EP1718424B1 - Hydraulische vorrichtung zum entzundern von warmem walzgut - Google Patents

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EP1718424B1 EP04715276A EP04715276A EP1718424B1 EP 1718424 B1 EP1718424 B1 EP 1718424B1 EP 04715276 A EP04715276 A EP 04715276A EP 04715276 A EP04715276 A EP 04715276A EP 1718424 B1 EP1718424 B1 EP 1718424B1
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rotation
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Hermetik Hydraulik AB
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    • B21B45/08—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing hydraulically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/04—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
    • B05B13/0463—Installation or apparatus for applying liquid or other fluent material to moving work of indefinite length
    • B05B13/0484—Installation or apparatus for applying liquid or other fluent material to moving work of indefinite length with spray heads having a circular motion, e.g. being attached to a rotating supporting element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/45—Scale remover or preventor
    • Y10T29/4533—Fluid impingement
    • Y10T29/4544—Liquid jet

Definitions

  • the invention relates to a device for descaling of warm, relative to the device moving stock by irradiation by high pressure water with at least one Walzgutbreite sweeping Düsenkopf-2 with multiple nozzle heads, eder nozzle head is rotatably driven about a motor to the rolling surface substantially vertical axis of rotation and at least two eccentrically with respect Having the axis of rotation arranged nozzles.
  • the nozzles are arranged in each nozzle head with different angles to the axis of rotation to achieve a uniform treatment of Walzgutober Structure, so that the spray pattern of each nozzle with respect to the axis of rotation of the nozzle head covers a different radial region.
  • the rolling stock surface to be treated by a nozzle head should be evenly descaled over the entire radius of the nozzle head.
  • the DE 43 28 303 is silent about how to achieve a uniform descaling in the width direction of the rolling stock surface.
  • the distance between the nozzles and the rolling stock to be irradiated and the nozzle inclination angle with respect to the perpendicular to the rolling stock surface and the jet opening angle of the beam cone are kept as small as possible.
  • a minimum distance must be maintained between nozzle heads of the nozzle head row which are adjacent in the width direction of the rolling stock.
  • the nozzles of each nozzle head are inclined radially outwards.
  • the nozzles are also still in the circumferential direction and in the direction of rotation, i. with respect to the rotational movement of the nozzle head inclined leading.
  • the apparatus shown in Fig. 1 for descaling rolling stock 17 has two transversely to the direction of movement F of the rolling stock 17 and on both sides thereof arranged rows 18 with five fixed nozzle heads 20, one of which is shown in Fig. 2 in detail.
  • Each nozzle head 20 has circumferentially distributed over the circumference arranged flat spray nozzles 21 which are mounted on a rotatably driven ring 22 of the nozzle head 20 and are supplied via lines 9 with pressurized water of a pressure of 300 to 1000 bar.
  • the ring 22 is driven at a speed in the range of 200 to 1000 rpm.
  • the nozzle heads 20 are arranged at a distance a of the nozzles 21 from the rolling stock surface of the moving in the direction of arrow F under the stationary Düsenkopf Herbert rolling stock. This distance is selected so that the length t of the major axis and the length s of the minor major axis of the elliptical jet pattern of each nozzle 21 according to FIG. 3 correspond to desired values.
  • the opening angle of the flat jet is between 0 ° and 15 °.
  • the flattened ellipse 10 of the spray pattern of FIG. 2 rotates due to the rotation of the nozzles 21 about the vertical axis of rotation A of the nozzle head 20, wherein the rolling stock 17 is moved under the nozzle heads 20 in the direction of arrow F.
  • the rolling stock moves per revolution of the nozzle head 20 to the Amount d before.
  • the distance d corresponds to a quarter to a fifth of the nozzle head radius. In this way, a total of a spiral spray pattern according to FIG. 2 is generated.
  • FIGS. 4 and 5 two adjacent nozzle heads of a nozzle head row according to the invention are shown schematically.
  • each nozzle head a total of eight nozzles 1 to 8 are arranged uniformly distributed over the circumference, wherein the nozzle orifices on the underside of each nozzle head 20 radially outward as far as possible, d.h..so close as constructively possible on the outermost circumference 25 of each nozzle head are arranged.
  • the eight nozzles 1 to 8 are aligned along nozzle axes 1a to 8a.
  • nozzle axes 1a to 8a are shown in FIG. 4 radially outward by the angle ⁇ und au-ßerdem in the circumferential direction in the direction of rotation, i. in the direction of rotation f or f of the nozzle heads leading, inclined by the angle ⁇ .
  • Adjacent nozzle heads 20 rotate in the embodiment shown in the opposite direction. This means that in the gap b between two adjacent nozzle heads 20, their nozzles each radiate mirror images in the same direction, e.g. the nozzles 7.7 as shown in FIG. 5 mirror images of each other obliquely upward. This is advantageous in terms of achieving uniform surface quality. In addition, the torques of adjacent nozzle heads are compensated by the pairwise opposite drive of the nozzle heads.
  • the number of Nozzle Row can be even or odd. Depending on the width of the stock to be descaled this number is larger or smaller. If different rolling stock widths are to be descaled on a rolling mill installation, it is advantageous if the nozzle heads 20 can be switched off or switched on in pairs or in groups.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entzundern von warmem, relativ zu der Vorrichtung bewegten Walzgut durch Bestrahlen mittels Hochdruckwasser mit mindestens einer die Walzgutbreite überstreichenden Düsenkopfreihe mit mehreren Düsenköpfen, wobei eder Düsenkopf um eine zur Walzgutoberfläche im wesentlichen senkrechte Drehachse motorisch drehantreibbar ist und mindestens zwei außermittig bezüglich der Drehachse angeordnete Düsen aufweist.
  • Bei einer aus der DE 43 28 303 bekannten Vorrichtung dieser Art sind zur Erzielung einer gleichmäßigen Behandlung der Walzgutoberfläche die Düsen in jedem Düsenkopf mit zur Drehachse unterschiedlichen Winkeln angeordnet, so daß das Spritzbild jeder Düse bezogen auf die Drehachse des Düsenkopfs einen unterschiedlichen radialen Bereich überdeckt. Hierdurch soll die von einem Düsenkopf zu behandelnde Walzgutoberfläche über den gesamten Radius des Düsenkopfes gleichmäßig entzundert werden.
  • Die DE 43 28 303 schweigt sich darüber aus, wie eine gleichförmige Entzunderung in Breitenrichtung der Walzgutoberfläche zu erreichen ist. Zur Erzielung einer gleichförmigen Bestrahlungsintensität ist der Abstand zwischen den Düsen und dem zu bestrahlenden Walzgut und der Düsenneigungswinkel bezüglich der Senkrechten zur Walzgutoberfläche sowie der Strahlöffnungswinkel des Strahlkegels möglichst klein gehalten werden. Andererseits ist zwischen in Breitenrichtung des Walzgutes benachbarten Düsenköpfen der Düsenkopfreihe jeweils ein Mindestabstand einzuhalten. Bei einer quer zur Bewegungsrichtung des Walzgutes angeordneten Düsenkopfreihe kann es darin dazu kommen, daß zwischen benachbarten Düsenköpfen Oberflächenstreifen verbleiben, die nicht oder nicht ausreichend entzundert sind.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, hier eine Abhilfe zu schaffen und eine Vorrichtung zum Entzundern der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die ein gleichmäßiges Entzundern von Walzgut über dessen ganze Breite ermöglicht.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruchs 1.
  • Bei der Erfindung ist die Düsenanordnung und -neigung der Düsen eines jeden Düsenkopfes abhängig vom Abstand der Düsenköpfe von der Walzgutoberfläche und vom Abstand benachbarter Düsenköpfe so getroffen; daß jeder Düsenkopf ein Spritzbild auf der Walzgutoberfläche erzeugt, welches das Spritzbild des oder der in der Düsenkopfreihe benachbarten Düsenköpfe zumindest tangiert, besser noch überlappt. Dadurch wird gewährleistet, daß auf der Walzgutoberfläche beim Bestrahlen keine Oberflächenstreifen mehr entstehen, in denen keine oder nur eine unzureichende Entzunderung stattgefunden hat.
  • Bei einer bevorzugten Vorrichtung nach der Erfindung sind die Düsen jedes Düsenkopfes radial nach außen geneigt.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführung sind die Düsen auch noch in Umfangsrichtung und im Drehsinn, d.h. bezüglich der Drehbewegung des Düsenkopfes voreilend geneigt.
  • Werden die Düsenköpfe einer Düsenkopfreihe gleichsinnig angetrieben, so hat dies zur Folge, daß die Düsenstrahlen im Bereich des Spaltes zwischen zwei Düsenköpfen spiegelbildlich einander entgegengerichtet aneinander vorbeidrehen. Hierdurch kann es zu unerwünschter gegenseitiger Strahlbeeinflussung mit dem Ergebnis von Turbulenzen kommen, die einer gleichmäßigen Entzunderung abträglich sind. Es ist deshalb eine weitere Aufgabe der Erfindung, dem abzuhelfen. Zu diesem Zweck ist bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art vorgesehen, daß in der Düsenkopfreihe benachbarte Düsenköpfe gegensinnig drehend antreibbar sind. Dieser Gedanke ist sowohl in Verbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 als auch nur in Verbindung mit den Merkmalen von dessen Oberbegriff von Bedeutung.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüche angegeben, z.B. bevorzugte Winkelbereiche für die radiale Neigung der Düsen und für die Neigung der Düsen in Umfangsrichtung und bevorzugte Anzahlen von gleichmäßig um den Umfang jedes Düsenkopfes verteilt angeordneten Düsen.
  • Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert; Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik in einer perspektivischen schematischen Darstellung;
    Fig. 2
    einen Düsenkopf der bekannten Vorrichtung mit dem von dessen Düsen erzeugten Spritzbild;
    Fig. 3
    eine Düse gemäß dem Stand der Technik mit dem davon erzeugten Spritzbild;
    Fig. 4
    eine schematische Ansicht zweier in einer Düsenkopfreihe über dem Walzgut nebeneinander angeordneten Düsenköpfe gemäß der Erfindung, und
    Fig. 5
    eine Ansicht der beiden Düsenköpfe in Richtung des Pfeiles V in Fig. 4.
  • Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zum Entzundern von Walzgut 17 weist zwei quer zur Bewegungsrichtung F des Walzgutes 17 und beidseitig davon angeordnete Reihen 18 mit je fünf ortsfesten Düsenköpfen 20 auf, von denen einer in Fig. 2 im einzelnen dargestellt ist. Jeder Düsenkopf 20 hat am Umfang vier über den Umfang verteilt angeordnete Flachstrahldüsen 21, die an einem drehantreibbaren Ring 22 des Düsenkopfes 20 angebracht sind und über Leitungen 9 mit Druckwasser eines Druckes von 300 bis 1000 bar versorgt werden.
  • Der Ring 22 wird mit einer Drehzahl im Bereich von 200 bis 1000 U/min angetrieben.
  • Die Düsenköpfe 20 sind mit einem Abstand a der Düsen 21 von der Walzgutoberfläche des in Richtung des Pfeiles F unter der ortsfesten Düsenkopfreihe bewegten Walzgutes angeordnet. Dieser Abstand ist so gewählt, daß die Länge t der großen Hauptachse und die Länge s der kleinen Hauptachse des ellipsenförmigen Strahlbildes jeder Düse 21 gemäß Fig. 3 gewünschten Werten entspricht. Der Öffnungswinkel des Flachstrahles liegt zwischen 0° und 15°.
  • Die flachgedrückte Ellipse 10 des Spritzbildes gemäß Fig. 2 rotiert aufgrund der Rotation der Düsen 21 um die vertikale Drehachse A des Düsenkopfes 20, wobei das Walzgut 17 unter den Düsenköpfen 20 in Richtung des Pfeiles F weiterbewegt wird. Bei einer Drehzahl von 1000 U/min und einer Bewegungsgeschwindigkeit v des Walzgutes bezüglich der feststehenden Düsenköpfe 20 von 0,8 m/s rückt das Walzgut je Umdrehung des Düsenkopfes 20 um den Betrag d vor. Die Strecke d entspricht einem Viertel bis einem Fünftel des Düsenkopfradius. Auf diese Weise wird insgesamt ein spiraliges Spritzbild gemäß Fig. 2 erzeugt.
  • Wenn die Strahlkegel 28 benachbarter Düsenköpfe 20 in Bereichen zwischen den Düsenköpfen einander nicht tangieren oder nicht ausreichend überlappen, kann es dazu kommen, daß Oberflächenstreifen 29 auf der Walzgutoberfläche bleiben, die nicht oder nicht ausrei-chend entzundert sind. Dies steht der erwünschten Verwirklichung einer gleichmäßigen Oberflächenqualität des Walzgutes über dessen gesamte Breite im Wege.
  • In den Fig. 4 und 5 sind zwei benachbarte Düsenköpfe einer Düsenkopfreihe gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. In jedem Düsenkopf sind insgesamt acht Düsen 1 bis 8 gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet, wobei die Düsenmündungen an der Unterseite jedes Düsenkopfes 20 radial so weit außen .wie möglich, d.h..so nah wie konstruktiv möglich am äußersten Umfang 25 jedes Düsenkopfes angeordnet sind. Die acht Düsen 1 bis 8 sind längs Düsenachsen 1a bis 8a ausgerichtet.
  • Diese Düsenachsen 1a bis 8a sind gemäß Fig. 4 radial nach außen um den Winkel αund au-ßerdem in Umfangsrichtung im Drehsinn, d.h. in Drehrichtung f oder f der Düsenköpfe voreilend, um den Winkel β geneigt. Daraus ergibt sich eine Gesamtneigung jeder Düse sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung um die Winkel α und β. Der Winkel α liegt im Bereich zwischen 0° und 20°, vorzugsweise im Bereich von α = 12° ± 2°.
  • Der Winkel β liegt im Bereich zwischen 0° und 30°,vorzugsweise im Bereich zwischen β = 15° ± 2°.
  • Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß bei einem Abstand a zwischen der Unterseite 26 der Düsenköpfe 20 und der zu entzundernden Oberfläche 27 des Walzgutes die äußeren Mäntel der in Fig. 4 gestrichelt angedeuteten Strahlkegel am Punkt P der Düsen 7,7 im Spalt b zwischen den zwei benachbarten Düsenköpfen, d.h. in ihrer kleinsten Entfernung voneinander, gerade einander tangieren, so daß die gesamte Breite der Walzgutoberfläche durch die Düsenstrahlen abgedeckt wird und keine Streifen 29 (Fig. 1) mit nicht oder nur unzureichend entzunderter Oberfläche verbleiben
  • Durch Verringern des Abstandes a und/oder Vergrößern des radialen Neigungswinkels α und/oder Vergrößern des Strahlöffnungswinkels ε ließe sich ohne weiteres eine gewünschte Überlappung der Düsenstrahlen der Düsen 7 der benachbarten Düsenköpfe erreichen, um die beschriebene Streifenbildung mit Sicherheit auszuschließen.
  • Benachbarte Düsenköpfe 20 rotieren bei der gezeigten Ausführung in entgegengesetzter Richtung. Dies bedeutet, daß im Spalt b zwischen zwei benachbarten Düsenköpfen 20 deren Düsen jeweils spiegelbildlich in die gleiche Richtung strahlen, z.B. die Düsen 7,7 gemäß Fig. 5 spiegelbildlich zueinander schräg nach oben. Dies ist hinsichtlich der Erzielung einer gleichförmigen Oberflächenqualität von Vorteil. Außerdem werden durch den paarweisen gegensinnigen Antrieb der Düsenköpfe die Drehmomente benachbarter Düsenköpfe ausgeglichen.
  • Die Anzahl der Düsenkopfreihen kann gradzahlig oder ungradzahlig sein. Je nach der Breite des zu entzundernden Walzgutes ist diese Anzahl größer oder kleiner. Sind auf einer Walzwerkanlage unterschiedliche Walzgutbreiten zu entzundern, so ist von Vorteil, wenn die Düsenköpfe 20 paar- oder gruppenweise abschaltbar bzw. zuschaltbar sind.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Entzundern von warmem, relativ zu der Vorrichtung bewegtem Walzgut durch Bestrahlen mittels Hochdruckwasser, mit mindestens einer die Walzgutbreite überstreichenden Düsenkopfreihe mit mehreren Düsenköpfen (20), wobei jeder Düsenkopf um eine zur Walzgutoberfläche (27) im wesentlichen senkrechte Drehachse (A) motorisch drehangetrieben ist und mindestens zwei außermittig bezüglich der Drehachse (A) angeordnete Düsen (1 bis 8) aufweist, wobei die Düsen (1 bis 8) jedes Düsenkopfs (20) so nahe wie konstruktiv möglich am Umfang (25) des Düsenkopfes angeordnet sind, derart, daß er ein Spritzbild auf der Walzgutoberfläche (27) erzeugt, welches das Spritzbild des in der Düsenkopfreihe benachbarten Düsenkopfes (20) tangiert oder überlappt, und wobei die Düsen (1 bis 8) im Düsenkopf (20) radial nach außen unter einem radialen Neigungswinkel (α) im Bereich von 0° < α ≤ 20° und in Umfangsrichtung (f, f) der Drehung des Düsenkopfes (20) geneigt angeordnet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Neigungswinkel im Bereich von α ≈12° ± 2° liegt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (β) der Düsen in Umfangsrichtung in einem Winkelbereich 0° < β ≤30° liegt, insbesondere im Winkelbereich von β ≈15° ± 2° angesiedelt ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Düsenkopfreihe benachbarte Düsenköpfe (20, 20) gegensinnig drehend angetrieben sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlöffnungswinkel (ε) des aus den Düsen (1 bis 8) austretenden Strahles nicht mehr als 15°, insbesondere nicht mehr als 10°, beträgt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens sechs Düsen gleichmäßig um den Umfang jedes Düsenkopfes verteilt angeordnet sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß acht Düsen (1 bis 8) gleichmäßig um den Umfang jedes Düsenkopfes (20) verteilt angeordnet sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Anpassung an unterschiedlich Walzgutbreiten Paare oder Gruppen von Düsenköpfen der Düsenkopfreihe ab- oder zuschaltbar sind.
EP04715276A 2004-02-27 2004-02-27 Hydraulische vorrichtung zum entzundern von warmem walzgut Expired - Lifetime EP1718424B1 (de)

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