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Dokumentenidentifikation DE4330519B4 05.08.2004
Titel Entzunderungsvorrichtung
Anmelder SMS Demag AG, 40237 Düsseldorf, DE
Erfinder Rosenthal, Dieter, 57572 Niederfischbach, DE;
Pfeiffer, Joachim, 57271 Hilchenbach, DE;
Grafe, Horst, 57271 Hilchenbach, DE;
Münker, Max, 57271 Hilchenbach, DE;
Hild, Berthold, 57299 Burbach, DE
Vertreter Patentanwälte Valentin, Gihske, Große, 57072 Siegen
DE-Anmeldedatum 09.09.1993
DE-Aktenzeichen 4330519
Offenlegungstag 16.03.1995
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 05.08.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.08.2004
IPC-Hauptklasse B21B 45/08
IPC-Nebenklasse F04B 49/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Entzunderungsvorrichtung für Brammen oder Bänder in Warmwalzwerken mit durch eine Druckwasser-Kolbenpumpe gespeisten Düsen zum Entfernen von auf der Oberfläche haftendem Zunder.

Beim Entzundern von Brammen und Bändern vor dem Warmwalzen wird zwischen Primär- und Sekundärzunder unterschieden. Sekundärzunder entsteht auf bereits gewalztem Material, wenn dieses auf Walztemperatur aufgeheizt bzw. auf dieser Temperatur gehalten wird. Unter Primärzunder versteht man den Zunder, der nach dem Gießen von Brammen bzw. Bändern an dem Material entsteht. Der Primärzunder sitzt weitaus fester am Material als Sekundärzunder. Wird das gegossene Material noch eine zeitlang auf Temperatur gehalten, so bildet sich noch mehr und fester sitzender Zunder. Die Haftung des Zunders ist zudem stark abhängig von den entsprechenden Einsatz-Werkstoffen.

Die Entzunderung von mit Sekundärzunder behafteten Brammen oder Bändern wird mit Druckwasser durchgeführt, das über Düsen auf die Oberfläche der Bramme oder des Bandes aufgespritzt wird. Das Druckwasser wird in der Regel von Kreiselpumpen gefördert, die bis maximal 300 bar arbeiten. Die entstehende spezifische Auftreffkraft und die Wassermenge bestimmt den Entzunderungseffekt. Mit dieser Anordnung werden bei Sekundärzunder zufriedenstellende Ergebnisse erzielt.

Zunehmend werden Brammen und Bänder jedoch gegossen und aus der Gießhitze evtl. unter Zwischenschaltung eines Ausgleichsofens warmgewalzt. Es muss daher festsitzender Primärzunder entfernt werden. Die Entzunderungswirkung ist von der Wassermenge und dem Druck abhängig, woraus sich u.a. die Auftreffkraft ergibt.

Bei kontinuierlichem Guss und anschließendem Warmwalzen aus der Gießhitze beträgt die Einzugsgeschwingigkeit am ersten Warmwalzgerüst ca. 1/3 von der bei bereits gewalztem Material. Durch diese Geschwindigkeitsunterschiede wird schon bei gleicher Wassermenge pro Zeit das gegossene Material gegenüber dem vorgewalzten Material so stark abgekühlt, dass die Mindesttemperatur für den Warmwalzvorgang unterschritten wird. Selbst wenn man die Wassermenge pro Zeit auf die langsamere Einzugsgeschwindigkeit umrechnet, ist eine Erhöhung der Wassermenge bei gegossenen Materialien kaum möglich, da das Material allein durch den langsameren Einzug schon stärker abkühlt und bei Erhöhung der Wassermenge eine zu starke Auskühlung erfolgen würde.

Demnach bleibt nur noch zur Erhöhung der Auftreffkraft des Wassers die Erhöhung des Druckes übrig. Da hier Drücke bis zu 600 bar notwendig werden, mussten die Kreiselpumpen durch Kolbenpumpen ersetzt werden. Es zeigte sich jedoch, dass die Entzunderungsvorrichtung bei derart hohen Drücken einem starken Verschleiß unterworfen war.

Die DE 89 09 713 U1 offenbart bereits ein Pumpenaggregat für ein Druckmedium mit parallel geschalteten Pumpen, die jedoch je nach Abnahmemenge des Mediums durch den Verbraucher einzeln ein- und abschaltbar sind. Die Zuschaltung der Pumpen erfolgt lediglich, um den durch weitere Abnehmer größeren Verbrauch zu decken. Eine Erhöhung des Drucks ist nicht offenbart.

Die DE 32 01 842 A1 offenbart zwar bereits Axialkolbenpumpen, Maßnahmen zur Druckerhöhung werden jedoch nicht offenbart.

Die DE 42 07 566 A1 offenbart eine Taumelscheibenpumpe mit variablem Volumenstrom, wobei beim Anfahren der Pumpe ein möglichst kleiner Volumenstrom erzeugt werden soll und bei der durch Winkelverstellung der Taumelscheibe der Volumenstrom vergrößert werden kann. Auch hier ist eine Erhöhung des Drucks nicht vorgesehen.

Der Endung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Entzunderungsvorrichtung auch für Primärzunder so weiter zu entwickeln, dass der Druck den Erfordernissen angepasst werden kann und damit der Verschleiß und die Kosten für die Entzunderung verringert werden.

Eine mögliche Teillösung wäre, die Kolbenpumpe in ihrer Drehzahl und daher in ihrer Fördermenge einstellbar zu gestalten. Eine Förderpumpe, die über einen Bereich von 0 bis ca. 600 bar einstellbar sein soll, ist jedoch sehr voluminös und teuer, so dass zwar der Verschleiß jedoch nicht der Kostenaufwand verkleinert werden könnte.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass mindestens eine weitere Druckwasserkolbenpumpe vorgesehen ist, dass die Kolbenpumpen parallel geschaltet sind und dass die Pumpen jeweils separat ein- und abschaltbar sind.

Kolbenpumpen können im Gegensatz zu Kreiselpumpen einen nahezu konstanten Volumenstrom druckunabhängig fördern (siehe 1 in der das P/Q-Verhalten einer Kolbenpumpe gezeigt ist). Der Widerstand von Düsen und Leitungen einer Entzunderungsanlage lässt dagegen die Abhängigkeit des Drucks vom Volumenstrom als Quadratfunktion erkennen (siehe 2 Düsen-Widerstands-Kennlinie).

Die Widerstandskennlinie einer Entzunderungsanlage entspricht damit, wenn keine Änderungen der Anzahl der Düsen oder der Größe der Düsenöffnungen vorgenommen wird, einer bestimmten Quadratfunktion. Eine Erhöhung des Drucks an den Düsen kann demnach nur auf der Linie der Quadratfunktion erfolgen, d. h., es muss für eine Druckerhöhung auch eine Erhöhung des Druchflusses in Kauf genommen werden. Durch Zu- bzw. Abschalten von Kolbenpumpen kann somit mittels Veränderung des Gesamtvolumenstroms eine Erhöhung bzw. Verringerung des Drucks und damit eine Anpassung der effektiven Auftreffkraft des Wassers auf die Bramme bzw. das Band erzielt werden (siehe 3).

Von Vorteil ist, wenn mindestens eine Kolbenpumpe in ihrem Volumenstrom einstellbar ist. Dadurch lässt sich jeder Schnittpunkt auf der Widerstandskennlinie einstellen, so dass ein noch optimaleres Druck/Volumenstromverhältnis realisierbar ist.

Werden wie im Anspruch 3 beansprucht im wesentlichen gleiche Kolbenpumpen vorgesehen, so ist die Herstellung, Anordnung und Lagerhaltung von Kolbenpumpen kostengünstig möglich.

Durch Änderung der Widerstandskennlinie mittels Veränderung der Düsenanzahl bzw. der Öffnungsquerschnitte der Düsen lassen sich in Verbindung mit den Kolbenpumpen noch weitere Druck/Volumenstromverhältnisse einstellen, wobei eine steilere Widerstandskennlinie schon bei kleinen Volumenstromänderungen große Druckänderungen bewirkt während bei einer flacheren Widerstandskennlinie größere Volumenänderungen notwendig sind, um wesentliche Druckänderungen zu erzielen.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen

1 in diagrammatischer Darstellung das P/Q-Verhältnis von Kolbenpumpen,

2 ein Beispiel für eine Düsen-Widerstands-Kennlinie,

3 diagrammatisch die Einstellbarkeit des Systemdrucks mittels mehrerer Kolbenpumpen und

4 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Entzunderungsvorrichtung.

4 zeigt gegossenes, zu walzendes Gut, wie z. B. eine Bramme 1. Im Bereich der Bramme 1 sind zwischen einem Treiber 2 und dem ersten Gerüst 3 einer Warmwalzstraße Düsen 4, 4' einer Entzunderungseinrichtung 5 angeordnet. Die Düsen 4, 4' sind mit zwei Kolbenpumpen 6, 7, verbunden, die über einen Filter 8 Wasser aus einem Tank 9 entnehmen und zu den Düsen 4, 4' transportieren. Die Kolbenpumpen 6, 7 sind über eine schematisch dargestellte Steuervorrichtung 10 jeweils separat ansteuerbar.

1 Bramme 2 Treiber 3 Walzgerüst 4 Düsen 5 Entzunderungseinrichtung 6 Kolbenpumpe 7 Kolbenpumpe 8 Filter 9 Tank 10 Steuervorrichtung

Anspruch[de]
  1. Entzunderungsvorrichtung für Brammen (1) oder Bänder in Warmwalzwerken mit durch eine Druckwasser-Kolbenpumpe (6) gespeisten Düsen (4, 4') zum Entfernen von auf der Oberfläche haftendem Zunder, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Druckwasser-Kolbenpumpe (7) vorgesehen ist, dass die Kolbenpumpen (6, 7) parallel geschaltet sind, und dass die Pumpen (6, 7) jeweils separat ein- und abschaltbar sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Kolbenpumpe (6, 7) in ihrem Volumenstrom einstellbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen gleiche Kolbenpumpen (6, 7) vorgesehen sind.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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