EP3784433A1 - Schleifvorrichtung - Google Patents

Schleifvorrichtung

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EP3784433A1
EP3784433A1 EP19720770.7A EP19720770A EP3784433A1 EP 3784433 A1 EP3784433 A1 EP 3784433A1 EP 19720770 A EP19720770 A EP 19720770A EP 3784433 A1 EP3784433 A1 EP 3784433A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grinding
pressure air
nozzle
slab
air nozzle
Prior art date
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Pending
Application number
EP19720770.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jacques-Olivier Lambert
Jean-Louis Maurice
Gilles Schwirtz
Egon Evertz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Egon Evertz KG GmbH and Co
Original Assignee
Egon Evertz KG GmbH and Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Egon Evertz KG GmbH and Co filed Critical Egon Evertz KG GmbH and Co
Publication of EP3784433A1 publication Critical patent/EP3784433A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B55/00—Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/02—Equipment for cooling the grinding surfaces, e.g. devices for feeding coolant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B55/00—Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/06—Dust extraction equipment on grinding or polishing machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/033—Other grinding machines or devices for grinding a surface for cleaning purposes, e.g. for descaling or for grinding off flaws in the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/07—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor involving a stationary work-table
    • B24B7/075—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor involving a stationary work-table using a reciprocating grinding head mounted on a movable carriage

Definitions

  • the invention relates to a device for grinding a continuously cast product, in particular a slab, a billet or block, with at least one rotating grinding wheel attached to a grinding head.
  • grinding devices can be processed steel, in particular in the form of steel slabs, which are produced in a slab caster.
  • slabs are generally cuboid.
  • the slab coming from the casting process has production-related surface defects, which exist, for example, in the form of grooves, grooves, cracks or other undesirable inclusions.
  • Flämmbearbeitung has the disadvantage that melted material can not be melted again without treatment due to the high oxygen content.
  • EP 2 032 285 therefore, a surface treatment by milling is proposed.
  • hot milling chips which must be removed from the work area.
  • the roll or face milling cutters used must also be cooled in order to prevent overheating of the milling tools, which would lead to considerable wear.
  • For cooling cooling lubricants are used, which make immediate further processing of the removed chips impossible.
  • the cooling lubricant must be disposed of separately as hazardous waste.
  • the present invention relates to both surface grinding operations in which the
  • Grinding wheel axis is oriented. Such devices are described for example in DE 101 48 183 A1. It is an object of the present invention to provide a grinding device that performs a leading to an improved surface quality grinding work.
  • the device according to claim 1 which is characterized in that at least one high-pressure air nozzle is arranged on the grinding head, which blows the continuously cast product before the grinding of adhering or resting particles without the use of a liquid.
  • the advantage of such a grinding device is that dust grains
  • Metal chips or other adhering particles are removed before the grindstone reaches the relevant processing zone.
  • abraded particles from the grinding wheel that are harder than (slab) steel are blown away, thus not forcing these particles into the slab surface during grinding
  • the high pressure air nozzle or nozzles are integrated on the grinding head, so that by this assembly, the distance of the grinding wheels to the high pressure air nozzle and the jet direction is fixed and remains unchanged even during the movement of the head to guide the grinding wheel.
  • Milling operations that produce chips, which then have to be disposed of, can be the blown sanding dust, for example by a
  • two or more high-pressure air nozzles are arranged on both sides of the grinding wheel or each grinding wheel, so that at least one high-pressure air nozzle is operable at a direction of grinding, which blows away particles before grinding.
  • the pressurization of the nozzles can be done by the same control, which also initiates the change of direction during grinding.
  • the pressures used are preferably at least 2 bar (2 ⁇ 10 5 Pa), in particular between 5 bar and 120 bar ( 5 ⁇ 10 5 Pa to 12 ⁇ 10 6 Pa).
  • the air outlet velocity at the nozzle is at least 100 m / sec, preferably more than 200 m / sec.
  • Fig. 1 is a schematic diagram for illustrating the state of the
  • FIG. 2 is a schematic diagram according to the present invention with an additionally used high-pressure air nozzle
  • Fig. 3 shows a first embodiment of a grinding head with a
  • FIG. 4 shows a second embodiment of a grinding head with a
  • the grinding wheel 10 shown in Fig. 1 is used to treat a slab 11, wherein in the example shown, the slab is moved along the arrow 12 until the grinding work was done over the entire slab length. Subsequently, the slab 1 1 is advanced in the vertical direction to the longitudinal axis to pass through the next slideway in the longitudinal axial direction.
  • Remaining abrasive grains or metal or dust grains as well as defect inclusions on the slab surface are indicated by reference numeral 13.
  • the slab is moved in the direction of the arrow 12 during the grinding process.
  • the fixed grinding wheel 10 is located on a grinding head, not shown, which additionally serves as a support for a nozzle 14 which is flattened towards the front and forms a nozzle slot, from which air flows under high pressure.
  • the air jet is directed so that it blows away the grains and dusts lying in front of the grinding wheel as well as the resulting sanding dust caused by the grinding process
  • Abrasion of the grinding wheel can be generated.
  • the grinding wheel 10 and the high-pressure air nozzle 14 are fastened to a grinding head 15.
  • the embodiment according to FIG. 4 differs from that described above in that two high-pressure air nozzles 141 and 142 are provided, which are arranged offset on both sides of the grinding wheel 10 and which are operated alternately, so that grinding wheel movements to the slab in two directions (see double arrow 17). respectively. It is the high-pressure air nozzle with compressed air subjected to which slightly offset unprocessed grinding areas as well as resulting grinding dust.
  • the exiting air flow is identified by reference numeral 18.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen eines stranggegossenen Produktes, insbesondere einer Bramme (11), eines Knüppels oder Blocks, mit mindestens einer rotierend betriebenen Schleifscheibe (10), die an einem Schleifkopf (15) befestigt ist. Erfindungsgemäß ist am Schleifkopf (15) zusätzlich mindestens eine Hochdruckluftdüse (14) angeordnet, die das stranggegossene Produkt vor der Schleifbearbeitung von anhaftenden oder aufliegenden Partikeln freibläst.

Description

Schleifvorrichtunq
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen eines stranggegossenen Produktes, insbesondere einer Bramme, eines Knüppels oder Blocks, mit mindestens einer rotierend betriebenen Schleifscheibe, die an einem Schleifkopf befestigt ist.
Mit solchen Schleifvorrichtungen lassen sich Halbzeuge aus Stahl, insbesondere in Form von Stahlbrammen bearbeiten, die in einer Brammenstranggießanlage hergestellt werden. Solche Brammen sind in der Regel quaderförmig. Die aus dem Gießvorgang kommende Bramme weist fertigungsbedingte Oberflächenfehler auf, die beispielsweise in Form von Riefen, Rillen, Rissen oder anderen unerwünschten Einschlüssen bestehen.
Für die Oberflächenbearbeitung bieten sich verschiedene Verfahren wie das
Flämmen, Fräsen oder Schleifen an.
Die Flämmbearbeitung hat den Nachteil, dass abgeschmolzenes Material in Folge des hohen Sauerstoffgehalts nicht wieder ohne Aufbereitung eingeschmolzen werden kann. In der EP 2 032 285 wird daher eine Oberflächenbehandlung durch Fräsen vorgeschlagen. Nachteiligerweise entstehen hierbei heiße Frässpäne, die aus dem Arbeitsbereich abgefördert werden müssen. Die eingesetzten Walzen- oder Stirnfräser müssen zudem gekühlt werden, um eine Überhitzung der Fräswerkzeuge zu verhindern, die zu einem erheblichen Verschleiß führen würde. Zur Kühlung werden Kühlschmiermittel verwendet, die eine unmittelbare Weiterverarbeitung der abgetragenen Späne unmöglich machen. Bevor solche Späne wieder
eingeschmolzen werden, müssen sie gewaschen und von den Kühlschmiermitteln separiert werden; das Kühlschmiermittel muss als Sondermüll getrennt entsorgt werden.
In diesem Zusammenhang ist erwähnt worden, dass eine Abförderung der Späne durch Hilfsmittel wie ein Luftgebläse oder ein Wasserstrahl, die hinter der Frässtation angeordnet sind, unterstützt werden kann. Beim Schleifen besteht die Gefahr, dass sich Staub oder andere unerwünschte Partikel, die an der Oberfläche anhaften, beim Schleifen in die geschliffene Oberfläche eingedrückt werden, was die Qualität der geschliffenen Oberfläche minimiert. Absauganlagen oder Kühlwasserzugaben helfen nur bedingt.
Die vorliegende Erfindung betrifft sowohl Planschleifvorgänge, bei denen die
Schleifscheibe pendelnd vertikal zur Vorschubrichtung einer Bramme hin und her bewegt wird als auch solche Schleifvorrichtungen, bei denen ein Schleifarm mit einem endseitig befestigten Schleifwerkzeug mit seiner Längsachse und einem spitzen Winkel in der Größenordnung zwischen 25° bis etwa 65° zur
Schleifscheibendrehachse orientiert ist. Solche Vorrichtungen werden beispielsweise in der DE 101 48 183 A1 beschrieben. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schleifvorrichtung anzugeben, die ein zu einer verbesserten Oberflächenqualität führende Schleifarbeit leistet.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass an dem Schleifkopf mindestens eine Hochdruckluftdüse angeordnet ist, die das stranggegossene Produkt vor der Schleifbearbeitung von anhaftenden oder aufliegenden Partikeln ohne Einsatz einer Flüssigkeit freibläst. Der Vorteil einer solchen Schleifvorrichtung besteht darin, dass Staubkörner,
Metallsplitter oder andere anhaftende Partikel entfernt werden, bevor der Schleifstein die betreffende Bearbeitungszone erreicht. Insbesondere werden abgeschliffene Partikel vom Schleifrad, die härter als (Brammen-)Stahl sind, weggeblasen, womit diese Partikel nicht in die Brammenoberfläche beim Schleifen eingedrückt
beziehungsweise eingepresst werden. Die Hochdruckluftdüse oder Düsen sind am Schleifkopf integriert, so dass durch diese Montage der Abstand der Schleifscheiben zur Hochdruckluftdüse und deren Strahlrichtung fest einstellbar ist und auch bei der Bewegung des Kopfes zur Führung der Schleifscheibe unverändert bleibt.
Besondere Entsorgungsprobleme wie bei der Verwendung von Kühlschmiermitteln oder anderen Flüssigkeiten oder konstruktiv aufwendige Vorrichtungen zum
Auffangen von flüssigem Kühlmittel sind nicht erforderlich. Durch das Freiblasen der Halbzeug-Oberfläche vor dem Schleifen kann die Oberflächengüte des zu behandelnden Schleifgutes erheblich verbessert werden. Im Gegensatz zu
Fräsbearbeitungen, bei denen Späne anfallen, die anschließend entsorgt werden müssen, lässt sich der weggeblasene Schleifstaub zum Beispiel durch eine
Absaugung erheblich leichter entsorgen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind am Schleifkopf zwei oder mehr Hochdruckluftdüsen beidseitig der oder jeder Schleifscheibe angeordnet, so dass bei einem Schleifrichtungswechsel mindestens eine Hochdruckluftdüse betreibbar ist, die vor der Schleifbearbeitung Partikel wegbläst. Auf diese Weise ist auch eine pendelnde oder hin und her führende Schleifbearbeitung ohne Umrüstung des Schleifkopfes möglich. Die Druckbeaufschlagung der Düsen kann durch dieselbe Steuerung erfolgen, die auch den Richtungswechsel beim Schleifen einleitet.
Vorhandene Hochdruckluftdüsen können abwechselnd aus ein und derselben Druckluftquelle gespeist werden.
Durch Verwendung einer Flachstrahldüse können vorzugsweise nicht nur die vor der Schleifscheibe liegenden beziehungsweise anhaftenden Partikel, sondern auch beim Schleifen entstehende Schleifstäube unmittelbar weggeblasen werden.
Die verwendeten Drücke liegen vorzugsweise bei mindestens 2 bar (2x105Pa), insbesondere zwischen 5 bar und 120 bar (5x105Pa bis 12x106Pa). Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Luftaustrittsgeschwindigkeit an der Düse mindestens 100 m/sec, vorzugsweise mehr als 200 m/sec.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipskizze zur Darstellung der nach dem Stand der
Technik bekannten Schleifbehandlung einer Bramme,
Fig. 2 eine Prinzipskizze gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer zusätzlich verwendeten Hochdruckluftdüse,
Fig. 3 eine erste Ausführungsform eines Schleifkopfes mit einer
Schleifscheibe sowie einer einzigen Düse und Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines Schleifkopfes mit einer
Schleifscheibe und zwei montierten Hochdruckluftdüsen.
Die in Fig. 1 dargestellte Schleifscheibe 10 dient zur Behandlung einer Bramme 11 , wobei im dargestellten Beispiel die Bramme entlang des Pfeiles 12 bewegt wird, bis die Schleifarbeit über die gesamte Brammenlänge geleistet wurde. Anschließend wird die Bramme 1 1 in vertikaler Richtung zur Längsachse vorgerückt, um die nächste Schleifbahn in längsaxialer Richtung zu durchlaufen.
Verbliebene Schleifkörner oder Metall- oder Staubkörner sowie Defekteinschlüsse an der Brammenoberfläche sind durch Bezugszeichen 13 angedeutet.
Nach der vorliegenden Erfindung und wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird während des Schleifvorgangs die Bramme in Richtung des Pfeiles 12 bewegt. Das ortsfeste Schleifrad 10 befindet sich an einem nicht dargestellten Schleifkopf, der zusätzlich als Halterung für eine Düse 14 dient, die zur Vorderseite hin abgeflacht ist und einen Düsenschlitz bildet, aus dem unter hohem Druck Luft strömt. Der Luftstrahl ist so gerichtet, dass er die vor der Schleifscheibe liegenden Körner und Stäuben ebenso wegbläst wie entstehende Schleifstäube die durch den Schleifvorgang, beim
Abrieben des Schleifrades erzeugt werden.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich sind die Schleifscheibe 10 sowie die Hochdruckluftdüse 14 an einem Schleifkopf 15 befestigt.
Die relative Fortbewegungsrichtung des Schleifkopfes in Bezug auf die Bramme 1 1 ist durch Pfeil 16 gekennzeichnet.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der vorher beschriebenen dadurch, dass zwei Hochdruckluftdüsen 141 und 142 vorgesehen sind, die beidseitig versetzt zur Schleifscheibe 10 angeordnet sind und die alternierend betrieben werden, so dass Schleifscheibenbewegungen zur Bramme in zwei Richtungen (siehe Doppelpfeil 17) erfolgen. Es ist jeweils die Hochdruckluftdüse mit Druckluft beaufschlagt, welche leicht versetzt unbearbeitete Schleifbereiche sowie entstehenden Schleifstaub freibläst. Der austretende Luftstrom ist mit Bezugszeichen 18 gekennzeichnet.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zum Schleifen eines stranggegossenen Produktes, insbesondere einer Bramme (1 1 ), eines Knüppels oder Blocks, mit mindestens einer rotierend betriebenen Schleifscheibe (10), die an einem Schleifkopf (15) befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
an dem Schleifkopf (15) mindestens eine Hochdruckluftdüse (14) angeordnet ist, die das stranggegossene Produkt vor der Schleifbearbeitung von anhaftenden oder aufliegenden Partikeln freibläst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass am
Schleifkopf (15) zwei oder mehr Hochdruckluftdüsen (141 , 142) beidseitig des oder in der Schleifscheibe (10) angeordnet sind, so dass bei einem
Schleifrichtungswechsel mindestens eine Hochdruckluftdüse (141 , 142) betreibbar ist, die vor der Schleifbearbeitung Partikel wegbläst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Düse (14) relativ zur Schleifscheibe (10) so angeordnet ist, dass sie sowohl vor der Schleifbearbeitung Partikel wegbläst als auch zum unmittelbaren Wegblasen des entstehenden Schleifstaubes dient.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckluftdüse einen Luftdruck von mindestens 2x105 Pa,
vorzugsweise 5x105 Pa bis 12x106 Pa erzeugt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckluftdüse als Flachstrahldüse ausgebildet ist und/oder zur Abstrahlung von Luft mit einer Luftaustrittsgeschwindigkeit von mindestens 100 m/sec, vorzugsweise mindestens 200 m/sec ausgebildet ist.
EP19720770.7A 2018-04-24 2019-04-12 Schleifvorrichtung Pending EP3784433A1 (de)

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