EP3429771A1 - Device and method for descaling a workpiece - Google Patents

Device and method for descaling a workpiece

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EP3429771A1
EP3429771A1 EP17711626.6A EP17711626A EP3429771A1 EP 3429771 A1 EP3429771 A1 EP 3429771A1 EP 17711626 A EP17711626 A EP 17711626A EP 3429771 A1 EP3429771 A1 EP 3429771A1
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EP
European Patent Office
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workpiece
jet nozzle
control device
jet
liquid
Prior art date
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EP17711626.6A
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Angela ANTE
Jan Schröder
Wolfgang Fuchs
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SMS Group GmbH
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SMS Group GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention has for its object to optimize the descaling of workpieces in terms of surface quality, while also reducing the need for energy and high-pressure liquid to a required minimum.
  • This object is achieved by a device for descaling a workpiece having the features specified in claim 1, and by a method according to claim 10.
  • Advantageous developments of the invention are defined in the dependent claims.
  • the invention is based on the essential finding that a surface inspection device is arranged close to the location of the jet nozzle arrangement.
  • the feature "near-field" in the sense of the present invention means that the surface inspection means is positioned downstream of the jet nozzle assembly and immediately adjacent thereto with respect to the direction of movement of the workpiece past the jet nozzle assembly at a feed rate , This makes it possible to monitor the result of exposure to the surfaces of the workpiece with a liquid under high pressure and the resulting Entzu matterss- quality and possibly influence, in particular before the workpiece further production steps such. B. undergoes further rolling operations.
  • a device 10 according to the invention has a jet nozzle arrangement with a plurality of jet nozzles, from which a liquid, in particular water, is sprayed onto a surface of a workpiece under high pressure.
  • the jet nozzle arrangement can be formed from a rotor head rotatable about an axis of rotation (FIG. 1) or from a spray bar (FIG. 2), as explained in detail below.
  • jet nozzles 16 are provided from which a liquid 18 (symbolized in simplified dashed lines in FIG. 1) is sprayed under high pressure onto a surface 20 of the workpiece 12 in order to descalate the workpiece 12 suitably.
  • FIG. 1 a liquid 18 (symbolized in simplified dashed lines in FIG. 1) is sprayed under high pressure onto a surface 20 of the workpiece 12 in order to descalate the workpiece 12 suitably.
  • control device 22 the high-pressure pump unit 24 and the surface inspection device 26 the same contexts apply to the embodiment of FIG. 2 as for the embodiment of FIG. 1, these technical components not being shown in FIG. 2 for the sake of simplicity.
  • the descaling quality is continuously monitored by the surface inspection device 26. This can be close to the location and immediately adjacent to a jet nozzle arrangement, for. Example, in the form of a rotor module pair or a spray bar pair 38, be determined whether the desired surface quality for the workpiece 12 reaches a predetermined target value. If this is not the case, then by a suitable control of the high-pressure pump unit 24 and the / provided for this frequency regulator / s 25 by means of the control device 22, the pressure with which the liquid 18 is supplied to the jet nozzles 16, wherein, if necessary, also a further pump of the high-pressure pump unit 24 is switched on.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Spray Control Apparatus (AREA)
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  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

The invention relates to a device (10) and a method for descaling a workpiece (12) that is in motion relative to a jet nozzle arrangement (14) in a movement direction (X), in which a liquid (18), particularly water, is sprayed out of the jet nozzles (16) at high pressure onto a surface (20) of the workpiece (12), in order to descale said workpiece (12). A control device (22) is provided which is connected to the jet nozzle arrangement (14.1; 14.2) and to a surface inspection unit (26) such that signals can be exchanged with each. The specific energy input with which a surface (22) of the workpiece (12) receives the liquid (18) emitted from the jet nozzles (16) can be adapted by the control device (22) depending on the signals of the surface inspection unit (26).

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Entzundern eines Werkstücks  Device and method for descaling a workpiece
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entzundern eines Werkstücks nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 10. The invention relates to a device for descaling a workpiece according to the preamble of claim 1 and a corresponding method according to the preamble of claim 10.
Zum Entzundern von Werkstücken, insbesondere von Warmwalzgut, ist es nach dem Stand der Technik bekannt, auf die Oberflächen des Werkstücks Hochdruck- Wasser zu spritzen. Für ein lückenloses und somit vollständiges Entzundern der Oberflächen des Werkstücks wird das Hochdruck-Wasser in der Regel aus einer Mehrzahl von Düsen eines Zunderwäschers ausgespritzt. In diesem Zusammenhang wird als Zunderwäscher bei einer Warmwalzanlage eine Baugruppe bezeichnet, die zur Entfernung von Zunder, d. h. von Verunreinigungen aus Eisenoxid, von der Oberfläche des Warmwalzgutes vorgesehen ist. For descaling of workpieces, in particular hot rolling, it is known in the prior art to spray on the surfaces of the workpiece high pressure water. For a complete and thus complete descaling of the surfaces of the workpiece, the high-pressure water is usually ejected from a plurality of nozzles of a scale washer. In this context, as a scale scrubber in a hot rolling mill, an assembly referred to for the removal of scale, d. H. is provided by impurities of iron oxide, from the surface of the hot rolling stock.
Auf dem Gebiet der Warmwalzproduktion findet bislang eine Überwachung bzw. Inspektion der Oberflächen eines in einer Bewegungsrichtung transportierten Warmwalzgutes nur am Ende des Walzvorgangs statt. Hierbei wird ein Zunderwäscher, der vor bzw. bezogen auf der Bewegungsrichtung stromaufwärts von einem Endgerüst angeordnet ist, in der Regel mit maximalem Druck und Volumenstrom für das Hochdruck-Wasser betrieben. Dies erfolgt zu dem Zweck, an den Oberflächen des Warmwalzgutes eine möglichst intensive Entzunderung zu erzielen. Nachteilig bei einer solchen Betriebsweise eines Zunderwäschers ist der große Bedarf an Energie zur Erzeugung von Hochdruck-Wasser. In the field of hot rolling production, monitoring or inspection of the surfaces of a hot rolling stock transported in one direction of movement has hitherto only taken place at the end of the rolling process. In this case, a scale scrubber, which is arranged upstream of or in relation to the direction of movement upstream of a final scaffold, is generally operated at maximum pressure and volume flow for the high-pressure water. This is done for the purpose of achieving the highest possible descaling on the surfaces of the hot rolling stock. A disadvantage of such operation of a scale washer is the great need for energy for the production of high-pressure water.
Aus JP-10 282029 A ist ein Verfahren zum Messen der Dicke einer Stahlplatte und zum Bestimmen der Beschaffenheit von deren Oberfläche bekannt. Hierbei kommt ein Röntgen-Detektor zum Einsatz. Aus KR 144 3097 B1 ist eine Vorrichtung zum Detektieren von Zunder auf einem Warmwalzgut bekannt. Bei dieser Vorrichtung kommt eine Zunderdetektion- Einrichtung zum Einsatz, die auf dem Prinzip der Temperaturmessung beruht und zu diesem Zweck ein Pyrometer umfasst. From JP-10 282 029 A a method for measuring the thickness of a steel plate and determining the nature of its surface is known. Here, an X-ray detector is used. From KR 144 3097 B1 an apparatus for detecting scale on a hot rolling stock is known. In this device, a scale detection device is used, which is based on the principle of temperature measurement and for this purpose comprises a pyrometer.
Aus WO 2014/191 168 A1 sind eine gattungsgemäße Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 , und ein gattungsgemäßes Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 10 bekannt. Bei den bislang bekannten Anlagen bzw. Verfahren zum Entzundern von Warmwalzgut ist erst am Ende der Walzstraße eine Oberflächeninspektion installiert. Eine solche Oberflächeninspektion ist räumlich weit von einem Zunderwäscher entfernt und insbesondere prozesstechnisch nicht mit dem Zunderwäscher verbunden. Falls mittels der Oberflächeninspektion festgestellt werden sollte, dass das Warmwalzgut Oberflächenfehler aufweist, sind bereits mehrere Produktionsschritte, insbesondere Walzvorgänge, durchlaufen worden. Dies hat zur Folge, dass eine saubere Zuordnung von möglichen Zunderfehlern zu den erkannten Oberflächenfehlern nicht oder nur eingeschränkt möglich ist. Anders ausgedrückt, gestaltet sich bei den bislang bekannten Anlagen zum Entzundern von Warmwalzgut eine sichere Identifikation von Oberflächenfehlern als Zunderreste mindestens schwierig, bis gar unmöglich. Jedenfalls unterliegen die bislang bekannten Ansätze zum Entzundern von Werkstücken dem Nachteil, dass eine Einordnung in Primär- und Sekundärzunderfehler sowie die Unterscheidung zwischen eingewalztem Restzunder in Folge einer zuvor unzureichenden Entzunderung und im Laufe des Walzprozesses herabgefallener Zunderbrocken nicht realisierbar ist. From WO 2014/191 168 A1 a generic device according to the preamble of claim 1, and a generic method according to the preamble of claim 10 are known. In the hitherto known installations or processes for descaling hot rolled material, a surface inspection is only installed at the end of the rolling train. Such a surface inspection is spatially far removed from a scale scrubber and in particular process technology not connected to the scale scrubber. If, by means of the surface inspection, it should be ascertained that the hot rolling stock has surface defects, several production steps, in particular rolling operations, have already been carried out. This has the consequence that a clean assignment of possible scale errors to the detected surface defects is not or only partially possible. In other words, in the hitherto known systems for descaling hot rolled material, reliable identification of surface defects as scale residues is at least difficult, if not impossible. In any case, the hitherto known approaches for descaling workpieces are subject to the disadvantage that classification into primary and secondary scale defects and the distinction between rolled-in residual scale as a result of previously insufficient descaling and scaling down dropped during the rolling process is not feasible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dass Entzundern von Werkstücken hinsichtlich der Oberflächenqualität zu optimieren und dabei auch den Bedarf an Energie und Hochdruck-Flüssigkeit auf ein erforderliches Minimum zu senken. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Entzundern eines Werkstücks mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen, und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. The invention has for its object to optimize the descaling of workpieces in terms of surface quality, while also reducing the need for energy and high-pressure liquid to a required minimum. This object is achieved by a device for descaling a workpiece having the features specified in claim 1, and by a method according to claim 10. Advantageous developments of the invention are defined in the dependent claims.
Die Erfindung sieht eine Vorrichtung zum Entzundern eines Werkstücks vor, vorzugsweise ein Warmwalzgut, das relativ zur Vorrichtung in einer Bewegungsrichtung bewegt wird. Zu diesem Zweck umfasst die Vorrichtung zumindest eine erste Strahldüsen-Anordnung mit einer Mehrzahl von Strahldüsen, aus denen eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, auf eine Oberfläche des Werkstücks unter Hochdruck ausgebracht werden kann. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine Steuereinrichtung und eine mit der Steuereinrichtung signaltechnisch verbundene Oberflächeninspektionseinrichtung. Diese Oberflächeninspektionseinrichtung ist in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Werkstücks stromabwärts von der Strahldüsen-Anordnung und ortsnah hiervon angeordnet, und ermöglicht eine Detektion von Zunder auf der Oberfläche des Werkstücks. Die Steuereinrichtung ist programmtechnisch derart eingerichtet, dass der spezifische Energieeintrag, mit dem eine Oberfläche des Werkstücks durch die aus den Strahldüsen ausgebrachte Flüssigkeit beaufschlagt wird, mittels der Steuereinrichtung in Abhängigkeit der Signale der Oberflächeninspektionseinrichtung steuerbar, vorzugsweise regelbar ist. The invention provides a device for descaling a workpiece, preferably a hot-rolled material, which is moved relative to the device in a direction of movement. For this purpose, the device comprises at least a first jet nozzle arrangement with a plurality of jet nozzles, from which a liquid, in particular water, can be applied to a surface of the workpiece under high pressure. Furthermore, the device comprises a control device and a surface inspection device that is signal-technically connected to the control device. This surface inspection device is disposed downstream of and close to the jet nozzle assembly with respect to the direction of movement of the workpiece, and enables detection of scale on the surface of the workpiece. The control device is programmed in such a way that the specific energy input, with which a surface of the workpiece is acted upon by the liquid ejected from the jet nozzles, can be controlled, preferably controlled, by means of the control device as a function of the signals of the surface inspection device.
In gleicher Weise sieht die Erfindung ein Verfahren zum Entzundern eines Werkstücks, vorzugsweise eines Warmwalzgutes, vor, welches relativ zu einer Strahldüsen-Anordnung mit einer Mehrzahl von Strahldüsen in einer Bewegungsrichtung bewegt wird. Zum Entzundern des Werkstücks wird eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, aus den Strahldüsen unter Hochdruck auf eine Oberfläche des Werkstücks gespritzt. Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die mit der Strahldüsen-Anordnung und mit einer Oberflächeninspektions-Einrichtung jeweils signaltechnisch verbunden ist. Mittels der Oberflächeninspektionseinrichtung wird eine Oberfläche des Werkstücks unmittelbar angrenzend an die Strahldüsen-Anordnung und - in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Werkstücks - stromabwärts und ortsnah von der Strahldüsen-Anordnung überprüft. Der spezifische Energieeintrag, mit dem eine Oberfläche des Werkstücks durch die aus den Strahldüsen ausgebrachte Flüssigkeit beaufschlagt wird, wird mittels der Steuereinrichtung in Abhängigkeit der Signale der Oberflächeninspektionseinrichtung gesteuert, vorzugsweise geregelt. Likewise, the invention provides a method for descaling a workpiece, preferably a hot rolling stock, which is moved relative to a jet nozzle assembly having a plurality of jet nozzles in a direction of movement. For descaling the workpiece, a liquid, in particular water, is sprayed from the jet nozzles under high pressure onto a surface of the workpiece. For carrying out the method, a control device is provided, which is in each case signal-connected with the jet nozzle arrangement and with a surface inspection device. By means of the surface inspection device becomes a surface of the workpiece immediately adjacent to the jet nozzle assembly and - in relation to the direction of movement of the workpiece - checked downstream and close to the location of the jet nozzle arrangement. The specific energy input, with which a surface of the workpiece is acted upon by the liquid discharged from the jet nozzles, is controlled, preferably regulated, by means of the control device as a function of the signals of the surface inspection device.
Der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass eine Oberflächen- inspektionseinrichtung ortsnah zur Strahldüsen-Anordnung angeordnet ist. Diesbezüglich bedeutet das Merkmal "ortsnah" im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass die Oberflächeninspektionseinrichtung - in Bezug auf die Bewegungsrichtung, mit der das Werkstück an der Strahldüsen-Anordnung mit einer Vorschubgeschwindigkeit vorbeibewegt wird - stromabwärts von der Strahldüsen- Anordnung und unmittelbar angrenzend hierzu positioniert ist. Hierdurch ist es möglich, das Ergebnis der Beaufschlagung der Oberflächen des Werkstücks mit einer Flüssigkeit unter Hochdruck und die daraus resultierende Entzunderungs- qualität zu überwachen und ggf. zu beeinflussen, insbesondere bevor das Werkstück weitere Produktionsschritte wie z. B. weitere Walzvorgänge durchläuft. Auf Grundlage der Signale der Oberflächeninspektions-Einrichtung wird somit eine Führungsgröße gewonnen, mit der anschließend eine bedarfsangepasste Steuerung des spezifischen Energieeintrags möglich ist, mit dem eine Entzunderung des Werkstücks erzielt wird. Der spezifische Energieeintrag bestimmt sich nach der vorliegenden Erfindung aus dem Aufpralldruck [engl.: Impact], mit dem die Flüssigkeit auf eine Oberfläche des Werkstücks auftrifft, sowie dem spezifischen Volumenstrom pro Breite des Werkstücks, d.h. dem Volumenstrom der auf das Werkstück gespritzten Flüssigkeit dividiert durch die Spritzbreite bezogen auf die Bewegungsrichtung des Werk- Stücks. Der Aufpralldruck ist abhängig von dem Druck, mit dem die Flüssigkeit den Strahldüsen zugeführt wird, dem ausgespritzten Volumenstrom, und dem Abstand der Strahldüsen von der Oberfläche des Werkstücks. Des Weiteren ist der spezifische Energieeintrag abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit, mit der das Werkstück in der Bewegungsrichtung bewegt wird. Eine Veränderung des spezifischen Energieeintrags, in Abhängigkeit der Signale der Oberflächen- inspektionseinrichtung kann durch eine Anpassung der vorstehend genannten Parameter erfolgen, nämlich mittels der Steuereinrichtung, wie nachfolgend noch im Detail erläutert. The invention is based on the essential finding that a surface inspection device is arranged close to the location of the jet nozzle arrangement. In this regard, the feature "near-field" in the sense of the present invention means that the surface inspection means is positioned downstream of the jet nozzle assembly and immediately adjacent thereto with respect to the direction of movement of the workpiece past the jet nozzle assembly at a feed rate , This makes it possible to monitor the result of exposure to the surfaces of the workpiece with a liquid under high pressure and the resulting Entzunderungs- quality and possibly influence, in particular before the workpiece further production steps such. B. undergoes further rolling operations. On the basis of the signals of the surface inspection device, a reference variable is thus obtained, with which subsequently a demand-adapted control of the specific energy input is possible with which descaling of the workpiece is achieved. The specific energy input is determined according to the present invention from the impact pressure, with which the liquid impinges on a surface of the workpiece, and the specific volume flow per width of the workpiece, ie the volume flow of the liquid sprayed onto the workpiece divided by the spray width in relation to the movement direction of the workpiece. The impact pressure depends on the pressure with which the liquid is supplied to the jet nozzles, the sprayed volume flow, and the distance the jet nozzles from the surface of the workpiece. Furthermore, the specific energy input is dependent on the feed rate at which the workpiece is moved in the direction of movement. A change in the specific energy input, as a function of the signals of the surface inspection device, can take place by adapting the abovementioned parameters, namely by means of the control device, as explained in detail below.
In zweckmäßiger Weise ist die Steuerungseinrichtung programmtechnisch derart eingerichtet, dass auf Grundlage der Signale der Oberflächeninspektions- Einrichtung auch eine Regelung des spezifischen Energieeintrags möglich ist. Zu diesem Zweck kann mittels der Steuereinrichtung, nämlich auf Grundlage der Signale der Oberflächeninspektionseinrichtung, eine Oberflächenqualität für das Werkstück bestimmt und dann mit einem vorbestimmten Sollwert verglichen werden. Falls im Anschluss daran mittels der Steuereinrichtung festgestellt wird, dass die Oberflächenqualität des Werkstücks den vorbestimmten Sollwert unterschreitet, wird sodann der spezifische Energieeintrag erhöht. Im Umkehr- schluss bedeutet dies, dass, falls die Oberflächenqualität des Werkstücks den vorbestimmten Sollwert überschreitet, dann der spezifische Energieeintrag entsprechend vermindert wird. Eine solche Einstellung bzw. Anpassung des spezifischen Energieeintrags, auf Basis der Signale der Oberflächeninspektionseinrichtung, erfolgt nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geregelt, d. h. durch Vorsehen eines entsprechenden Regelkreises in der Steuereinrichtung. Conveniently, the control device is program-technically set up in such a way that on the basis of the signals of the surface inspection device also a regulation of the specific energy input is possible. For this purpose, by means of the control device, namely based on the signals of the surface inspection device, a surface quality for the workpiece can be determined and then compared with a predetermined desired value. If it is subsequently determined by means of the control device that the surface quality of the workpiece falls below the predetermined nominal value, then the specific energy input is increased. Conversely, this means that if the surface quality of the workpiece exceeds the predetermined setpoint, then the specific energy input is reduced accordingly. Such adjustment or adaptation of the specific energy input, based on the signals of the surface inspection device, is controlled according to a preferred embodiment of the invention, d. H. by providing a corresponding control loop in the control device.
Als Stellglieder zur Steuerung und/oder Regelung des spezifischen Energieeintrags stehen der Systemdruck der Entzunderung, die Höhenverstellung der Strahldüsen, d.h. die Veränderung des Abstands der Strahldüsen zur Oberfläche des Werkstücks, die Zu-/Abschaltung einer zusätzlichen Strahldüsen-Anordnung, und die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks zur Verfügung. Zur soeben genannten Verminderung des spezifischen Energieeintrags, nämlich für den Fall, dass die mittels der Oberflächeninspektionseinrichtung festgestellte Oberflächenqualität des Werkstücks einen vorbestimmten Sollwert überschreitet, wird vorteilhaft eine geringere Menge an Hochdruck-Flüssigkeit benötigt, und dadurch auch eine verminderte Abkühlung des Werkstücks erzielt. Eine solche verminderte Abkühlung kann zur Senkung einer Ofentemperatur oder zur Senkung des Energiebedarfs für einen nachfolgenden Walzprozess, d. h. stromabwärts von der Strahldüsen-Anordnung, genutzt werden. Des Weiteren wird durch eine verminderte Abkühlung des Werkstücks die Endtemperatur des Produkts erhöht, wodurch das Produktspektrum auf geringere Enddücken ausgeweitet werden kann. As actuators for controlling and / or regulating the specific energy input are the system pressure descaling, the height adjustment of the jet nozzles, ie the change in the distance of the jet nozzles to the surface of the workpiece, the connection / disconnection of an additional jet nozzle assembly, and the feed rate of the workpiece to disposal. For just mentioned reduction of the specific energy input, namely for the case that the surface quality of the workpiece determined by the surface inspection device exceeds a predetermined setpoint, a smaller amount of high-pressure liquid is advantageously required, and thereby a reduced cooling of the workpiece is achieved. Such reduced cooling may be used to lower a furnace temperature or lower the energy requirement for a subsequent rolling process, ie, downstream of the jet nozzle assembly. In addition, reducing the temperature of the workpiece increases the final temperature of the product, allowing the product range to be extended to smaller end-uses.
Wie erläutert, führt eine mögliche Senkung des spezifischen Energieeintrags bzw. des Entzunderungsdrucks, jedenfalls bis auf einen Druckwert, der gerade noch hinreichend ist, um den vorbestimmten Sollwert für die Oberflächenqualität des Werkstücks zu erreichen, zu dem Vorteil eines geringeren Energiebedarfs zur Erzeugung der Hochdruck-Flüssigkeit für die Entzunderung. Im Zuge dessen wird vorteilhaft auch der Verschleiß von Anlagenkomponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. der gesamten Entzunderungsanlage gesenkt. Dies betrifft sowohl die Strahldüsen selbst, als auch in hohem Maße die damit verbundenen Pumpen sowie Rohrleitungen und alle medienberührten Teile. Hinzu kommt noch der Vorteil von verlängerten Wartungsintervallen und somit von geringeren Wartungskosten, bedingt durch eine verminderte Abrasionswirkung der Hochdruck-Flüssigkeit auf alle umgebenden Materialien durch den verminderten Druck. As explained, a possible reduction of the specific energy input or the descaling pressure, at least to a pressure value which is just enough to reach the predetermined set value for the surface quality of the workpiece, leads to the advantage of a lower energy requirement for generating the high pressure Liquid for descaling. In the course of this, the wear of system components of the device according to the invention or of the entire descaling system is also advantageously reduced. This applies to both the jet nozzles themselves, as well as to a large extent the associated pumps and piping and all wetted parts. In addition, there is the advantage of extended maintenance intervals and thus of lower maintenance costs, due to a reduced abrasion effect of the high-pressure fluid on all surrounding materials due to the reduced pressure.
Durch eine Regelung des spezifischen Energieeintrags ist es möglich, auf detektierte Oberflächenfehler des Werkstücks, d. h. auf verbleibenden Restzunder auf dem Werkstück, unmittelbar zu reagieren, nämlich durch eine geeignete Erhöhung des spezifischen Energieeintrags durch die zuvor genannten Stellglieder . Hierdurch kann wirkungsvoll vermieden werden, dass Restzunder bei weiteren Produktionsschritten wie insbesondere Walzvorgängen, die sich für das Werkstück stromabwärts der Strahldüsen-Anordnung anschließen, in die Oberfläche des Werkstücks eingewalzt wird. Zusätzlich zur Einhaltung einer gewünschten Qualitätsgüte für das Werkstück lässt sich hierdurch vermeiden, dass Teile der Produktion - falls nämlich z. B. Restzunder nicht erkannt bzw. beseitigt werden würde - verschrottet werden muss. By regulating the specific energy input, it is possible to react directly to detected surface defects of the workpiece, ie to remaining residual scales on the workpiece, namely by a suitable increase of the specific energy input by the aforementioned actuators. This can be effectively avoided that residual scale at further production steps, such as in particular rolling operations that follow for the workpiece downstream of the jet nozzle assembly, is rolled into the surface of the workpiece. In addition to maintaining a desired quality grade for the workpiece can be avoided thereby that parts of the production - if namely z. B. residual scale would not be detected or eliminated - must be scrapped.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine mit der Steuereinrichtung signaltechnisch verbundene Hochdruckpumpeneinheit, die mit den Strahldüsen der Strahldüsen-Anordnung in Fluidverbindung steht. Diese Hochdruckpumpeneinheit kann mittels der Steuereinrichtung gesteuert, vorzugsweise geregelt, werden, um den Druck, mit dem die Flüssigkeit den Strahldüsen zugeführt wird, zu verändern. In Folge dieses veränderten Drucks für die Flüssigkeit ändert sich entsprechend auch der Entzunderungs- bzw. Aufpralldruck, mit dem die Flüssigkeit auf einer Oberfläche des Werkstücks aufprallt, um dieses wie gewünscht zu entzundern. Im Hinblick auf die vorstehend erläuterte Abhängigkeit ändert sich hierdurch auch der spezifische Energieeintrag, mit dem die Flüssigkeit auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebracht wird. Die Hochdruckpumpeneinheit kann über eine Mehrzahl von einzelnen Pumpen verfügen. Bei einer Ansteuerung der Hochdruckpumpeneinheit mittels der Steuereinrichtung kann vorgesehen sein, dass im Falle einer Druckerhöhung eine weitere Pumpe hinzugeschaltet wird, oder dass im Falle einer gewünschten Druckverminderung eine der eingesetzten Pumpen abgeschaltet wird. In an advantageous embodiment of the invention, the device comprises a high-pressure pump unit signal-connected with the control device, which is in fluid communication with the jet nozzles of the jet nozzle arrangement. This high-pressure pump unit can be controlled by means of the control device, preferably regulated, in order to change the pressure with which the liquid is supplied to the jet nozzles. As a result of this change in pressure for the liquid, the descaling pressure with which the liquid impinges on a surface of the workpiece also changes correspondingly to desalt it as desired. In view of the dependency described above, this also changes the specific energy input with which the liquid is applied to the surface of the workpiece. The high pressure pump unit may have a plurality of individual pumps. When controlling the high-pressure pump unit by means of the control device can be provided that in case of pressure increase, a further pump is connected, or that in the case of a desired pressure reduction, one of the pumps used is switched off.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Hochdruckpumpeneinheit mit zumindest einem Frequenzregler, oder vorzugsweise mit mehreren Frequenzreglern, ausgestattet sein. Eine Pumpe oder die Pumpen der Hochdruckpumpeneinheit ist/sind über diesen Frequenzregler an ein elektrisches Versorgungsnetz angeschlossen, wobei der jeweilige Frequenzregler steuerungstechnisch mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Entsprechend ist es möglich, den Frequenzregler der Hochdruckpumpeneinheit mittels der Steuereinrichtung derart zu steuern oder zu regeln, dass dadurch der Druck, mit dem die Flüssigkeit den Strahldüsen einer Strahldüsen-Anordnung zugeführt wird, auch in geringem Maße bzw. mit kleinen Abstufungen, vorzugsweise auch stufenlos, eingestellt bzw. verändert werden kann. In an advantageous development of the invention, the high-pressure pump unit can be equipped with at least one frequency regulator, or preferably with a plurality of frequency regulators. A pump or the pumps of the high-pressure pump unit is / are connected via this frequency regulator to an electrical supply network, wherein the respective frequency regulator is control technology connected to the control device. Accordingly, it is possible to control or regulate the frequency regulator of the high-pressure pump unit by means of the control device in such a way that the pressure with which the fluid is supplied to the jet nozzles of a jet nozzle arrangement is also adjusted or changed to a slight extent or with small steps, preferably also steplessly can be.
Ergänzend oder alternativ kann nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass ein Abstand, den die Strahldüsen-Anordnung zur Oberfläche des Werkstücks aufweist, mittels der Steuereinrichtung gesteuert, vorzugsweise geregelt, verändert wird, nämlich in Abhängigkeit der Signale der Oberflächeninspektionseinrichtung. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Strahldüsen-Anordnung an einer höhenverstellbaren Halterung mit einem Stellantrieb angebracht ist, wobei der Stellantrieb mit der Steuereinrichtung signaltechnisch verbunden ist. Falls die von der Steuereinrichtung auf Grundlage der Signale der Oberflächeninspektionseinrichtung ermittelte Oberflächenqualität einen vorbestimmten Sollwert unterschreiten sollte, kann durch eine geeignete Ansteuerung des Stellantriebs mittels der Steuereinrichtung der Abstand der Strahldüsen-Anordnung zur Oberfläche des Werkstücks verringert werden, mit der Folge, dass dadurch der Aufpralldruck der Flüssigkeit bzw. der Entzunderungs- druck zunimmt. Diesbezüglich versteht sich, dass eine solche Veränderung des Abstands der Strahldüsen-Anordnung nur in dem Maße erfolgt, wie auch ein gewünschtes Spritzbild der Strahldüsen auf der Oberfläche des Werkstücks beibehalten bleibt. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann zur Anpassung des spezifischen Energieantrags nach Maßgabe der Steuereinrichtung die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks angepasst werden, sofern es der Gesamtprozess zulässt. Additionally or alternatively, according to an advantageous development of the invention, provision may be made for a distance which the jet nozzle arrangement has to the surface of the workpiece to be controlled, preferably regulated, by means of the control device, namely as a function of the signals of the surface inspection device. This can be done by the jet nozzle assembly is mounted on a height-adjustable bracket with an actuator, wherein the actuator is connected by signal technology with the control device. If the surface quality ascertained by the control device on the basis of the signals of the surface inspection device should fall below a predetermined desired value, the distance of the jet nozzle arrangement to the surface of the workpiece can be reduced by suitable control of the actuator by means of the control device, with the result that thereby the impact pressure the liquid or the descaling pressure increases. In this regard, it will be appreciated that such a change in the spacing of the jet nozzle assembly will only occur to the extent that a desired spray pattern of the jet nozzles is maintained on the surface of the workpiece. In an advantageous embodiment of the invention, the feed rate of the workpiece can be adjusted to adapt the specific energy application in accordance with the control device, if the overall process allows.
Durch Zunder- oder andere Partikel kommt es gelegentlich zum Verstopfen einzelner Strahldüsen. Nach dem bislang bekannten Stand der Technik kann dies erst zu einem viel späteren Zeitpunkt durch Zunderfehler bei der Endüberwachung festgestellt werden, verbunden mit dem Nachteil, dass bis dahin bereits einige Tonnen von Warmwalzgut bzw. Stahl fehlerbehaftet hergestellt worden sind. Demgegenüber kann eine solche Verstopfung einer Strahldüse durch eine direkte Überwachung des Entzunderungsergebnisses, nämlich auf Grundlage der Signale der Oberflächeninspektionseinrichtung, die ortsnah zur Strahldüsen-Anordnung angeordnet ist, unmittelbar nach der Entstehung dieses Fehlers erkannt und ein entsprechendes Wartungssignal an die Steuereinrichtung bzw. eine Leitstelle ausgegeben werden. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass es dank eines verlässlichen Signals für die Oberflächengüte bzw. Oberflächenqualität des Werkstücks, die unmittelbar stromabwärts der Strahldüsen-Anordnung detektiert wird, möglich ist, für die Vorrichtung lediglich ein einziges Paar einer Strahldüsen- Anordnung, d. h. oberhalb und unterhalb des Werkstücks, vorzusehen. Anders ausgedrückt, kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung auf ein solches Paar von Strahldüsen-Anordnungen beschränkt werden, wodurch erhebliche Investitionskosten für die ebenfalls reduzierte Hochdruckpumpeneinheit und zugehörige Verbindungsrohrleitungen eingespart werden können. Hieraus resultiert wiederum eine Platzeinsparung für die Hochdruckpumpeneinheit, eine Kürzung des Roll- ganges sowie eine Entlastung der Wasserwirtschaft, welche die Hochdruckpumpeneinheit mit Flüssigkeit versorgt. Due to scale or other particles occasionally clogging of individual jet nozzles. According to the hitherto known state of the art, this can only occur at a much later time due to scale errors in the final monitoring be noted, coupled with the disadvantage that by then already a few tons of hot rolling or steel have been made faulty. In contrast, such a blockage of a jet nozzle by direct monitoring of the Entzunderungsergebnisses, namely based on the signals of the surface inspection device, which is located close to the jet nozzle arrangement, recognized immediately after the emergence of this error and issued a corresponding maintenance signal to the controller or a control center become. Another advantage of the present invention is that, thanks to a reliable surface finish signal of the workpiece detected immediately downstream of the jet nozzle assembly, it is possible for the device to have only a single pair of jet nozzle assemblies, ie above and below the workpiece. In other words, a device according to the invention can be limited to such a pair of jet nozzle arrangements, whereby considerable investment costs for the also reduced high-pressure pump unit and associated connecting pipes can be saved. This in turn results in a space saving for the high-pressure pump unit, a reduction of the scroll and a relief of the water management, which supplies the high-pressure pump unit with liquid.
Nachstehend sind Ausführungsformen der Erfindung anhand der schematisch vereinfachten Zeichnung im Detail beschrieben. Es zeigen: Hereinafter, embodiments of the invention with reference to the schematically simplified drawing are described in detail. Show it:
Fig. 1 eine prinzipiell vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Fig. 1 is a simplified principle side view of an inventive
Vorrichtung,  Contraption,
Fig. 2 eine prinzipiell vereinfachte Seitenansicht einer Strahldüsen- Anordnung nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, 2 shows a simplified side view of a jet nozzle arrangement according to a further embodiment of the invention, in principle
Fig. 3 eine prinzipiell vereinfachte Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Fig. 3 is a simplified principle plan view of an inventive
Vorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform, Fig. 4 eine vereinfachte Seitenansicht eines Rotorkopf-Paars, das Teil einerDevice according to a further embodiment, Fig. 4 is a simplified side view of a rotor head pair, the part of a
Vorrichtung von Fig. 3 sein kann, und May be device of Fig. 3, and
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zur Ausführung der vorliegenden Erfindung. Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 verschiedene Ausführungsformen der Erfindung detailliert beschrieben. In den Figuren sind gleiche technische Merkmale jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass die Darstellungen in der Zeichnung prinzipiell vereinfacht und insbesondere ohne Maßstab gezeigt sind. In einigen Figuren sind kartesische Koordinatensysteme eingetragen, zwecks einer räumlichen Orientierung für eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Bezug auf ein zu entzunderndes und bewegtes Werkstück. Fig. 5 is a flowchart for carrying out the present invention. Hereinafter, various embodiments of the invention will be described in detail with reference to FIGS. In the figures, the same technical features are designated by the same reference numerals. It should also be noted that the illustrations in the drawing are simplified in principle and shown in particular without scale. In some figures Cartesian coordinate systems are registered for purposes of spatial orientation for a device according to the invention in relation to a workpiece to be descaled and moved.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 dient zum Entzundern eines Werkstücks 12, das relativ zur Vorrichtung 10 in einer Bewegungsrichtung X bewegt wird. Bei dem Werkstück kann es sich um Warmwalzgut handeln, das an der Vorrichtung 10 vorbeibewegt wird. Eine Vorschubgeschwindigkeit, mit der das Werkstück 12 an der Vorrichtung 10 in der Bewegungsrichtung X vorbeibewegt wird, ist in Fig. 1 und in Fig. 2 jeweils mit dem Pfeil„v" symbolisiert. A device 10 according to the invention serves for descaling a workpiece 12 which is moved relative to the device 10 in a movement direction X. The workpiece may be hot rolling stock that is moved past the apparatus 10. A feed rate at which the workpiece 12 is moved past the device 10 in the direction of movement X is symbolized in FIG. 1 and in FIG. 2 by the arrow "v".
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 weist eine Strahldüsen-Anordnung mit einer Mehrzahl von Strahldüsen auf, aus denen eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, auf eine Oberfläche eines Werkstücks unter hohem Druck ausgespritzt wird. Die Strahldüsen-Anordnung kann aus einem um eine Rotationsachse drehbaren Rotorkopf (Fig. 1 ) oder aus einem Spritzbalken (Fig. 2) gebildet sein, wie nachstehend noch im Detail erläutert. Bei beiden dieser Ausführungsformen sind Strahldüsen 16 vorgesehen, aus denen eine Flüssigkeit 18 (in Fig. 1 vereinfacht gestrichelt symbolisiert) unter Hochdruck auf eine Oberfläche 20 des Werkstücks 12 gespritzt wird, um das Werkstück 12 geeignet zu entzundern. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 umfasst bei der Ausführungsform von Fig. 1 eine Strahldüsen-Anordnung, die wie soeben erläutert in Form eines um eine Rotationsachse R drehbaren Rotorkopfes 14 ausgebildet ist. Eine Drehung des Rotorkopfes 14 um seine Rotationsachse R erfolgt durch (nicht gezeigte) motorische Mittel, zum Beispiel durch einen Elektromotor. An einer Stirnseite des Rotorkopfes 14, die dem Werkstück 12 zugewandt ist, sind die Strahldüsen 16 angebracht. A device 10 according to the invention has a jet nozzle arrangement with a plurality of jet nozzles, from which a liquid, in particular water, is sprayed onto a surface of a workpiece under high pressure. The jet nozzle arrangement can be formed from a rotor head rotatable about an axis of rotation (FIG. 1) or from a spray bar (FIG. 2), as explained in detail below. In both of these embodiments, jet nozzles 16 are provided from which a liquid 18 (symbolized in simplified dashed lines in FIG. 1) is sprayed under high pressure onto a surface 20 of the workpiece 12 in order to descalate the workpiece 12 suitably. In the embodiment of FIG. 1, the device 10 according to the invention comprises a jet nozzle arrangement which, as explained above, is designed in the form of a rotor head 14 rotatable about an axis of rotation R. A rotation of the rotor head 14 about its axis of rotation R by means of motor means (not shown), for example by an electric motor. On a front side of the rotor head 14, which faces the workpiece 12, the jet nozzles 16 are attached.
Die Strahldüsen 16 sind bei der Ausführungsform von Fig. 1 fest an dem Rotorkopf 14 angebracht. Hierbei sind die Längsachsen L der Strahldüsen 16 parallel zur Rotationsachse R des Rotorkopfes 14 ausgerichtet. The jet nozzles 16 are fixedly attached to the rotor head 14 in the embodiment of FIG. 1. Here, the longitudinal axes L of the jet nozzles 16 are aligned parallel to the axis of rotation R of the rotor head 14.
Die Strahldüsen 16 sind höhenverstellbar ausgebildet, z.B. durch Anbringung an einer höhenverstellbaren Halterung, die in der Fig. 1 und Fig. 2 vereinfacht durch den Doppelpfeil„H" symbolisiert ist. Die Halterung H kann einen Stellantrieb (in der Zeichnung nicht gezeigt) aufweisen. Somit lässt sich ein Abstand A, den eine Stirnfläche der Strahldüsen 16 zu der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 aufweist, bei Bedarf durch eine Ansteuerung des Stellantriebs verstellen. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dieser Abstand A als Spritzabstand zu verstehen. Bei einer Verringerung dieses Abstands A nimmt der resultierende Aufpralldruck der Flüssigkeit 18 auf der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 zu. The jet nozzles 16 are adjustable in height, e.g. by being mounted on a height-adjustable support, which is symbolized by the double arrow "H" in simplified form in Figures 1 and 2. The holder H can have an actuator (not shown in the drawing) If desired, this distance A is to be understood as a spraying distance, and as the distance A is reduced, the resulting impact pressure of the liquid 18 increases on the surface 20 of the workpiece 12.
Die Vorrichtung 10, wie z.B. für die Ausführungsform von Fig. 1 dargestellt, umfasst eine Steuereinrichtung 22, und eine Hochdruckpumpeneinheit 24, die mit der Steuereinrichtung 22 signaltechnisch verbunden ist. Der Rotorkopf 14 ist über eine Verbindungsleitung an die Hochdruckpumpeneinheit 24 angeschlossen, derart, dass die Strahldüsen 16 in Fluidverbindung mit der Hochdruckpumpeneinheit 24 stehen und somit von der Hochdruckpumpeneinheit 24 mit einer Flüssigkeit unter Hochdruck gespeist werden. Bei der Flüssigkeit 18, die dann unter Hochdruck aus den Strahldüsen 16 auf das Werkstück 12 gespritzt wird, handelt es sich vorzugsweise um Wasser, ohne dass hierin eine Einschränkung nur auf das Medium Wasser zu sehen ist. The device 10, as illustrated, for example, for the embodiment of FIG. 1, comprises a control device 22, and a high-pressure pump unit 24, which is signal-connected to the control device 22. The rotor head 14 is connected via a connecting line to the high-pressure pump unit 24, such that the jet nozzles 16 are in fluid communication with the high-pressure pump unit 24 and thus fed by the high-pressure pump unit 24 with a liquid under high pressure. In the liquid 18, which is then injected under high pressure from the jet nozzles 16 onto the workpiece 12, it is preferably water, without any limitation being limited to the medium of water.
Die Hochdruckpumpeneinheit 24 ist mit einem Frequenzregler 25 ausgestattet. Hierdurch ist es möglich, die Hochdruckpumpeneinheit 24 mittels der Steuereinrichtung 22 insbesondere stufenlos anzusteuern, um einen Druck, mit dem die Flüssigkeit 18 den Strahldüsen 16 zugeführt wird, auch in kleinen Schritten verändern zu können. Weitere Details für eine solche Ansteuerung der Hochdruckpumpeneinheit 24 werden nachfolgend noch im Detail dargelegt. The high-pressure pump unit 24 is equipped with a frequency regulator 25. This makes it possible, in particular steplessly to control the high-pressure pump unit 24 by means of the control device 22 in order to change a pressure with which the liquid 18 is supplied to the jet nozzles 16, even in small steps. Further details for such a control of the high pressure pump unit 24 will be set forth in detail below.
Die Vorrichtung 10 umfasst eine Oberflächeninspektionseinrichtung 26, die - bezogen auf die Bewegungsrichtung X des Werkstücks 12 - stromabwärts von dem Rotorkopf 14 und ortsnah hierzu angeordnet ist. Die Oberflächeninspektionseinrichtung 26 kann auf einem spezialisierten optischem Messprinzip basieren, bei dem für eine Oberfläche 20 des Werkstücks 12 eine 3D-Messung erfolgt und hieraus ein Höhenprofil für die Oberfläche 20 des Werkstücks 12 abgeleitet wird. Alternativ wird mittels der Oberflächeninspektionseinrichtung 26 eine Spektralanalyse an der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 durchgeführt. Die Oberflächeninspektionseinrichtung 26 ist ebenfalls signaltechnisch mit der Steuer- einrichtung 22 verbunden. Somit kann mittels der Oberflächeninspektionseinrichtung 26 und einer entsprechenden Auswertung in der Steuereinrichtung 22 Zunder bzw. Restzunder auf der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 detektiert werden. Zu diesem Zweck ist die Oberflächeninspektionseinrichtung 26 derart ausgebildet, dass sowohl eine Oberseite als auch eine Unterseite des Werkstücks 12 überwacht werden. The device 10 comprises a surface inspection device 26 which, with respect to the movement direction X of the workpiece 12, is arranged downstream of the rotor head 14 and locally close thereto. The surface inspection device 26 may be based on a specialized optical measuring principle in which a 3D measurement is carried out for a surface 20 of the workpiece 12 and from this a height profile for the surface 20 of the workpiece 12 is derived. Alternatively, a spectral analysis is performed on the surface 20 of the workpiece 12 by means of the surface inspection device 26. The surface inspection device 26 is also connected to the control device 22 by signal technology. Thus, by means of the surface inspection device 26 and a corresponding evaluation in the control device 22, scale or residual scale can be detected on the surface 20 of the workpiece 12. For this purpose, the surface inspection device 26 is designed such that both an upper side and an underside of the workpiece 12 are monitored.
Die signaltechnische Verbindung zwischen der Steuereinrichtung 22 und der Hochdruckpumpeneinheit 24 ist in der Fig. 1 durch das Bezugszeichen 23.1 bezeichnet. Die signaltechnische Verbindung zwischen der Steuereinrichtung 22 und der Oberflächeninspektionseinrichtung 26 ist durch das Bezugszeichen 23.2 bezeichnet. Die signaltechnische Verbindung zwischen der Steuereinrichtung 22 und der Höhenverstellung H ist durch das Bezugszeichen 23.3 bezeichnet. Die signaltechnische Verbindung zwischen der Steuereinrichtung 22 und einer (nicht gezeigten) Einrichtung, mittels der die Vorschubgeschwindigkeit v des Werkstücks 12 eingestellt bzw. verändert werden kann, ist durch das Bezugszeichen 23.4 bezeichnet. Bei diesen Verbindungen 23.1 , 23.2, 23.3 und 23.4 kann es sich entweder um physische Leitungen handeln, oder um eine geeignete Funkstrecke oder dergleichen. The signaling connection between the control device 22 and the high-pressure pump unit 24 is designated in FIG. 1 by the reference numeral 23.1. The signaling connection between the control device 22 and the surface inspection device 26 is designated by the reference numeral 23.2. The signaling connection between the control device 22nd and the height adjustment H is denoted by the reference numeral 23.3. The signaling connection between the control device 22 and a device (not shown), by means of which the feed rate v of the workpiece 12 can be set or changed, is designated by the reference numeral 23.4. These connections 23.1, 23.2, 23.3 and 23.4 can either be physical lines or a suitable radio link or the like.
In Bezug auf die Steuereinrichtung 22, die Hochdruckpumpeneinheit 24 und die Oberflächeninspektionseinrichtung 26 gelten für die Ausführungsform von Fig. 2 die gleichen Zusammenhänge wie für die Ausführungsform von Fig. 1 , wobei diese technischen Bauelemente zwecks Vereinfachung in Fig. 2 nicht gezeigt sind. With respect to the control device 22, the high-pressure pump unit 24 and the surface inspection device 26, the same contexts apply to the embodiment of FIG. 2 as for the embodiment of FIG. 1, these technical components not being shown in FIG. 2 for the sake of simplicity.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, nämlich in einer vereinfachten Draufsicht. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Strahldüsen-Anordnungen14.1 und 14.2, in Bezug auf die Bewegungsrichtung X des Werkstücks 12, hintereinander angeordnet. Jede dieser Strahldüsen- Anordnungen 14.1 und 14.2 ist an die Hochdruckpumpeneinheit 24 angeschlossen, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 1 erläutert. Bei der Ausführungs- form von Fig. 3 ist die Oberflächeninspektionseinrichtung 26 stromabwärts von der Strahldüsen-Anordnung 14.2 positioniert. Zur Klarstellung darf darauf hingewiesen werden, dass in der Darstellung von Fig. 3 eine Breite des Werkstücks 12 in der Richtung y verläuft, wobei die Rotationsachsen R für die Rotorköpfe 14.1 und 14.2 jeweils senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufen. FIG. 3 shows a further embodiment of the device 10 according to the invention, namely in a simplified plan view. In this embodiment, two jet nozzle assemblies 14.1 and 14.2, with respect to the movement direction X of the workpiece 12, are arranged one behind the other. Each of these jet nozzle assemblies 14.1 and 14.2 is connected to the high pressure pump unit 24 as explained with reference to FIG. In the embodiment of Fig. 3, the surface inspection device 26 is positioned downstream of the jet nozzle assembly 14.2. For clarification, it may be pointed out that in the illustration of FIG. 3, a width of the workpiece 12 extends in the direction y, wherein the axes of rotation R for the rotor heads 14.1 and 14.2 each extend perpendicular to the plane of the drawing.
Bezüglich der Ausführungsform von Fig. 3 darf gesondert darauf hingewiesen werden, dass es sich bei der Strahldüsen-Anordnung 14.1 um ein Rotorkopf-Paar 28 (vgl. Fig. 4) handeln kann, wobei es sich bei der stromabwärts davon angeordneten Strahldüsen-Anordnung 14.2 um ein Spritzbalken-Paar 38 (vgl. Fig. 2) handeln kann. Alternativ hierzu kann bei der Ausführungsform von Fig. 3 das Spritzbalken-Paar 38 auch der Strahldüsen-Anordnung 14.1 entsprechen, wobei dann das Rotorkopf-Paar 28 stromabwärts davon, nämlich an der Stelle der Strahldüsen-Anordnung 14.2 angeordnet ist. Des weiteren ist es auch möglich, dass die Strahldüsen-Anordnungen 14.1 und 14.2 bei der Ausführungsform von Fig. 3 beide entweder jeweils aus einem Rotorkopf-Paar 28 (Fig. 4), oder jeweils aus einem Spritzbalken-Paar 38 (Fig. 2) gebildet sind. With respect to the embodiment of Fig. 3, it should be noted separately that the jet nozzle assembly 14.1 may be a pair of rotor heads 28 (see Fig. 4), with the jet nozzle assembly 14.2 located downstream therefrom may be a spray bar pair 38 (see Fig. 2). Alternatively, in the embodiment of FIG. 3, the spray bar pair 38 may also correspond to the jet nozzle arrangement 14.1, wherein then the rotor head pair 28 downstream thereof, namely at the location of the jet nozzle assembly 14.2 is arranged. Furthermore, it is also possible that the jet nozzle arrangements 14.1 and 14.2 in the embodiment of Fig. 3 are either either each of a rotor head pair 28 (Fig. 4), or each of a spray bar pair 38 (Fig. 2). are formed.
Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die Fig. 4 eine mögliche Anordnung von Rotorköpfen zur Vervollständigung gezeigt und erläutert, die bei der Ausführungsform von Fig. 3zum Einsatz kommen können. Referring now to Figure 4, a possible arrangement of rotor heads for completion is shown and explained, which may be used in the embodiment of Figure 3.
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines Rotorkopf-Paars 28, bei dem ein Rotorkopf 14 jeweils oberhalb und unterhalb des Werkstücks 12, d. h. sowohl an dessen Oberseite und an dessen Unterseite vorgesehen ist. Es ist zu erkennen, dass der Rotorkopf 14, welcher unterhalb des Werkstücks 12 angeordnet ist, in Bezug zur Bewegungsrichtung X des Werkstücks 12 stromabwärts von dem Rotorkopf 14, welcher oberhalb des Werkstücks 12 angeordnet ist, positioniert ist. Dies deshalb, damit die Flüssigkeit 18, die aus den Strahldüsen 16 des unterhalb des Werkstücks 12 angeordneten Rotorkopfes 14 gespritzt wird, nicht gegen den oberhalb des Werkstücks 12 angeordneten Rotorkopf 14 prallt, falls sich zwischen diesen beiden Rotorköpfen kein Werkstück 12 befinden sollte. Der in Fig. 4 gezeigte Versatz zwischen den oberhalb und unterhalb des Werkstücks 12 angeordneten Rotorköpfen ändert nichts daran, dass diese beiden Rotorköpfe, im Sinne der vorliegenden Erfindung, als Rotorkopf-Paar 28 zu verstehen sind. Analog zeigt Figur 2 den soeben erläuterten Versatz von Strahldüsen 16 für eine andere Strahldüsen-Anordnung, nämlich in Form des Spritzbalken-Paars 38. FIG. 4 shows a side view of a rotor head pair 28, in which a rotor head 14 is located above and below the workpiece 12, d. H. is provided both at the top and at the bottom. It can be seen that the rotor head 14, which is arranged below the workpiece 12, is positioned with respect to the movement direction X of the workpiece 12 downstream of the rotor head 14, which is arranged above the workpiece 12. This is because the liquid 18 sprayed from the jet nozzles 16 of the rotor head 14 located below the workpiece 12 does not bounce against the rotor head 14 located above the workpiece 12, should no workpiece 12 be located between these two rotor heads. The offset shown in Fig. 4 between the above and below the workpiece 12 arranged rotor heads does not change the fact that these two rotor heads, in the sense of the present invention, are to be understood as a rotor head pair 28. 2 shows the just explained offset of jet nozzles 16 for another jet nozzle arrangement, namely in the form of the spray bar pair 38.
Für die Darstellung von Fig. 4 wird ergänzend darauf hingewiesen, dass es sich hierbei auch um eine Seitenansicht eines Rotormodul-Paars handeln kann, bei dem mehrere Rotorköpfe 14 (vgl. Fig. 1 ) in y-Richtung zu einem Rotormodul oberhalb und unterhalb eines Werkstücks 12 zusammengefasst sind. Bezüglich der Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 4 wird darauf hingewiesen, dass die einzelnen Strahldüsen 16 an eine gemeinsame Druckwasserleitung D angeschlossen sind, die mit der Hochdruckpumpeneinheit 24 verbunden ist. Hierdurch ist eine Versorgung der Strahldüsen 16 mit Hochdruck-Wasser gewährleistet. For the illustration of Fig. 4 it is additionally pointed out that this can also be a side view of a rotor module pair in which a plurality of rotor heads 14 (see Fig. 1) in the y-direction to a rotor module above and below a Workpiece 12 are summarized. With regard to the embodiments according to FIGS. 2 and 4, it is pointed out that the individual jet nozzles 16 are connected to a common pressurized water line D, which is connected to the high-pressure pump unit 24. This ensures a supply of the jet nozzles 16 with high-pressure water.
Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 nach einer weiteren Ausführungsform. Hierbei ist eine Strahldüsen-Anordnung der Vorrichtung 10 nach Art eines sog. Spritzbalkens 36 ausgebildet, dessen Längserstreckung quer (d.h. in Fig. 2 in Richtung der y-Achse) zur Bewegungsrichtung X des Werkstücks 12 verläuft. Hierbei entspricht die Längserstreckung eines Spritzbalkens 36 in der Regel einer Breite des zu entzundernden Werkstücks 12. Entlang der Längserstreckung eines Spritzbalkens 36 sind mehrere Strahldüsen 16 angeordnet, von denen in der Darstellung von Fig. 7 nur die zuvorderst liegende Strahldüse 16 gezeigt ist. FIG. 2 shows a simplified side view of a device 10 according to the invention according to a further embodiment. In this case, a jet nozzle arrangement of the device 10 is designed in the manner of a so-called spray bar 36, the longitudinal extent of which extends transversely (that is to say in the direction of the y-axis in FIG. 2) to the movement direction X of the workpiece 12. In this case, the longitudinal extension of a spray bar 36 generally corresponds to a width of the workpiece 12 to be descaled. Along the longitudinal extent of a spray bar 36, a plurality of jet nozzles 16 are arranged, of which only the most predominantly located jet nozzle 16 is shown in the illustration of FIG.
Bei der Ausführungsform von Fig. 2 sind oberhalb und unterhalb des Werkstücks 12 je ein Spritzbalken 36 vorgesehen, die somit ein Spritzbalken-Paar 38 bilden. Die Strahldüsen 16 des Spritzbalken-Paars sind an den Spritzbalken 36 in einem Winkel bezüglich einer Orthogonalen auf die Oberfläche 20 des Werkstücks 12 geneigt angeordnet, derart, dass die Flüssigkeit 18, die aus den Strahldüsen 16 gespritzt wird, mit einem Winkel α auf der Oberfläche 20 des Werkstücks 12 auftrifft. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann auch eine separate Oberflächenabtasteinheit 40 (Fig. 3) vorgesehen sein, die stromaufwärts einer Strahldüsen-Anordnung 14 angeordnet und signaltechnisch mit der Steuereinrichtung 22 verbunden ist. Eine solche Oberflächenabtasteinheit 40 funktioniert elektronisch und umfasst ein optisches Messsystem, das nach dem Laserstrahl- Prinzip arbeiten kann. Falls an der Oberfläche eine Unregelmäßigkeit auftreten sollte, wird dies von der Oberflächenabtasteinheit 40 detektiert und ein entsprech- endes Signal erzeugt, auf Grundlage dessen dann die Steuereinrichtung 22 den Stellantrieb der höhenverstellbaren Halterung H (vgl. Fig. 1 , Fig. 2) ansteuert, um den Abstand A der Strahldüsen-Anordnung zur Oberfläche des Werkstücks 12 unverzüglich zu vergrößern. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Strahldüsen- Anordnung, falls das Werkstück 12 eine solche Unregelmäßigkeit aufweisen sollte, nicht geschädigt wird. In the embodiment of Fig. 2, a spray bar 36 are provided above and below the workpiece 12, which thus form a spray bar pair 38. The jet nozzles 16 of the spray bar pair are inclined to the spray bar 36 at an angle to an orthogonal to the surface 20 of the workpiece 12, such that the liquid 18 sprayed from the jet nozzles 16 is at an angle α on the surface 20 of the workpiece 12 impinges. According to a further embodiment of the invention, a separate Oberflächenabtasteinheit 40 (Fig. 3) may be provided, which is arranged upstream of a jet nozzle assembly 14 and signal technically connected to the control device 22. Such a surface scanning unit 40 operates electronically and includes an optical measuring system that can operate on the laser beam principle. If an irregularity should occur on the surface, this is detected by the surface scanning unit 40 and a corresponding generates the signal on the basis of which then controls the actuator 22 of the height-adjustable support H (see Fig. 1, Fig. 2) to increase the distance A of the jet nozzle assembly to the surface of the workpiece 12 immediately. This ensures that the jet nozzle arrangement, if the workpiece 12 should have such an irregularity, is not damaged.
Bei allen der vorstehend genannten Ausführungsformen wird das Werkstück 12 an der Vorrichtung 10 vorbeibewegt, nämlich mit einer Vorschubgeschwindigkeit, die in den entsprechenden Figuren jeweils mit „v" symbolisiert ist. Durch das Aufspritzen von Wasser unter Hochdruck werden die Oberflächen 20 des Werkstücks 12 mit einem spezifischen Energieeintrag E (bzw. „Spray Energy") beaufschlagt, der sich wie folgt bestimmt: In all of the above-mentioned embodiments, the workpiece 12 is moved past the apparatus 10, namely at a feed rate symbolized "v" in the respective figures, by spraying water under high pressure, the surfaces 20 of the workpiece 12 become one specific energy input E (or "spray energy") determined as follows:
Hierin bedeuten: Herein mean:
E: Spezifischer Energieeintrag [kJ/m2] E: specific energy input [kJ / m 2 ]
I: Aufpralldruck [N/mm2] I: Impact pressure [N / mm 2 ]
Vspez : Spezifischer Volumenstrom pro m Breite des Werkstücks [l/sem] v: Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks [m/s] V sp ez: Specific volume flow per m width of the workpiece [l / s e m] v: Feed rate of the workpiece [m / s]
Hierbei ist der Aufpralldruck [engl.: Impact], mit dem die Flüssigkeit 18 auf die Oberfläche 20 des Werkstücks 12 auftrifft, abhängig sowohl von dem Druck und dem Volumen, mit dem die Flüssigkeit aus den Strahldüsen 16 ausgespritzt wird, als auch von dem Abstand der Strahldüsen 16 von der Oberfläche 20 des Werkstücks. Ohne Berücksichtigung der Vorschubgeschwindigkeit v erfolgt lediglich eine stationäre Betrachtung des Aufpralldrucks I, der für eine Regelung des Entzun- derungsergebnisses unzureichend ist. Des Weiteren bestimmt sich der spezifische Volumenstrom Vspez zu: Here, the impact pressure with which the liquid 18 impinges on the surface 20 of the workpiece 12, depending on both the pressure and the volume at which the liquid is ejected from the jet nozzles 16, as well as the distance the jet nozzles 16 from the surface 20 of the workpiece. Without consideration of the feed rate v, only a stationary consideration of the impact pressure I, which is insufficient for a regulation of the result of the descent, takes place. Furthermore, the specific volume flow V spe z is determined to be:
VV
V V
Hierin bedeuten: VSpez : Spezifischer Volumenstrom pro m Breite des Werkstücks [l/sem]Herein: V S pez: specific volume flow per m width of the workpiece [l / s e m]
V: Volumenstrom der ausgespritzen Flüssigkeit [l/s] V: volume flow of the ejected liquid [l / s]
b: Spritzbreite quer zur Bewegungsrichtung X [m] b: spray width transverse to the direction of movement X [m]
Die Erfindung funktioniert nun wie folgt: The invention now works as follows:
Für ein gewünschtes Entzundern der Oberflächen 20 des Werkstücks 12 wird dieses relativ zur erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 in der Bewegungsrichtung X bewegt. Hierbei wird aus den Strahldüsen 16 die Flüssigkeit 18 unter Hochdruck auf die Oberflächen 20 des Werkstücks 12 gespritzt, nämlich sowohl an dessen Oberseite als auch an dessen Unterseite. For a descaling desirably of the surfaces 20 of the workpiece 12, this is moved relative to the device 10 according to the invention in the direction of movement X. Here, the liquid 18 is injected from the jet nozzles 16 under high pressure on the surfaces 20 of the workpiece 12, namely both on its upper side and on its underside.
Unter Bezugnahme auf die vorstehend genannten Gleichungen und der dazu erläuterten Zusammenhänge kann der spezifische Energieeintrag E z.B. erhöht werden, indem der Druck, mit dem die Flüssigkeit den Strahldüsen zugeführt wird, und/oder der Volumenstrom V erhöht werden, und/oder indem der Abstand A der Strahldüsen zur Oberfläche 20 des Werkstücks 12 und/oder die Vorschubgeschwindigkeit v vermindert werden, und/oder indem eine weitere Strahldüsen- Anordnung zugeschaltet wird. Mutatis mutandis gilt dies auch umgekehrt: Eine Verminderung des spezifischen Energieeintrags E wird dadurch erreicht, indem der Druck, mit dem die Flüssigkeit den Strahldüsen zugeführt wird, und/oder der Volumenstrom V verringert werden, und/oder indem der Abstand A der Strahldüsen zur Oberfläche 20 des Werkstücks und/oder die Vorschubgeschwindigkeit v vergrößert werden, und/oder indem eine weitere Strahldüsen- Anordnung abgeschaltet wird. With reference to the aforementioned equations and the relationships explained, the specific energy input E can be increased, for example, by increasing the pressure at which the liquid is supplied to the jet nozzles and / or the volume flow V, and / or by the distance A the jet nozzles are reduced to the surface 20 of the workpiece 12 and / or the feed rate v, and / or by a further Strahldüsen- arrangement is switched on. Mutatis mutandis, this also applies vice versa: A reduction of the specific energy input E is achieved by: the pressure with which the liquid is supplied to the jet nozzles, and / or the volume flow V are reduced, and / or by the distance A of the jet nozzles to the surface 20 of the workpiece and / or the feed rate v are increased, and / or by another Jet nozzle arrangement is turned off.
Eine Erhöhung des spezifischen Energieeintrags E erfolgt nach der vorliegenden Erfindung z.B. für den Fall, dass auf Grundlage der Signale der Oberflächeninspektionseinrichtung 26 mittels der Steuereinrichtung 22 bestimmt wird, dass die Oberflächenqualität des Werkstücks 12 einen vorbestimmten Sollwert unterschreitet. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass der spezifische Energieeintrag E solange vermindert wird, solange die Oberflächenqualität des Werkstücks 12 einen vorbestimmten Sollwert einhält. Insbesondere bei einer Primärentzunderung des Werkstücks 12 kann es sich empfehlen, den spezifischen Energieeintrag E, wie erläutert auf Grundlage der Signale der Oberflächeninspektionseinrichtung 26, vorzusgweise allein durch eine Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit v einzustellen. Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm, zur Veranschaulichung einer Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 bzw. einer Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. An increase in the specific energy input E is carried out according to the present invention, e.g. in the event that it is determined on the basis of the signals of the surface inspection device 26 by means of the control device 22 that the surface quality of the workpiece 12 falls below a predetermined desired value. Conversely, this means that the specific energy input E is reduced as long as long as the surface quality of the workpiece 12 complies with a predetermined setpoint. In particular, in the case of a primary descaling of the workpiece 12, it may be advisable to set the specific energy input E, as explained on the basis of the signals of the surface inspection device 26, solely by a change in the feed rate v. FIG. 5 shows a flowchart for illustrating an operation of the device 10 according to the invention or a performance of a method according to the invention.
Während sich das Werkstück 12 an der Vorrichtung 10 in der Bewegungsrichtung X vorbeibewegt und dabei entzundert wird, wird die Entzunderungsqualität fortwährend mittels der Oberflächeninspektionseinrichtung 26 überwacht. Hierdurch kann ortsnah und unmittelbar angrenzend an eine Strahldüsen- Anordnung, z. B. in Form eines Rotormodul-Paars oder eines Spritzbalken-Paars 38, festgestellt werden, ob die gewünschte Oberflächenqualität für das Werkstück 12 einen vorbestimmten Sollwert erreicht. Sollte dies nicht der Fall sein, so kann durch eine geeignete Ansteuerung der Hochdruckpumpeneinheit 24 bzw. des/der dafür vorgesehenen Frequenzregler/s 25 mittels der Steuereinrichtung 22 der Druck, mit dem die Flüssigkeit 18 den Strahldüsen 16 zugeführt wird, erhöht werden, wobei ggf. auch eine weitere Pumpe der Hochdruckpumpeneinheit 24 zugeschaltet wird. As the workpiece 12 moves past the apparatus 10 in the direction of movement X and is descaled, the descaling quality is continuously monitored by the surface inspection device 26. This can be close to the location and immediately adjacent to a jet nozzle arrangement, for. Example, in the form of a rotor module pair or a spray bar pair 38, be determined whether the desired surface quality for the workpiece 12 reaches a predetermined target value. If this is not the case, then by a suitable control of the high-pressure pump unit 24 and the / provided for this frequency regulator / s 25 by means of the control device 22, the pressure with which the liquid 18 is supplied to the jet nozzles 16, wherein, if necessary, also a further pump of the high-pressure pump unit 24 is switched on.
Ergänzend oder alternativ zu der bereits genannten Anpassung des Drucks ist es auch möglich, eine zusätzliche Strahldüsen-Anordnung zuzuschalten. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3handelt es sich hierbei um die Strahldüsen- Anordnung 14.2, beispielsweise in Form eines Rotormodul-Paars oder eines Spritzbalken-Paars 38, welches stromabwärts von der Strahldüsen-Anordnung 14.1 vorgesehen ist. Dies bedeutet, dass bei Einhaltung der gewünschten Oberflächenqualität für das Werkstück 12 - gemäß einem Normalbetrieb der vorliegenden Erfindung - lediglich eine einzige Strahldüsen-Anordnung zum Einsatz kommt. Lediglich für den Fall, dass die Oberflächenqualität für das Werkstück 12 den vorbestimmten Sollwert unterschreiten sollte, wird dann - gemäß einem Sonderbetrieb der vorliegenden Erfindung - eine zweite Strahldüsen-Anordnung (vgl. 14.2 in Fig. 3) zugeschaltet, wobei dann aus den Strahldüsen 16 dieser zugeschalteten zweiten Strahldüsen-Anordnung ebenfalls Flüssigkeit 18 unter Hochdruck auf die Oberflächen 20 des Werkstücks gespritzt wird. Die Tatsache, dass in einem Normalbetrieb der Erfindung lediglich eine einzige Strahldüsen-Anordnung zum Einsatz kommt, leistet einen Beitrag zur Einsparung von Energie zur Erzeugung von Hochdruck-Wasser. In addition or as an alternative to the already mentioned adaptation of the pressure, it is also possible to connect an additional jet nozzle arrangement. In the embodiment according to FIG. 3, this is the jet nozzle arrangement 14.2, for example in the form of a rotor module pair or a spray bar pair 38, which is provided downstream of the jet nozzle arrangement 14.1. This means that in compliance with the desired surface quality for the workpiece 12 - according to a normal operation of the present invention - only a single jet nozzle assembly is used. Only in the event that the surface quality for the workpiece 12 should fall below the predetermined setpoint value, is a second jet nozzle arrangement (see 14.2 in FIG This connected second jet nozzle arrangement also liquid 18 is sprayed under high pressure on the surfaces 20 of the workpiece. The fact that in a normal operation of the invention only a single jet nozzle arrangement is used, contributes to the saving of energy for the production of high-pressure water.
Gemäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 5 kann auch eine Anpassung der Betriebsparameter der Vorrichtung 10 vorgenommen werden: Durch eine geeignete Ansteuerung der Hochdruckpumpeneinheit 24 mittels der Steuereinrichtung 22 kann der Druck, mit dem die Flüssigkeit 18 den Strahldüsen 16 zugeführt wird, solange gesenkt werden, bis erkennbarer Restzunder das Unterschreiten eines minimalen Impacts anzeigt und dann dieser Druck wieder leicht erhöht werden muss. Hierbei wird der Druck für die den Strahldüsen 16 zugeführten Flüssigkeit 18 auf einen hinreichend großen Wert eingestellt, mit dem die Oberflächenqualität den vorbestimmten Sollwert erreicht. According to the flow chart of Fig. 5, an adjustment of the operating parameters of the device 10 can be made: By a suitable control of the high-pressure pump unit 24 by means of the control device 22, the pressure at which the liquid 18 is supplied to the jet nozzles 16 can be lowered until recognizable residual scale indicates that it has fallen below a minimum impact and then this pressure must be slightly increased again. Here, the pressure for the jet nozzles 16 supplied liquid 18 is set to a sufficiently large value, with which the surface quality reaches the predetermined target value.
Ergänzend und/oder alternativ kann die Veränderung des Aufpralldrucks bzw. des Entzunderungsdrucks durch eine Höhenverstellung einer Strahldüsen-Anordnung erfolgen. Diese Höhenverstellung ist in der Fig. 1 und in der Fig. 2 jeweils durch den Pfeil „H" symbolisiert, und wird erreicht, indem der Stellantrieb der höhenverstellbaren Halterung H, an der die Strahldüsen-Anordnung angebracht ist, von der Steuereinrichtung 22 geeignet angesteuert wird. Additionally and / or alternatively, the change of the impact pressure or the descaling pressure can be effected by a height adjustment of a jet nozzle arrangement. This height adjustment is symbolized in FIG. 1 and in FIG. 2 by the arrow "H", respectively, and is achieved by the actuator of the height-adjustable support H, on which the jet nozzle arrangement is mounted, suitably controlled by the control device 22 becomes.
Ergänzend und/oder alternativ kann zur Veränderung des spezifischen Energieeintrags E die Vorschubgeschwindigkeit v des Werkstücks 12 angepasst werden. Schließlich wird darauf hingewiesen, dass das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 5 einen Regelkreis veranschaulicht, um den gewünschten spezifischen Energieeintrag E, mit dem das Werkstück 12 entzundert wird, festzulegen bzw. einzustellen. Hierbei werden die vorstehend genannten Möglichkeiten solange durchgeführt bzw. angewendet, bis die Oberflächenqualität für das Werkstück einen vorbestimmten Sollwert (in Fig. 5 als„Sollergebnis" bezeichnet) erreicht. Additionally and / or alternatively, the feed rate v of the workpiece 12 can be adapted to change the specific energy input E. Finally, it is pointed out that the flow chart according to FIG. 5 illustrates a control loop in order to set or set the desired specific energy input E with which the workpiece 12 is descaled. Here, the abovementioned possibilities are carried out or applied until the surface quality for the workpiece reaches a predetermined desired value (referred to as "target result" in FIG. 5).
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Vorrichtung 10 device
12 Werkstück  12 workpiece
14 Strahldüsenanordnung 14 jet nozzle arrangement
14.1 Strahldüsenanordnung  14.1 jet nozzle arrangement
14.2 Strahldüsenanordnung  14.2 jet nozzle arrangement
16 Strahldüsen 16 jet nozzles
18 Flüssigkeit  18 fluid
20 Oberfläche 20 surface
22 Steuereinrichtung  22 control device
23.1 Signaltechnik  23.1 Signaling
23.2 Signaltechnik  23.2 Signaling technology
23.3 Signaltechnik  23.3 Signaling
23.4 Signaltechnik 23.4 Signaling
24 Hochdruckpumpeneinheit  24 high pressure pump unit
25 Frequenzregler  25 frequency controllers
26 Oberflächeninspektionseinrichtung 28 Strahldüsenanordnung  26 surface inspection device 28 jet nozzle arrangement
36 Strahldüsenanordnung 36 jet nozzle arrangement
38 Strahldüsenanordnung  38 jet nozzle arrangement
40 Oberflächenabtasteinheit  40 surface scanner unit
A Abstand A distance
H höhenverstellbare Halterung v Vorschubgeschwindigkeit H height-adjustable bracket v feed rate
X Bewegungsrichtung  X direction of movement

Claims

Patentansprüche claims
1 . Vorrichtung (10) zum Entzundern eines relativ zur Vorrichtung (10) in einer Bewegungsrichtung (X) bewegten Werkstücks (12), vorzugsweise eines Warmwalzguts, umfassend 1 . Device (10) for descaling a workpiece (12) moving relative to the device (10) in a direction of movement (X), preferably a hot rolling stock
zumindest eine erste Strahldüsen-Anordnung (14; 28; 36; 38) mit einer Mehrzahl von Strahldüsen (16), aus denen eine Flüssigkeit (18), insbesondere Wasser, auf eine Oberfläche (20) des Werkstücks (12) unter Hochdruck ausbringbar ist, und  at least one first jet nozzle arrangement (14; 28; 36; 38) having a plurality of jet nozzles (16) from which a liquid (18), in particular water, can be applied under high pressure to a surface (20) of the workpiece (12) , and
eine Steuereinrichtung (22),  a control device (22),
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass eine mit der Steuereinrichtung (22) signaltechnisch (23.2) verbundene Oberflächeninspektionseinrichtung (26) vorgesehen ist, die in Bezug auf die Bewegungsrichtung (X) des Werkstücks (12) stromabwärts von der Strahldüsen-Anordnung (14; 28; 36; 38) und ortsnah zur Strahldüsen- Anordnung (14; 28; 36; 38) angeordnet ist, wobei mittels der Oberflächeninspektionseinrichtung (26) Zunder auf der Oberfläche (20) des Werkstücks (12) detektierbar ist, und  in that a surface inspection device (26) connected to the control device (22) by signal technology (23.2) is provided, which is movable downstream of the jet nozzle arrangement (14; 28; 36; arranged on the surface (20) of the workpiece (12), and by means of the surface inspection device (26) is detectable on the surface (20) of the workpiece (12), and
dass die Steuereinrichtung (22) programmtechnisch derart eingerichtet ist, dass der spezifische Energieeintrag, mit dem eine Oberfläche (22) des Werkstücks durch die aus den Strahldüsen (16) ausgebrachte Flüssigkeit (18) beaufschlagt wird, mittels der Steuereinrichtung (22) in Abhängigkeit der Signale der Oberflächeninspektionseinrichtung (26) steuerbar, vorzugsweise regelbar, ist.  in that the control device (22) is set up in a program-specific manner such that the specific energy input to which a surface (22) of the workpiece is acted upon by the liquid (18) discharged from the jet nozzles (16) is controlled by the control device (22) Signals of the surface inspection device (26) controllable, preferably controllable, is.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (22) programmtechnisch derart eingerichtet ist, dass auf Grundlage der Signale der Oberflächeninspektionseinrichtung (26) eine Oberflächenqualität für das Werkstück (12) bestimmt und mit einem vorbestimmten Sollwert verglichen wird. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Steuereinrichtung (22) signaltechnisch (23.1 ) verbundene Hochdruckpumpeneinheit (24) vorgesehen ist, die mit den Strahldüsen (16) der Strahldüsen-Anordnung (14; 28; 36; 38) in Fluidverbindung steht, wobei die Hochdruckpumpeneinheit (24) mittels der Steuereinrichtung (22) steuerbar, vorzugsweise regelbar, ist, so dass der Druck, mit dem die Flüssigkeit (18) den Strahldüsen (16) zugeführt wird, veränderlich ist, vorzugsweise, dass der Druck für die den Strahldüsen (16) zugeführten Flüssigkeit (18), falls die Oberflächenqualität des Werkstücks (12) den vorbestimmten Sollwert überschreitet oder unterschreitet, entsprechend vermindert oder erhöht wird. 2. Device (10) according to claim 1, characterized in that the control device (22) is programmatically set up such that based on the signals of the surface inspection device (26) determines a surface quality for the workpiece (12) and compared with a predetermined setpoint , Device (10) according to claim 1 or 2, characterized in that a high-pressure pump unit (24) connected to the control device (22) by signal technology (23.1) is provided which communicates with the jet nozzles (16) of the jet nozzle arrangement (14; 28; 38) is in fluid communication, wherein the high-pressure pump unit (24) by means of the control device (22) controllable, preferably controllable, so that the pressure at which the liquid (18) is supplied to the jet nozzles (16) is variable, preferably in that the pressure for the liquid (18) supplied to the jet nozzles (16) is correspondingly reduced or increased if the surface quality of the workpiece (12) exceeds or falls below the predetermined nominal value.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpeneinheit (24) mit einem Frequenzregler (25) ausgestattet ist, wobei die Hochdruckpumpeneinheit (24) in Abhängigkeit der Signale der Oberflächeninspektionseinrichtung (26) angesteuert wird, um den Druck für die den Strahldüsen (16) zugeführten Flüssigkeit (18) entsprechend zu vermindern oder zu erhöhen. Device (10) according to claim 3, characterized in that the high-pressure pump unit (24) is equipped with a frequency regulator (25), wherein the high-pressure pump unit (24) is driven in response to the signals of the surface inspection device (26) to the pressure for the Corresponding to reduce or increase the jet nozzles (16) supplied liquid (18).
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (A) der Strahldüsen-Anordnung (14; 28; 36; 38) zur Oberfläche (20) des Werkstücks (12) veränderlich ist, wobei dieser Abstand (A) mittels der Steuereinrichtung (22) gesteuert, vorzugsweise geregelt, einstellbar ist. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a distance (A) of the jet nozzle arrangement (14; 28; 36; 38) from the surface (20) of the workpiece (12) is variable, this distance (A ) controlled by the control device (22), preferably regulated, is adjustable.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorschubgeschwindigkeit (v) des Werkstücks (12) mittels der Steuereinrichtung (22) gesteuert, vorzugsweise geregelt, einstellbar ist. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächeninspektionseinrichtung (26) derart eingerichtet ist, dass damit eine 3D-Messung einer Oberfläche (20) des Werkstücks (12) erfolgt und daraus ein Höhenprofil für die Oberfläche (20) des Werkstücks (12) abgeleitet wird. Device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that a feed rate (v) of the workpiece (12) by means of the control device (22) controlled, preferably regulated, is adjustable. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the surface inspection device (26) is set up in such a way that a 3D measurement of a surface (20) of the workpiece (12) takes place and from this a height profile for the surface (20). of the workpiece (12) is derived.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Strahldüsen-Anordnung (14.2) mit einer Mehrzahl von Strahldüsen (16) vorgesehen ist, die angrenzend zur ersten Strahldüsen-Anordnung (14.1 ) und in Bezug auf eine Bewegungsrichtung (X) des Werkstücks stromaufwärts oder stromabwärts davon angeordnet und mit der Steuereinrichtung (22) signaltechnisch verbunden ist, wobei, falls die Oberflächenqualität des Werkstücks (12) den vorbestimmten Sollwert unterschreitet, die zweite Strahldüsen-Anordnung (14.2) ergänzend zu der ersten Strahldüsen-Anordnung (14.1 ) zuschaltbar ist und dann aus den Strahldüsen (16) der zugeschalteten zweiten Strahldüsen-AnordnungDevice (10) according to one of claims 2 to 7, characterized in that a second jet nozzle arrangement (14.2) is provided with a plurality of jet nozzles (16) which are adjacent to the first jet nozzle arrangement (14.1) and with respect to a Movement direction (X) of the workpiece upstream or downstream thereof and is signal connected to the control device (22), wherein, if the surface quality of the workpiece (12) falls below the predetermined setpoint, the second jet nozzle assembly (14.2) in addition to the first jet nozzles -Anordnung (14.1) is switchable and then from the jet nozzles (16) of the switched second jet nozzle arrangement
(14.2) Flüssigkeit (18) unter Hochdruck auf eine Oberfläche (20) des Werkstücks (12) ausbringbar ist. (14.2) liquid (18) under high pressure on a surface (20) of the workpiece (12) is ausbringbar.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Steuereinrichtung (22) signaltechnischDevice (10) according to one of the preceding claims, characterized in that one with the control device (22) by signal technology
(23.3) verbundene Oberflächenabtasteinheit (40) vorgesehen ist, die in Bezug auf die Bewegungsrichtung (X) des Werkstücks (12) stromaufwärts der Strahldüsen-Anordnung (14; 28; 36; 38) angeordnet ist, wobei die Steuereinrichtung (22) mit einem Stellantrieb einer höhenverstellbaren Halterung (H) der Strahldüsen-Anordnung (14; 28; 36; 38) signaltechnisch verbunden ist, derart, dass, falls mittels der Oberflächenabtasteinheit (40) an einer Oberfläche (20) des Werkstücks (12) eine Unregelmäßigkeit festgestellt wird, die Steuereinrichtung (22) den Stellantrieb der höhenverstellbaren Halterung (H) ansteuert, so dass der Abstand (A) der Strahldüsen-Anordnung (14; 28; 36; 38) bezüglich des Werkstücks (12) vergrößerbar ist. (23.3) surface sensing unit (40) arranged with respect to the movement direction (X) of the workpiece (12) upstream of the jet nozzle assembly (14; 28; 36; 38), wherein the control means (22) with a Actuator of a height-adjustable holder (H) of the jet nozzle assembly (14; 28; 36; 38) is connected by a signal, such that if by means of the surface sensing unit (40) on a surface (20) of the workpiece (12) an irregularity is detected , the control device (22) controls the actuator of the height-adjustable support (H), so that the distance (A) of the Jet nozzle assembly (14; 28; 36; 38) with respect to the workpiece (12) is enlargeable.
Verfahren zum Entzundern eines Werkstücks (12), vorzugsweise eines Warmwalzguts, das relativ zu einer ersten Strahldüsen-Anordnung (14; 28; 36; 38), die eine Mehrzahl von Strahldüsen (16) aufweist, in einer Bewegungsrichtung (X) bewegt wird, wobei zum Entzundern des Werkstücks (12) eine Flüssigkeit (18), insbesondere Wasser, aus den Strahldüsen (16) unter Hochdruck auf eine Oberfläche (20) des Werkstücks (12) gespritzt wird, A method of descaling a workpiece (12), preferably a hot rolling stock, which is moved in a direction of travel (X) relative to a first jet nozzle assembly (14; 28; 36; 38) having a plurality of jet nozzles (16), wherein for descaling the workpiece (12) a liquid (18), in particular water, is sprayed from the jet nozzles (16) under high pressure onto a surface (20) of the workpiece (12),
gekennzeichnet durch marked by
eine Steuereinrichtung (22), die mit der Strahldüsen-Anordnung (14; 28; 36; 38) und mit einer Oberflächeninspektionseinrichtung (26) jeweils signaltechnisch (23.1 ; 23.2; 23.3; 23.4) verbunden ist, wobei mittels der Oberflächeninspektionseinrichtung (26) eine Oberfläche (20) des Werkstücks (12) unmittelbar angrenzend an die Strahldüsen-Anordnung (14; 28; 36; 38) und in Bezug auf die Bewegungsrichtung (X) des Werkstücks (12) stromabwärts und ortsnah von der Strahldüsen-Anordnung (14; 28; 36; 38) überprüft wird, wobei der spezifische Energieeintrag, mit dem eine Oberfläche (20) des Werkstücks durch die aus den Strahldüsen (16) ausgebrachte Flüssigkeit (18) beaufschlagt wird, mittels der Steuereinrichtung (22) in Abhängigkeit der Signale der Oberflächeninspektionseinrichtung (26) gesteuert, vorzugsweise geregelt, wird. a control device (22) which is connected to the jet nozzle arrangement (14; 28; 36; 38) and to a surface inspection device (26) in each case by signal technology (23.1; 23.2; 23.3; 23.4), wherein a surface inspection device (26) Surface (20) of the workpiece (12) immediately adjacent to the jet nozzle assembly (14; 28; 36; 38) and with respect to the direction of movement (X) of the workpiece (12) downstream and close to the location of the jet nozzle assembly (14; 28, 36, 38), wherein the specific energy input, which is applied to a surface (20) of the workpiece by the liquid (18) discharged from the jet nozzles (16), is controlled by the control device (22) in dependence on the signals Surface inspection device (26) controlled, preferably regulated, is.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundlage der Signale der Oberflächeninspektionseinrichtung (26) eine Oberflächenqualität für das Werkstück (12) bestimmt und mit einem vorbestimmten Sollwert verglichen wird. A method according to claim 10, characterized in that based on the signals of the surface inspection device (26) determines a surface quality for the workpiece (12) and compared with a predetermined setpoint.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuereinrichtung (22) eine Hochdruckpumpeneinheit (24) gesteuert, vorzugsweise geregelt wird, um den Druck, mit dem die Flüssigkeit (18) den Strahldüsen (16) zugeführt wird, zu verändern. Method according to claim 10 or 11, characterized in that by means of the control device (22) a high pressure pump unit (24) is provided. is controlled, preferably regulated, in order to change the pressure with which the liquid (18) is supplied to the jet nozzles (16).
3. Verfahren nach Anspruch 12, soweit rückbezogen auf Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druck für die den Strahldüsen (16) zugeführten Flüssigkeit (18) erhöht wird, falls die Oberflächenqualität des Werkstücks (12) den vorbestimmten Sollwert unterschreitet, oder dass der Druck für die den Strahldüsen (16) zugeführten Flüssigkeit (18) solange vermindert wird, solange die Oberflächenqualität des Werkstücks (12) den vorbestimmten Sollwert einhält. 3. The method of claim 12, as far as referring back to claim 1 1, characterized in that the pressure for the jet nozzles (16) supplied liquid (18) is increased if the surface quality of the workpiece (12) falls below the predetermined target value, or the pressure for the jet (16) supplied to the liquid (18) is reduced as long as the surface quality of the workpiece (12) adheres to the predetermined desired value.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuereinrichtung (22) ein Abstand (A), den die Strahldüsen-Anordnung (14; 28; 36; 38) zu einer Oberfläche (20) des Werkstücks (12) aufweist, gesteuert, vorzugsweise geregelt, verändert wird, wobei der Abstand (A) der Strahldüsen-Anordnung (14; 28; 36; 38) zur Oberfläche des Werkstücks (12) vermindert wird, falls die Oberflächenqualität des Werkstücks (12) den vorbestimmten Sollwert unterschreitet, oder wobei der Abstand (A) der Strahldüsen-Anordnung (14; 28; 36; 38) zur Oberfläche (20) des Werkstücks (12) solange vergrößert wird, solange die Oberflächenqualität des Werkstücks (12) den vorbestimmten Sollwert einhält. 4. The method according to any one of claims 1 1 to 13, characterized in that by means of the control device (22) has a distance (A), the jet nozzle arrangement (14; 28; 36; 38) to a surface (20) of the workpiece (12), controlled, preferably regulated, wherein the distance (A) of the jet nozzle arrangement (14; 28; 36; 38) is reduced to the surface of the workpiece (12), if the surface quality of the workpiece (12) falls below the predetermined target value, or wherein the distance (A) of the jet nozzle assembly (14; 28; 36; 38) to the surface (20) of the workpiece (12) is increased as long as the surface quality of the workpiece (12) the predetermined target value comply.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorschubgeschwindigkeit (v) des Werkstücks (12) in seiner Bewegungsrichtung (X) vermindert wird, falls die Oberflächenqualität des Werkstücks (12) den vorbestimmten Sollwert unterschreitet, oder dass eine Vorschubgeschwindigkeit (v) des Werkstücks in seiner Bewegungsrichtung (X) solange erhöht wird, solange die Oberflächenqualität des Werkstücks (12) den vorbestimmten Sollwert einhält. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächeninspektionseinrichtung (26) in Bezug auf die Bewegungsrichtung (X) des Werkstücks (12) stromabwärts von der Strahldüsen-Anordnung (14; 28; 36; 38) und ortsnah hierzu angeordnet ist. 5. The method according to any one of claims 1 1 to 14, characterized in that a feed rate (v) of the workpiece (12) in its direction of movement (X) is reduced if the surface quality of the workpiece (12) falls below the predetermined target value, or a feed rate (v) of the workpiece in its direction of movement (X) is increased as long as the surface quality of the workpiece (12) adheres to the predetermined target value. Method according to one of claims 10 to 15, characterized in that the surface inspection device (26) with respect to the direction of movement (X) of the workpiece (12) downstream of the jet nozzle assembly (14; 28; 36; 38) and arranged close thereto is.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Strahldüsen-Anordnung (14.2) vorgesehen ist, die angrenzend zur ersten Strahldüsen-Anordnung (14.1 ) und in Bezug auf eine Bewegungsrichtung (X) des Werkstücks stromaufwärts oder stromabwärts davon angeordnet und mit der Steuereinrichtung (22) signaltechnisch verbunden ist, wobei, falls die Oberflächenqualität des Werkstücks (12) den vorbestimmten Sollwert unterschreitet, die zweite Strahldüsen-Anordnung (14.2) ergänzend zu der ersten Strahldüsen- Anordnung (14.1 ) zugeschaltet wird und dann aus den Strahldüsen (16) der zugeschalteten zweiten Strahldüsen-Anordnung (14.2) Flüssigkeit (18) unter Hochdruck auf eine Oberfläche (20) des Werkstücks (12) gespritzt wird. Method according to one of claims 10 to 16, characterized in that a second jet nozzle arrangement (14.2) is provided, which is arranged adjacent to the first jet nozzle arrangement (14.1) and with respect to a movement direction (X) of the workpiece upstream or downstream thereof and with the control device (22) is technically connected, wherein, if the surface quality of the workpiece (12) falls below the predetermined setpoint, the second jet nozzle assembly (14.2) in addition to the first jet nozzle arrangement (14.1) is switched on and then from the Jet nozzles (16) of the switched-second jet nozzle assembly (14.2) liquid (18) is sprayed under high pressure on a surface (20) of the workpiece (12).
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