerwünschten Defekte beseitigt werden. Weiterhin wird vor und/oder nach dem Schleifen ein automatisches Messen an der Oberfläche und an oberflächennahen Abschnitten des Stahlerzeugnisses ausgeführt, um nach Defekten zu suchen und ihre Orte und dergleichen zu bestimmen, wodurch es möglich wird, eine vollkommen automatische, unbemannte Schleifstraße zu verwirklichen.[0019] The following technical means are used in the grinding method according to the present invention: a predetermined abrasive in the form of fine particles, such as garnet sand, quartz sand, alumina, iron sand or cast iron shot grit is mixed with a high-speed water jet to form a high-speed abrasive/water jet which is continuously ejected in the form of jets with a predetermined small diameter through a nozzle and applied to the surface of steel products such as slabs, thereby automatically removing, without contact, any undesirable defects existing near the surface of such steel products. Furthermore, before and/or after grinding, automatic measurement is carried out on the surface and near-surface portions of the steel product to search for defects and determine their locations and the like, thereby making it possible to realize a completely automatic, unmanned grinding line.

[0020] Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Schleifsystem zum Schleifen der Oberfläche von Materialien in der Art von Stahlbrammen vorgesehen. Beim Schleifsystem werden herkömmliche Naßstrahl- und Naßhonverfahren weiterentwickelt, um ein System zum Schleifen der Oberfläche von Materialien in der Art von Stahlbrammen unter Verwendung eines Schleifmittel-Wasserstrahls mit einem erhöhten Druck (normalerweise 300 kgf/cm² oder mehr) und einer verbesserten Energiedichte und Bearbeitungswirksamkeit zu verwirklichen. Das System wird durch nach Bedarf erfolgendes Kombinieren der folgenden Untersysteme gebildet: ein Defektbestimmungssystem zum Bestimmen von Defekten an Materialoberflächen, ein Schleifsteuersystem zum Senden von Signalen hinsichtlich Schleifbedingungen, das auf der Grundlage von durch das Defektbestimmungssystem bestimmten Defektinformationen gesteuert wird, ein Schleifmittel-Versorgungssystem zum Zuführen eines Schleifmittels entsprechend Signalen vom Schleifmittelsteuersystem, ein Schleifdüsenvorrichtungs-System, das sich zum Material entsprechend Signalen vom Schleifsteuersystem bewegen kann, sowie ein Schleifmittel-Wiedergewinnungssystem zum Wiedergewinnen des zum Schleifen verwendeten Schleifmittels und zum Rückführen von diesem zum Schleifmittel-Versorgungssystem.[0020] Furthermore, according to the present invention, a grinding system for grinding the surface of materials such as steel slabs is provided. In the grinding system, conventional wet blasting and wet honing processes are further developed in order to to realize a system for grinding the surface of materials such as steel slabs using an abrasive water jet having an increased pressure (normally 300 kgf/cm² or more) and improved energy density and machining efficiency. The system is constituted by combining, as required, the following subsystems: a defect determination system for determining defects on material surfaces, a grinding control system for sending signals regarding grinding conditions which is controlled based on defect information determined by the defect determination system, an abrasive supply system for supplying an abrasive in accordance with signals from the abrasive control system, a grinding nozzle device system which can move toward the material in accordance with signals from the grinding control system, and an abrasive recovery system for recovering the abrasive used for grinding and returning it to the abrasive supply system.

[0021] Das Defektbestimmungssystem zum Bestimmen von Defekten an Materialoberflächen verwendet eine Defektbestimmungsvorrichtung, die aus einer Bildverarbeitungsvorrichtung bestehen kann, welche auf einer Untersuchung magnetischer Teilchen oder einer Ultraschall-Fehlerbestimmung beruht, oder eine Vorrichtung, bei der eine Fernsehkamera verwendet wird.[0021] The defect determination system for determining defects on material surfaces uses a defect determination device, which may consist of an image processing device based on magnetic particle inspection or an ultrasonic flaw detection, or a device using a television camera.

[0022] Beim Schleifen unter Verwendung eines Schleifmittel-Wasserstrahls wird ein nicht erwärmendes Verfahren verwendet. Bei dem Verfahren tritt daher keine durch den Einfluß von Wärme oder das Schmelzen von Materialoberflächenabschnitten hervorgerufene Verschleierung von Oberflächendefekten auf, so daß das Bestimmen von Defekten nach dem Bearbeiten leicht vorgenommen werden kann. Weil das Ein- bzw. Ausschalten des Bearbeitungsvorgangs weiterhin einfach ist, tritt kein Zündfehler auf der beim Flammstrahlen vorhanden ist. Weiterhin treten bei dem Verfahren im Vergleich zu Verfahren, bei denen Schleifräder verwendet werden, kaum Probleme hinsichtlich der Wartungszeit auf, weil bei dem Verfahren eine berührungsfreie Bearbeitungseinrichtung verwendet wird, wodurch es möglich ist, leicht ein automatisches Schleifsystem herzustellen.[0022] In grinding using an abrasive water jet, a non-heating method is used. Therefore, the method does not cause surface defects to be obscured due to the influence of heat or melting of material surface portions, so that determination of defects after machining can be easily performed. Furthermore, since the turning on/off of the machining operation is easy, no ignition failure occurs which is present in flame blasting. Furthermore, the method hardly causes problems in terms of maintenance time compared with methods using grinding wheels, since the method uses a non-contact machining device, making it possible to easily manufacture an automatic grinding system.

[0023] Weiterhin ist ein Schleifmittel-Umlaufsystem gebildet, wenn das Untersystem zum Wiedergewinnen des verwendeten Schleifmittels mit dem Untersystem zum Zuführen des mit einem Hochgeschwindigkeits-Flüssigkeitsstrahl zu mischenden Schleifmittels verbunden ist und der Schleifmittel/Wasser-Strahl für das Schleifen einer ausgedehnten und zusammenhängenden Oberfläche verwendet wird. Ein fortlaufender Betrieb ist auch dann möglich, wenn Schleifmittel/Wasser-Strahldüsen, die eine Bewegung bezüglich mehreren Stahlerzeugnissen ausführen können, ihr das Schleifen einer großen Materialoberfläche verwendet werden.[0023] Furthermore, an abrasive circulation system is formed when the subsystem for recovering the used abrasive is connected to the subsystem for supplying the abrasive to be mixed with a high-speed liquid jet and the abrasive/water jet is used for grinding an extensive and continuous surface. Continuous operation is also possible when abrasive/water jet nozzles capable of moving relative to several steel products are used for grinding a large material surface.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSHORT DESCRIPTION OF THE DRAWING

[0024][0024]

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, in dem gezeigt ist, wie unter Verwendung eines Schleifmittel-Wasserstrahls geschnitten wird,Fig. 1 is a schematic diagram showing how to cut using an abrasive water jet,

Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, in dem gezeigt ist, wie unter Verwendung des Schleifmittel-Wasserstrahls teilweise geschnitten wird,Fig. 2 is a schematic diagram showing how to partially cut using the abrasive water jet,

Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm, in dem gezeigt ist, wie ein Oberflächenschleifen unter Verwendung des Schleifmittel-Wasserstrahls ausgeführt wird,Fig. 3 is a schematic diagram showing how surface grinding is carried out using the abrasive water jet,

Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils eines Schleifsystems gemäß der vorliegenden Erfindung, in der gezeigt ist, wie das Oberflächenschleifen durch das System auf der Oberfläche einer Bramme ausgeführt wird,Fig. 4 is a sectional view of an essential part of a grinding system according to the present invention, showing how surface grinding is carried out by the system on the surface of a slab,

Fig. 5 ist eine teilweise vordere Schnittansicht davon,Fig. 5 is a partial front sectional view thereof,

Fig. 6 ist eine Draufsicht, in der Defekte an der Oberfläche einer Bramme sowie die Art, in der eine Düse über sie geführt wird, gezeigt sind,Fig. 6 is a plan view showing defects on the surface of a slab and the manner in which a nozzle is passed over them,

Fig. 7 ist ein Längsschnitt davon,Fig. 7 is a longitudinal section thereof,

Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, in dem ein Brammenschleifsystem gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt ist,Fig. 8 is a block diagram showing a slab grinding system according to the present invention,

Fig. 9 ist eine Draufsicht eines Brammenschleifsystems gemäß der vorliegenden Erfindung,Fig. 9 is a plan view of a slab grinding system according to the present invention,

Fig. 10 ist eine Vorderansicht eines wesentlichen Teils des in Fig. 9 gezeigten Schleifsystems,Fig. 10 is a front view of an essential part of the grinding system shown in Fig. 9,

Fig. 11 ist eine Seitenansicht eines wesentlichen Teils des in Fig. 9 gezeigten Schleifsystems,Fig. 11 is a side view of an essential part of the grinding system shown in Fig. 9,

Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, in dem eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist,Fig. 12 is a block diagram showing another embodiment of the present invention,

Fig. 13 ist eine Draufsicht der in Fig. 12 gezeigten Ausführungsform,Fig. 13 is a plan view of the embodiment shown in Fig. 12,

Fig. 14 ist eine Seitenansicht von Fig. 13,Fig. 14 is a side view of Fig. 13,

Fig. 15 ist eine Vorderansicht eines wesentlichen Teils der in Fig. 13 gezeigten Ausführungsform, undFig. 15 is a front view of an essential part of the embodiment shown in Fig. 13, and

Fig. 16 ist eine Seitenansicht eines wesentlichen Teils von Fig. 15.Fig. 16 is a side view of an essential part of Fig. 15.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNGPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

[0025] Die Fig. 1 bis 3 sind schematische Diagramme, die zeigen, wie eine Gußbramme mit einem Hochdruck-Wasserstrahl, in den ein Schleifmittel eingemischt ist (einem Schleifmittel/Wasser-Strahl) geschliffen wird. Mit 1 ist eine Düse einer sogenannten Schleifmittel/Wasser-Strahlvorrichtung bezeichnet. Der Hochdruck-Wasserstrahl wird unter einem festgelegten Druck einer Mischkammer (nicht dargestellt) zugeführt und mit einem Schleifmittel in Form feiner Teilchen, wie Granatsand, Quarzsand, Aluminiumoxid, Eisensand oder Gußeisen-Strahlsand gemischt, um einen Strahl 2 mit einem festgelegten geringen Durchmesser zu bilden, der mit sehr hoher Geschwindigkeit gegen eine zu schleifende Stahlbramme 3 getrieben wird. Die Fig. 1 bis 3 zeigen, wie das Schneiden (Schleifen) ausgeführt wird, wenn die relative Überquerungsgeschwindigkeit der Düse 1 (die Düsenvorschubgeschwindigkeit oder die Geschwindigkeit, mit der die Bramme 3 vorgeschoben wird) bezüglich der Bramme 3 geändert wird.[0025] Figures 1 to 3 are schematic diagrams showing how a cast slab is ground with a high-pressure water jet in which an abrasive is mixed (an abrasive/water jet). 1 designates a nozzle of a so-called abrasive/water jet device. The high-pressure water jet is fed to a mixing chamber (not shown) at a predetermined pressure and is mixed with a Abrasives in the form of fine particles such as garnet sand, quartz sand, alumina, iron sand or cast iron grit are mixed to form a jet 2 of a fixed small diameter which is impelled at very high speed against a steel slab 3 to be ground. Figs. 1 to 3 show how cutting (grinding) is carried out when the relative traverse speed of the nozzle 1 (the nozzle feed speed or the speed at which the slab 3 is fed) with respect to the slab 3 is changed.

[0026] Fig. 1 zeigt ein normales Schneiden, wobei das Schleifen über die ganze Dicke t der Bramme 3 ausgeführt wird. In diesem Fall liegt die relative Überquerungsgeschwindigkeit der Düse in einem Bereich geringer Geschwindigkeiten, wobei die Geschwindigkeit gering genug ist, um das zufriedenstellende Schneiden der Bramme 3 zu ermöglichen. Es werden über die Dicke t der Bramme 3 Riefen 4 gebildet.[0026] Figure 1 shows a normal cutting, wherein the grinding is carried out over the entire thickness t of the slab 3. In this case, the relative traversing speed of the nozzle is in a range of low speeds, the speed being low enough to enable the satisfactory cutting of the slab 3. Grooves 4 are formed over the thickness t of the slab 3.

[0027] Fig. 2 zeigt einen Fall, in dem die Relativbewegung der Düse 1 und der Bramme 3 bei einer höheren Geschwindigkeit stattfindet als beim Fall aus Fig. 1. Hierbei wird das Schneiden nicht über die ganze Dicke t der Bramme 3 vorgenommen, und die Schneidtiefe h1 zeigt eine Schwankung um eine Differenz Δh1 am durch das Schneiden gebildeten Bodenabschnitt.[0027] Fig. 2 shows a case in which the relative movement of the nozzle 1 and the slab 3 takes place at a higher speed than in the case of Fig. 1. Here, the cutting is not carried out over the entire thickness t of the slab 3, and the cutting depth h1 shows a fluctuation by a difference Δh1 at the bottom portion formed by the cutting.

[0028] Beim Beispiel aus Fig. 3 ist die relative Überquerungsgeschwindigkeit zwischen der Düse 1 und der Bramme 3 sogar noch höher als beim Beispiel aus Fig. 2. Die Schneidtiefe h2 ist in diesem Fall geringer als diejenige in Fig. 2. Gleichzeitig ist auch die Tiefenschwankung Δh2 geringer als diejenige in Fig. 2, was dazu führt, daß die durch die Schneidrinnen gebildete Bodenfläche praktisch glatt ist, wodurch es möglich ist, das sogenannte Rinnenschleifen vorzunehmen.[0028] In the example of Fig. 3, the relative crossing speed between the nozzle 1 and the slab 3 is even higher than in the example of Fig. 2. The cutting depth h2 is in this case less than that in Fig. 2. At the same time, the depth variation Δh2 is also less than that in Fig. 2, which results in the bottom surface formed by the cutting grooves being practically smooth, making it possible to carry out the so-called groove grinding.

[0029] Bei der vorliegenden Erfindung werden das oben angegebene Schleifprinzip und die oben angegebenen Schleifgeschwindigkeitsbereiche des Schleifmittel-Wasserstrahls für das Schleifen der Oberfläche einer Stahlbramme 3 verwendet.[0029] In the present invention, the above-mentioned grinding principle and the above-mentioned grinding speed ranges of the abrasive water jet are used for grinding the surface of a steel slab 3.

[0030] Weiterhin wird die Oberfläche der Stahlbramme 3 bei der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des oben beschriebenen Prinzips, wenn auch mikroskopisch, einer erheblichen Schleifwirkung infolge der abtragenden Wirkung der Schleifmittelkörner im Höchstgeschwindigkeits-Wasserstrahl unterzogen, wodurch es möglich wird, Defekte unter idealen Bedingungen ohne Wärmeerzeugung zu beseitigen.[0030] Furthermore, in the present invention, using the principle described above, the surface of the steel slab 3 is subjected, albeit microscopically, to a significant grinding action due to the abrasive action of the abrasive grains in the high-speed water jet, thereby making it possible to remove defects under ideal conditions without generating heat.

[0031] Es ist durch das relative Vorschieben der den obenerwähnten Strahlauslaß bildenden Düse 1 möglich, die ganze Oberfläche der Stahlbramme 3 zu glätten, indem sie gleichmäßig geschliffen wird, oder sie teilweise zu glätten, indem an oder in der Nähe der Oberfläche auftretende fehlerhafte Abschnitte ausgewählt werden.[0031] It is possible, by the relative advancement of the nozzle 1 forming the above-mentioned jet outlet, to smooth the entire surface of the steel slab 3 by grinding it evenly or to partially smooth it by selecting defective portions occurring on or near the surface.

[0032] Es ist weiterhin durch das Bereitstellen des Untersystems zum Bestimmen von Defekten und dergleichen vor und/oder nach dem oben beschriebenen Schleifen möglich, Defekte und dergleichen, die an oder in der Nähe der Oberfläche der Stahlbramme 3 auftreten, sowie die Positionen und Größen dieser Defekte zu bestimmen. Informationen über diese Defekte werden eingegeben und zurückgeführt, um beim Schleifvorgang verwendet zu werden, wodurch es möglich ist, den Prozeß des Beseitigens von Defekten an der Oberfläche und dergleichen von Stahlerzeugnissen zu stabilisieren und ihre Qualität sicherzustellen und weiterhin einen vollkommen automatischen Arbeitsvorgang zu verwirklichen.[0032] Furthermore, by providing the subsystem for determining defects and the like before and/or after the grinding described above, it is possible to determine defects and the like occurring on or near the surface of the steel slab 3 and the positions and sizes of these defects. Information about these defects is input and fed back to be used in the grinding process, whereby it is possible to stabilize the process of removing defects on the surface and the like of steel products and to ensure their quality, and further to realize a completely automatic operation.

[0033] Weil die Stahloberflächen nach dem Schleifen weiterhin nicht mit Oxidschichten oder dergleichen bedeckt sind, lassen sich Defekte nach dem Schleifen relativ leicht bestimmen.[0033] Since the steel surfaces after grinding are still not covered with oxide layers or the like, defects after grinding can be relatively easily determined.

[0034] Als nächstes wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ab Fig. 4 der Zeichnung beschrieben.[0034] Next, an embodiment of the present invention will be described starting from Fig. 4 of the drawings.

[0035] In der folgenden Beschreibung werden die Bestandteile, die denen nach Fig. 1 bis 3 gleichen, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.[0035] In the following description, the components which are the same as those shown in Figs. 1 to 3 are designated by the same reference numerals.

[0036] In Fig. 4 und 5 ist zusammen mit der Konstruktion eines Düsenkopfs 4 mit seitlichem Eintritt dargestellt, wie die Stahlbramme 3 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geschliffen wird. Das aus Granatsand oder dergleichen bestehende Schleifmittel 6 wird durch einen Unterdruck infolge des Venturi-Effekts eines Höchstgeschwindigkeits-Wasserstrahls 9, der an einer Wasserdüse 8 erzeugt wird, die an ein Hochdruck-Wasserrohr 7 angeschlossen ist, einer Mischkammer 10 zugeführt. Der Wasserstrahl 9 und das Schleifmittel 6 werden im Inneren der sich von der Mischkammer 10 aus erstreckenden Schleifdüse 1 miteinander gemischt und von der Schleifdüse 1 zu einem vorgegebenen Abschnitt der Bramme 3 hin als ein Strahl 2 mit einem vorgegebenen geringen Durchmesser beschleunigt und ausgestoßen, um die Oberfläche der Bramme 3 bei der Relativbewegung auf der Grundlage des oben beschriebenen Schleifprinzips zu schleifen.[0036] In Figs. 4 and 5, together with the construction of a side-entry nozzle head 4, it is shown how the steel slab 3 is ground according to an embodiment of the present invention. The abrasive 6 consisting of garnet sand or the like is supplied to a mixing chamber 10 by a negative pressure due to the Venturi effect of a high-speed water jet 9 generated at a water nozzle 8 connected to a high-pressure water pipe 7. The water jet 9 and the abrasive 6 are mixed together inside the grinding nozzle 1 extending from the mixing chamber 10 and accelerated and ejected from the grinding nozzle 1 toward a predetermined portion of the slab 3 as a jet 2 with a predetermined small diameter to grind the surface of the slab 3 in the relative movement based on the grinding principle described above.

[0037] Beim obenerwähnten Prozeß wird die Achse der Schleifdüse 1 entsprechend der Art der Bramme und dem Defekttyp unter dem richtigen Winkel zur Bramme 3 gehalten, und es wird veranlaßt, daß die Schleifdüse eine Relativbewegung zur Bramme 3 ausführt, während sie bei einer geeigneten Geschwindigkeit und einer geeigneten Schrittweite geschwenkt oder gedreht wird, um die Defekte und dergleichen an der Oberfläche ausreichend zu überdecken und dadurch ein gewünschtes Schleifen und dergleichen zu bewirken.[0037] In the above-mentioned process, the axis of the grinding nozzle 1 is kept at the proper angle to the slab 3 according to the kind of slab and the type of defect, and the grinding nozzle is caused to move relative to the slab 3 while being swung or rotated at an appropriate speed and an appropriate pitch to sufficiently cover the defects and the like on the surface and thereby effect desired grinding and the like.

[0038] Bei einem Experiment wurde das Schleifmittel mit einer Geschwindigkeit von 0,5 kg/min oder mehr zugeführt, und das unter hohem Druck stehende Wasser wurde bei einem Druck von 1000 kgf/cm² oder mehr und bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 2l /min oder mehr zugeführt, wobei die Arbeitsentfernung zwischen der Düse und dem Stahl nicht mehr als 200 mm betrug. In diesem Fall reichte der Auftreffwinkel bezüglich der Bramme 3 beispielsweise von 10 bis 170º, und die Relativgeschwindigkeit zwischen der Bramme 3 und der Schleifdüse 1 betrug dann, wenn die Schleifdüse geschwenkt oder gedreht wurde, etwa 1 bis 10 m/min. Unter diesen Bedingungen wurden sehr zufriedenstellende Ergebnisse erzielt. Diese Bedingungen ändern sich jedoch etwas in Abhängigkeit von der Art der Bramme, dem Defekttyp und der Art des Schleifmittels 6 und dergleichen.[0038] In an experiment, the abrasive was fed at a rate of 0.5 kg/min or more, and the high-pressure water was fed at a pressure of 1000 kgf/cm2 or more and at a flow rate of 2 l /min or more, with the working distance between the nozzle and the steel being not more than 200 mm. In this case, the angle of impact with respect to the slab 3 ranged from 10 to 170º, for example, and the relative speed between the slab 3 and the grinding nozzle 1 when the grinding nozzle was swung or rotated was about 1 to 10 m/min. Very satisfactory results were obtained under these conditions. However, these conditions vary somewhat depending on the type of slab, the type of defect and the type of abrasive 6 and the like.

[0039] In Fig. 6 und 7 ist in näheren Einzelheiten ein Beispiel der Art dargestellt, in der die Schleifdüse 1 betrieben wird. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, können zum Behandeln von Defekten 12, 12', 12" und 12''' verschiedene Schwenkarten für die Schleifdüse 1 hinsichtlich des Schleifbereichs, der Schleifrichtung und der Schrittweite des Schleifens kombiniert werden.[0039] In Figs. 6 and 7, an example of the manner in which the grinding nozzle 1 is operated is shown in more detail. As shown in the drawing, for treating defects 12, 12', 12" and 12''', different types of swiveling for the grinding nozzle 1 can be combined with regard to the grinding area, the grinding direction and the grinding step size.

[0040] Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform wird ein geeignetes Abrunden in den Grenzbereichen zwischen den Oberflächenabschnitten 3', wo das Schleifen an den Defekten 12, 12', 12" und 12''' durchgeführt wird, und an den Oberflächenabschnitten 3' und 3", wo kein Schleifen durchgeführt wird, herbeigeführt, so daß zwischen diesen Abschnitten keine sehr großen Dickenunterschiede erzeugt werden können.[0040] In the embodiment shown in Fig. 7, an appropriate rounding is brought about in the boundary regions between the surface sections 3' where grinding is carried out on the defects 12, 12', 12" and 12''' and on the surface sections 3' and 3" where no grinding is carried out, so that very large differences in thickness cannot be created between these sections.

[0041] Die Schleifdüse 1 kann auch wie im oben angegebenen Fall durch ein Drehen innerhalb eines geeigneten Radius anstelle eines Schwenkens und eines Schrittweitevorschubs schleifen.[0041] The grinding nozzle 1 can also grind by rotating within an appropriate radius instead of pivoting and stepping as in the above case.

[0042] Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, in dem das ganze System einschließlich eines Qualitätsprüfprozesses dargestellt ist. Beim dargestellten System wird ein Knickarmroboter als eine Antriebsvorrichtung 13 für die Schleifdüse 1 verwendet. An einer Qualitätsprüfstufe 14 vor dem Schleifen durch einen Defektbestimmungsmechanismus 15, der aus einer CCD- Kamera oder dergleichen besteht, erhaltene Suchergebnisse werden als Informationen über die Defekte 12 und dergleichen an der Bramme 3 (hinsichtlich Ort, Größe, Tiefe und dergleichen) in ein Defektbestimmungssystem 16 eingegeben, wobei das Schleifen entsprechend diesen Informationen in einer Schleifstufe (Flammstrahlstufe) 17 gemäß der Erfindung automatisch durchgeführt wird.[0042] Fig. 8 is a block diagram showing the whole system including a quality inspection process. In the system shown, an articulated robot is used as a driving device 13 for the grinding nozzle 1. Search results obtained at a quality inspection stage 14 before grinding by a defect determination mechanism 15 consisting of a CCD camera or the like are inputted as information about the defects 12 and the like on the slab 3 (in terms of location, size, depth and the like) into a defect determination system 16, and grinding is automatically performed according to this information in a grinding stage (flame jet stage) 17 according to the invention.

[0043] Die ganze Oberfläche eines zusammenhängenden Gußstahlerzeugnisses wird durch eine Kameraantriebsvorrichtung, die entsprechend Signalen von einer Kameraantriebssteuerung in einem Defektbestimmungssystem arbeitet, mit einer Fernsehkamera abgetastet, wodurch Defektinformationen hinsichtlich Größe, Konfiguration, Fläche, Tiefe und dergleichen erhalten werden. Die Bildverarbeitungsvorrichtung im Defektbestimmungssystem führt eine Koordinatentransformation hinsichtlich des Orts jedes Fehlers aus, und der Ort wird auf der Grundlage der dabei erhaltenen Koordinaten als eine Adresse auf der Stahloberfläche festgelegt. Die Informationen von der Bildverarbeitungsvorrichtung hinsichtlich Konfiguration, Tiefe, Schleifbereich, Vorgehensweisen und Ort, werden in einen Gesamtsteuercomputer in der Schleifsteuerung eingegeben. Die eingegebenen Information werden dem Schleifsystem zugeführt und als Antriebsbefehle zum Steuern einer Düsenantriebssteuerung, eines Schleifmittel-Versorgungssystems und eines Hochdruckwasser-Generators und dergleichen verwendet, um durch einen auf einer Adressiergrundlage arbeitenden Leitmechanismus zu bewirken, daß die Hochdruck-Flüssigkeitsdüse für Schleifmittel/- Wasser-Strahlen die Stahloberläche überquert, um das Schleifen durchzuführen.[0043] The entire surface of a continuous cast steel product is scanned with a television camera by a camera drive device operating in accordance with signals from a camera drive controller in a defect determination system, whereby defect information is obtained as to size, configuration, area, depth and the like. The image processing device in the defect determination system carries out coordinate transformation as to the location of each defect, and the location is stored as an address on the The information from the image processing device regarding configuration, depth, grinding area, procedures and location is input to an overall control computer in the grinding controller. The input information is supplied to the grinding system and used as drive commands for controlling a nozzle drive controller, an abrasive supply system and a high pressure water generator and the like to cause the high pressure liquid nozzle for abrasive/water jets to traverse the steel surface to perform grinding through a guiding mechanism operating on an addressing basis.

[0044] Es ist möglich, nach Bedarf während und nach dem Schleifen unter Verwendung der Defektbestimmungsmechanismen 15' und 15" und des Defektbestimmungssystems 16 eine Untersuchung durch eine optische Untersuchungseinrichtung vorzunehmen, wobei die Bestimmungsergebnisse für eine Rückkopplung während des Schleifens oder für ein erneutes Schleifen verwendet werden.[0044] It is possible to perform inspection by an optical inspection device during and after grinding as required using the defect determination mechanisms 15' and 15" and the defect determination system 16, using the determination results for feedback during grinding or for re-grinding.

[0045] Bei dieser Ausführungsform wird weiterhin ein System verwendet, bei dem das benutzte Schleifmittel 6 wiedergewonnen und zur erneuten Verwendung einer Haftmittelzufuhrvorrichtung 19 zugeführt wird, wobei die Schleifmittelbruchstücke durch eine Wiedergewinnungs/ Wiederzuführungsvorrichtung 18 abgetrennt und beseitigt werden.[0045] This embodiment further employs a system in which the used abrasive 6 is recovered and fed to an adhesive feed device 19 for reuse, and the abrasive fragments are separated and disposed of by a recovery/refeed device 18.

[0046] Mit 20 ist ein Hochdruck-Wassergenerator, mit T ein Hochdruck-Wasserrohr, mit 21 eine Düsenantriebssteuerung, mit 22 eine Schleifsteuerung zur Gesamtschleifsteuerung, mit 23 Abfall-Schleifmittel, mit 24 neues Schleifmittel und mit 25 eine Qualitätsprüfstufe bezeichnet. Die Fig. 9, 10 und 11 zeigen Außenansichten des ganzen Systems der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsformen, wobei drei Knickarmroboter zusammenwirken, um die Oberfläche einer Stahlbramme 3 oder dergleichen mit einer durchschnittlichen Taktzeit von 7 Minuten fortlaufend zu schleifen. Die Bramme 3 wird in der durch die Pfeile angegebenen Richtung zugeführt.[0046] 20 denotes a high-pressure water generator, T denotes a high-pressure water pipe, 21 denotes a nozzle drive controller, 22 denotes a grinding controller for overall grinding control, 23 denotes waste abrasive, 24 denotes new abrasive, and 25 denotes a quality inspection stage. Figs. 9, 10 and 11 show external views of the whole system of the embodiments shown in Fig. 8, wherein three articulated robots cooperate to continuously grind the surface of a steel slab 3 or the like at an average cycle time of 7 minutes. The slab 3 is fed in the direction indicated by the arrows.

[0047] Als nächstes wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von Fig. 12 bis 16 beschrieben.[0047] Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 12 to 16.

[0048] Das in der Zeichnung dargestellte System umfaßt ein Defektbestimmungssystem 101, eine Schleifmittel/Wasser-Strahldüsenvorrichtung 102, ein Versorgungssystem 103 zum Zuführen von unter hohem Druck stehendem Wasser und vom Schleifmittel zu den Düsen sowie ein Wiedergewinnungssystem 104 zum Wiedergewinnen des verwendeten Schleifmittels und zum Rückführen von diesem zum Versorgungssystem 103.[0048] The system shown in the drawing comprises a defect determination system 101, an abrasive/water jet nozzle device 102, a supply system 103 for supplying high pressure water and abrasive to the nozzles, and a recovery system 104 for recovering the used abrasive and returning it to the supply system 103.

[0049] Informationen von diesen Systemen werden in eine Schleifsteuerung 105 eingegeben, und die eingegebenen Informationen werden zum Steuern der Systeme durch eine Beurteilungsfunktion der Schleifsteuerung 105 verwendet.[0049] Information from these systems is input to a grinding controller 105, and the input information is used to control the systems through a judgment function of the grinding controller 105.

[0050] Die zu schleifende Bramme W wird durch drei Stufen verarbeitet, nämlich eine Qualitätsprüfstufe S1, eine Schleifstufe S2 und eine Qualltätsprüfstufe S3. Eine der Qualitätsprüfstufen S1 und S3 kann fortgelassen werden.[0050] The slab W to be ground is processed through three stages, namely a quality inspection stage S1, a grinding stage S2 and a quality inspection stage S3. One of the quality inspection stages S1 and S3 may be omitted.

[0051] Das Defektbestimmungssystem 101 weist ein Defektbestimmungssystem 111 zum Bestimmen von Defekten an der Brammenoberfläche vor dem Schleifen, ein Defektbestimmungssystem 112 zum Bestimmen von Oberflächendefekten während des Schleifens und ein Defektbestimmungssystem 113 zum Bestimmen von Defekten an der Brammenoberfläche nach dem Schleifen für den nächsten Prozeß auf. Die Oberflächendefektbedingungen bei jeder dieser Stufen werden bestimmt, und Informationen über diese werden in die Schleifsteuerung 105, die Schleifmittel-Düsenvorrichtung 102 und das Versorgungssystem 103 eingegeben, die entsprechend Änderungen der Informationen gesteuert werden.[0051] The defect determination system 101 comprises a defect determination system 111 for determining defects on the slab surface before grinding, a defect determination system 112 for determining surface defects during grinding, and a defect determination system 113 for determining defects on the slab surface after grinding for the next process. The surface defect conditions at each of these stages are determined, and information about them is input to the grinding controller 105, the abrasive nozzle device 102, and the supply system 103, which are controlled according to changes in the information.

[0052] Die Schleifmittel/Wasser-Strahldüsenvorrichtung 102 weist eine durch die Schleifsteuerung 105 gesteuerte Düsenantriebssteuerung 106 und durch eine Düsenantriebsvorrichtung 107 angetriebene Düsen 108 auf.[0052] The abrasive/water jet nozzle device 102 has a nozzle drive control 106 controlled by the grinding controller 105 and nozzles 108 driven by a nozzle drive device 107.

[0053] Die Fig. 13 bis 16 zeigen eine spezielle Systemanordnung für das in Fig. 12 dargestellte System.[0053] Figures 13 to 16 show a specific system arrangement for the system shown in Figure 12.

[0054] Das dargestellte System weist folgendes auf ein in Fig. 12 dargestelltes aus einem Hochdruckwasser-Generator 31 und einer Schleifmittel-Versorgungsvorrichtung 32 bestehendes Versorgungssystem 103 und eine vordere Düsenvorrichtung 121 und eine hintere Düsenvorrichtung 122, die dazu dienen, die obere bzw. die untere Fläche von Brammen zu schleifen, die durch eine Umkehrvorrichtung 42 umgekehrt werden. Jede der Düsenvorrichtungen 121 und 122 weist drei Düsen 108 auf, die entlang der Längsabmessung der durch eine Stranggießmaschine 41 erzeugten Brammen W angeordnet sind. Jede Düse 108 ist an der Spitze eines Sechsachsen-Knickarmroboters 125 angebracht, der an einer Düsenführung 124 bereitgestellt ist, welche gegenüber einem Brammenbewegungsbett 109 auf einem Sockel 123 angeordnet ist. Jede Düse 108 wird durch die Düsenantriebssteuerung 106 und die Düsenantriebsvorrichtung 107 angetrieben und gesteuert, wie in Fig. 12 dargestellt ist.[0054] The illustrated system comprises a supply system 103 shown in Fig. 12 consisting of a high-pressure water generator 31 and an abrasive supply device 32, and a front nozzle device 121 and a rear nozzle device 122 which serve to grind the upper and lower surfaces of slabs, respectively, which are inverted by an inverting device 42. Each of the nozzle devices 121 and 122 has three nozzles 108 arranged along the longitudinal dimension of the slabs W produced by a continuous casting machine 41. Each nozzle 108 is mounted on the tip of a six-axis articulated robot 125 provided on a nozzle guide 124 arranged opposite a slab moving bed 109 on a base 123. Each nozzle 108 is driven and controlled by the nozzle drive controller 106 and the nozzle drive device 107, as shown in Fig. 12.

[0055] Ein Roboter und eine numerisch gesteuerte Vorrichtung können als Antriebsvorrichtungen für die Düsen 108 verwendet werden. Es können ein oder mehrere Knickarmroboter auf dem Boden, an der Decke oder den Wänden oder an einer Kombination dieser Einrichtungsorte angeordnet sein. Die Antriebsvorrichtungen können ortsfest oder wie beim in der Zeichnung dargestellten Beispiel so angeordnet sein, daß sie entlang einer oder mehreren Achse laufen können. Der Kopf der Schleifdüse kann von einem Direkteinspritztyp sein, wobei das Schleifmittel und Wasser zuvor unter hohem Druck genvscht werden und in einem schlammartigen Zustand unter hohem Druck durch die Düse getrieben werden. Die Düsen können weiterhin so betätigt werden, daß sie sich in einer Vielzahl von Dreh- und Schwenkbewegungen bewegen.[0055] A robot and a numerically controlled device may be used as driving devices for the nozzles 108. One or more articulated robots may be arranged on the floor, ceiling or walls or a combination of these locations. The driving devices may be stationary or, as in the example shown in the drawing, arranged so that they can run along one or more axes. The head of the grinding nozzle may be of a direct injection type, in which the abrasive and water are previously mixed under high pressure and are injected in a slurry-like state under high pressure through the nozzle. The nozzles can also be operated to move in a variety of rotary and swivel movements.

[0056] Wie oben beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Hochdruck-Wasserstrahl mit einem Schleifmittel gemischt und gegen Stahlerzeugnisse getrieben, wodurch es möglich wird, ohne eine Berührung automatisch zu schleifen. Demgemäß kann auf herkömmliche Defektbeseitigungsmittel, wie ein Flammstrahlen und ein mechanisches Schleifen, die unter schwierigen Arbeitsbedingungen bei Lärm und Hitze von Hand durchgeführt wurden, verzichtet werden, was zu einer erheblichen Verbesserung der Arbeitsbedingungen führt (durch Verwirklichen eines unbemannten Arbeitsvorgangs und dergleichen). Weiterhin bietet das Verfahren der vorliegenden Erfindung die ausgezeichnete Wirkung, daß es ermöglicht, sicher jegliche Defekte zu beseitigen, die an der Oberfläche eines Stahl-Halbzeugs oder in der Nähe von diesem auftreten, wobei das Beseitigen stabil und bis zu einer gewünschten Tiefe erfolgt, ohne daß ein durch Wärme hervorgerufenes Schmelzen oder Verschlechtern des Materials auftritt. Weiterhin kann durch nach Bedarf erfolgendes Verwenden des Schleiflnittel-Umlaufsystems ein ausgezeichnetes System bereitgestellt werden, bei dem es möglich ist einen fortlaufenden Arbeitsgang auszuführen, ohne die Funkton des mit Schleifmittel versetzten Wasserstrahls selbst zu verschlechtern, was zu einem Einsparen von Betriebsmitteln und zu einer Kostenverringerung führt.[0056] As described above, according to the present invention, a high-pressure water jet is mixed with an abrasive and driven against steel products, thereby making it possible to automatically grind without contact. Accordingly, conventional defect removal means such as flame blasting and mechanical grinding, which have been carried out manually under difficult working conditions with noise and heat, can be dispensed with, resulting in a significant improvement in working conditions (by realizing an unmanned working operation and the like). Furthermore, the method of the present invention offers an excellent effect of making it possible to safely remove any defects occurring on the surface of a steel semi-finished product or in the vicinity thereof, removing stably and to a desired depth without causing heat-induced melting or deterioration of the material. Furthermore, by using the abrasive circulation system as needed, an excellent system can be provided in which it is possible to carry out a continuous operation without deteriorating the function of the abrasive water jet itself, which leads to saving of resources and reducing costs.

[0057] Die vorliegende Erfindung sieht demgemäß eine ausgezeichnete Bearbeitungseinrichtung für das Beseitigen von Stahloberflächendefekten von einem Stahl-Halbzeug vor, wobei dieses Beseitigen wegen der vor kurzem aufgetretenen Erhöhung des Bedarfs an Materialien höherer Qualität immer notwendiger geworden ist.[0057] The present invention accordingly provides an excellent machining apparatus for removing steel surface defects from a steel semi-finished product, which removal has become increasingly necessary due to the recent increase in the demand for higher quality materials.

Claims (15)

1. Verfahren zum Entfernen von Oberflächendefekten von einem in einer Stranggießstufe oder einer auf diese folgenden Stufe hergestellten Stahl-Halbzeug, wobei1. A method for removing surface defects from a steel semi-finished product produced in a continuous casting stage or a stage following this, wherein (a) Oberflächendefekten auf dem Stahlerzeugnis bestimmt werden;(a) surface defects on the steel product; (b) entsprechend dem Ergebnis der Bestimmung in Schritt (a) wenigstens ein Strahl aus mit Hochdruck-Wasser gemischten feinen Schleifteilchen auf die Oberflächendefekte des Stahlerzeugnisses gerichtet wird, um die Oberflächendefekte zu entfernen; und(b) according to the result of the determination in step (a), at least one jet of fine abrasive particles mixed with high-pressure water is directed at the surface defects of the steel product in order to remove the surface defects; and (c) die feinen Schleifteilchen zur Wiederverwendung in Schritt (b) wiedergewonnen und rückgeführt werden.(c) the fine abrasive particles are recovered and recycled for reuse in step (b). 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Strahl durch wenigstens eine Düse (1; 108) ausgestoßen wird.2. Method according to claim 1, wherein the at least one jet is ejected through at least one nozzle (1; 108). 3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der wenigstens eine Strahl aus feinen Schleifteilchen mit einer Rate von nicht weniger als 0,5 kg/min zugeführt wird, das Hochdruck-Wasser unter einem Druck von nicht weniger als 1000 kgf/cm² und einer Strömungsgeschwindigkeit von nicht weniger als 2 l/min zugeführt wird, wobei die Schleifteilchen und das Hochdruck-Wasser entweder vorher im Hochdruckzustand oder im Kopf der wenigstens einen Düse (1; 108) nach dem Ausstoßen des Hochdruck-Wassers miteinander gemischt werden, um mit Schleifteilchen gemischtes Hochdruck-Wasser zu erhalten, wobei der wenigstens eine Strahl auf die Oberfläche des Stahlerzeugnisses unter einem Auftreffwinkel von 10 bis 170º und einer Arbeitsentfernung zwischen der Düse und der Stahloberfläche von nicht mehr als 200 mm gerichtet wird.3. A method according to claim 2, wherein the at least one jet of fine abrasive particles is supplied at a rate of not less than 0.5 kg/min, the high-pressure water is supplied under a pressure of not less than 1000 kgf/cm² and a flow rate of not less than 2 l/min, the abrasive particles and the high-pressure water are mixed with each other either beforehand in a high-pressure state or in the head of the at least one nozzle (1; 108) after the high-pressure water is ejected to obtain high-pressure water mixed with abrasive particles, the at least one jet being directed onto the surface of the steel product at an angle of incidence of 10 to 170° and a working distance between the nozzle and the steel surface of not more than 200 mm. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die in Schritt (a) bestimmten Oberflächendefekte einer Koordinatentransformation durch ein Defektbestimmungssystem (16; 101) unterzogen werden und die wenigstens eine Hochdruck-Flüssigkeitsstrahldüse (1; 108) entsprechend durch die Koordinatentransformation des Defektbestimmungssystem erhaltenen Informationen angetrieben und bewegt wird.4. The method according to claim 2 or 3, wherein the surface defects determined in step (a) are subjected to a coordinate transformation by a defect determination system (16; 101) and the at least one high-pressure liquid jet nozzle (1; 108) is driven and moved according to information obtained by the coordinate transformation of the defect determination system. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei weiter die Oberfläche des Stahlerzeugnisses nach dem Schritt (b) untersucht wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, further comprising examining the surface of the steel product after step (b). 6. System zum Entfernen von Oberflächendefekten von einem Stahl-Halbzeug mit einer Stranggießstufe oder einer auf diese folgenden Stufe;6. System for removing surface defects from a steel semi-finished product with a continuous casting stage or a stage following this stage; einem Defektbestimmungssystem (16; 101) mit einem Detektor (15; 111) zum Bestimmen von Oberflächendefekten auf dem Stahlerzeugnis;a defect determination system (16; 101) with a detector (15; 111) for determining surface defects on the steel product; einem Schleifmittel/Wasser-Strahldüsenbauteil (1, 13, 21; 102), das relativ zur Oberfläche des Stahlerzeugnisses bewegbar ist, um wenigstens einen Strahl aus mit Hochdruck-Wasser gemischten feinen Schleifteilchen auf die Oberflächendefekte zu richten, um diese zu entfernen;an abrasive/water jet nozzle component (1, 13, 21; 102) movable relative to the surface of the steel product to direct at least one jet of fine abrasive particles mixed with high pressure water onto the surface defects to remove them; einem Versorgungssystem (19, 20; 103) zur Speisung des Schleifmittel/Wasser- Strahldüsenbauteils mit Hochdruck-Wasser;a supply system (19, 20; 103) for feeding the abrasive/water jet nozzle component with high pressure water; einem Wiedergewinnungssystem (18; 104) zur Wiedergewinnung der verwendeten feinen Schleifteilchen und ihrer Rückführung in das Versorgungssystem; unda recovery system (18; 104) for recovering the used fine abrasive particles and returning them to the supply system; and einer Schleifsteuerung (22; 105), die Informationen aus dem Defektbestimmungssystem erhält und das Schleifmittel/Wasser-Strahldüsenbauteil, das Versorgungssystem und das Wiedergewinnungssystem steuert.a grinding controller (22; 105) which receives information from the defect determination system and controls the abrasive/water jet nozzle assembly, the supply system and the recovery system. 7. System nach Anspruch 6, wobei das Schleifmittel/Wasser-Strahldüsenbauteil (1, 13, 21; 201) so ausgelegt ist, daß es wenigstens einen Strahl aus den mit einer Rate von nicht weniger als 0,5 kg/min zugeführten feinen Schleifteilchen und unter einem Druck von nicht weniger als 1000 kgf/cm² und einer Strömungsgeschwindigkeit von nicht weniger als 2 l /min zugeführten Hochdruck-Wasser unter einem Auftreffwinkel von 10 bis 170º und einer Arbeitsentfernung zwischen dem Düsenbauteil und der Stahloberfläche von nicht mehr als 200 mm auf die Oberfläche des Stahlerzeugnisses richtet.7. A system according to claim 6, wherein the abrasive/water jet nozzle member (1, 13, 21; 201) is designed to direct at least one jet of the fine abrasive particles supplied at a rate of not less than 0.5 kg/min and high pressure water supplied under a pressure of not less than 1000 kgf/cm² and a flow rate of not less than 2 l/min onto the surface of the steel product at an angle of incidence of 10 to 170° and a working distance between the nozzle member and the steel surface of not more than 200 mm. 8. System nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Schleifmittel/Wasser-Strahldüsenbauteil wenigstens eine Düse (1; 108);8. System according to claim 6 or 7, wherein the abrasive/water jet nozzle component comprises at least one nozzle (1; 108); wenigstens einen Düsenantrieb (13; 107) zum Antreiben der wenigstens einen Düse; undat least one nozzle drive (13; 107) for driving the at least one nozzle; and wenigstens eine Düsensteuerung (21; 106) zum Betreiben des wenigstens einen Düsenantriebs aufweist.at least one nozzle control (21; 106) for operating the at least one nozzle drive. 9. System nach Anspruch 8, wobei der wenigstens eine Düsenantrieb wenigstens einen Roboter (13; 125) aufweist.9. The system of claim 8, wherein the at least one jet propulsion comprises at least one robot (13; 125). 10. System nach Anspruch 8, wobei der wenigstens eine Düsenantrieb stationär ist.10. The system of claim 8, wherein the at least one jet engine is stationary. 11. System nach Anspruch 8, wobei der wenigstens eine Düsenantrieb zum Antreiben längs einer oder mehreren Achsen ausgelegt ist.11. The system of claim 8, wherein the at least one jet engine is configured to drive along one or more axes. 12. System nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei das Versorgungssystem einen Erzeuger für Hochdruck-Wasser (20; 31) und eine Versorgungseinrichtung für feine Schleifteilchen (19; 32) aufweist.12. System according to one of claims 6 to 11, wherein the supply system comprises a generator for high-pressure water (20; 31) and a supply device for fine abrasive particles (19; 32). 13. System nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei das Defektbestimmungssystem eine mittels Ultraschall-Defektbestimmung arbeitende Bildverarbeitungsvorrichtung aufweist.13. System according to one of claims 6 to 12, wherein the defect determination system has an image processing device operating by means of ultrasonic defect determination. 14. System nach einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei die Defektbestimmung mit einer Fernsehkamera arbeitet.14. System according to one of claims 6 to 13, wherein the defect determination works with a television camera. 15. System nach einem der Ansprüche 6 bis 14, wobei das Defektbestimmungssystem ferner wenigstens einen zweiten Detektor (15; 112) zum Bestimmen von Oberflächendefekten während des Schleifens oder einen dritten Detektor (15"; 113) zum Bestimmen von Oberflächendefekten nach dem Schleifen aufweist.15. System according to one of claims 6 to 14, wherein the defect determination system further comprises at least one second detector (15; 112) for determining surface defects during grinding or a third detector (15"; 113) for determining surface defects after grinding.