METHOD OF PRODUCING BEARDLESS CONTINUOUS CASTING PIECES AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT THE METHOD

Abstract: 1. A method of producing flash-free continuous castings (4), flashes (6) which arise on the bottom edge because of flame cutting being melted and blown away by the kinetic energy of a gas stream, oxygen being blown inclinedly towards the underside (4a) of the workpiece perpendicularly to the cutting direction (2), characterized in that gases are injected downwardly into the cut (5) after the cutting torch (3) and the residual flashes (6) which arise are removed by means of cutting rolls (15) or by air being blown in the cutting direction (2) adjacent the cut (5) at an angle (beta) of from 3 to 10 degrees to the workpiece underside (4a).

Description: Verfahren zum Erzeugen bartfreier Stranggussstücke und Vorrichtung zu dessen Durchführung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen bartfreier Stranggussstücke, bei dem die durch Brennschneiden an der Brennschnittunterkante entstehenden Bärte aufgeschmolzen und durch die kinetische Energie eines Gasstrahles weggeblasen werden. So ist es beispielsweise bekannt, aus Flachdüsen einen Luftstrom gegen die sich ausbildenden Bärte zu richten. Der Bart wird zwar dabei verringert, jedoch ist der verbleibende Restbart zu gross und hängt zu fest am Grundmaterial des Werkstückes. Ein ungenügendes Ergebnis wird auch erzielt, wenn Sauerstoff gegen den Bart gerichtet wird, indem ebenfalls zu grosse Restbärte stehen bleiben. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren verfügbar zu machen, bei dem eine vollständige Beseitigung von Brennschneidbärten in einer wirtschaftlichen und apparativ vergleichsweise wenig aufwendigen Weise erzielt wird. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass Sauerstoff rechtwinklig zur Schneidrichtung unter einem Winkel von 10 bis 300 gegen die Werkstückunterfläche geblasen wird, dass Gase von oben in die Schnittfuge hinter dem Schneidstrahl eingeblasen werden und dass die entstehenden Restbärte entfernt werden. Mit Vorteil wird Luft unter einem Winkel von 3 bis 300 zur Werkstückunterfläche neben die Schnittfuge in Schneidrichtung geblasen, wobei die Luft mit Sauerstoff zu einem Luft-Sauerstoff-Gemisch angereichert werden kann. Zweckmässig wird Luft von oben in die Schnittfuge eingeblasen. Eine Abwandlung des Verfahrens besteht darin, dass die entstehenden Restbärte durch von unten gegen die Werkstückkante angepresste Schneidrollen zur Schnittfuge hin abgeschert werden. Die Erfindung macht gleichermassen eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens verfügbar, die darin besteht, dass rechtwinklig zur Schneidrichtung unter einem Winkel von 10 bis 300 gegen die Werkstückunterfläche Flämmblasdüsen gerichtet sind, dass hinter dem Schneidstrahl über der Schnittfuge Schnittfugensäuberungsdüsen angeordnet sind und dass Restputzdüsen neben der Schnittfuge in Schneidrichtung unter einem Winkel von 3 bis 300 zur Werkstückunterfläche gerichtet sind. Weitere Besonderheiten hinsichtlich der Düsen anordnungen sind in entsprechenden Unteransprüchen gekennzeichnet. Eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung besteht darin, dass zum Entfernen der Restbärte Schneidrollen vorgesehen sind, die von unten gegen das Werkstück gedrückt sind und die eigentlichen Schnittkanten um maximal Schnittfugenbreite überragen und in Schneidrichtung den maximalen Bart- oder Bartrestquerschnitt entsprechend ausreichend versetzt hintereinander angeordnet sind. Weitere erfinderische Besonderheiten hinsichtlich der Schneidrollenanordnung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Gemäss einer Fortbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schneiddüsen mit der Bartbeseitigungseinrichtung zu einer Arbeitseinheit zusammengefasst sind. Zum Längsteilen eines Werkstücks in mehrere Teilstücke sind mit Vorteil mehrere Arbeitseinheiten vorgesehen, wobei jede für sich motorisch mit Wegmessung verstellbar ist. Eine zweckmässige Ausbildung besteht darin, dass die Arbeitseinheiten auf einem höhenverstellbaren Tisch montiert sind und die genauen Düsenhöhenabstände nach der Lage eines auf der Werkstückoberfläche schleifenden Tasthebels nachstellbar sind. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Arbeitseinheit, auf einem mit Schneidgeschwindigkeit längsverfahrbaren Wagen angeordnet, über und unter das Werkstück reicht und ein das Werkstück während des Schneidens unterstützender Zu- und Abführrollgang mit absenkbaren Rollen zum jeweiligen Absenken im Arbeitsbereich ausgerüstet ist. Um die absolute Breite und genaue Lage des Werkstücks zu messen, sind an den beiden Seiten des Werkstücks Messrollen vorgesehen, die Messergebnisse zur Steuerung der Arbeitseinheit zum Erzielen gleich breiter Teilstücke an einen Rechner geben, der den jeweiligen Brenner Querverfahrmotor steuert. Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Düsenan ordnung gemäss dem erfindungsgemässen Verfah ren und seiner Vorrichtung; Fig. 2 eine Seitenansicht der Düsenanordnung nach Fig. 1; Fig. 3 eine Ansicht in Schneidrichtung auf die Dü senanordnung nach Fig. 1 Fig. 4 eine Teil-Vorderansicht einer Mehrfach Längsteilanlage und Fig. 5 eine Schneidrolle zur Restbartbeseitigung. In Fig. 1 ist schematisch die Anordnung der Düsen für ein Verfahren zum Erzeugen bartfreier Stranggussstücke bzw. einer Vorrichtung zur Durchführung in Draufsicht dargestellt, wobei das Werkzeug weggelassen ist, so dass die Düsen über und unter dem Werkstück sichtbar sind. Der Schneidbrenner 1, der sich in die durch den Pfeil 2 dargestellte Schneidrichtung bewegt, sendet einen Schneidstrahl 3 aus. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, wird dadurch in dem Werkstück 4 eine Schneidfuge 5 erzeugt. Dabei bilden sich an der Werkstückunterseite 4a Brennschneidbärte 6 aus. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, sind unterhalb des Werkstückes 4 Flämmblasdüsen angeordnet, die einen Sauerstoff rechtwinklig zur Schneidrichtung in einem Winkel von 10 bis 300 gegen die Werkstückunterfläche 4a aussenden. Im vorliegenden Beispiel wird der Sauerstoff mit einem Druck von 4 bar unter einem Winkel von 160 gegen die Werkstückunterfläche 4a geblasen. Durch die Sauerstoffstrahlen wird die aus der Schneidfuge austretende, sich an den unteren Schnittkanten 5a, 5b ansammelnde Schlacke zur Schnittfuge 5 zurückgetrieben und von einer Schneidfugensäuberungsdüse 8, die in Schneidrichtung 2 gesehen hinter dem Schneidstrahl 2 bzw. dem Schneidbrenner 1 angeordnet ist und Luft nach unten in die Schnittfuge 5 sendet, weggeblasen. Die auf jeder Seite der Schneidkanten 5a, 5b angeordneten Flämmblasdüsen 7 können mit schlitzförmigen oder runden Austrittsöffnungen 9 versehen sein. Ebenfalls unter dem Werkstück - wie vor allem aus Fig. 2 entnommen werden kann - ist eine Restputzdüse 10 unter dem Werkstück 4 angeordnet und sendet unter einem Winkel ss zur Werkstückunterfläche neben die Schneidfuge in Schneidrichtung Luft aus. Der Winkel ss beträgt 5 , kann aber 3 bis 300 betragen. Wie Fig. 2 zeigt, kann neben einem Luftstrahl 11 auch ein Sauerstoffstrahl 12 hinzutreten, so dass ein Luft-Sauerstoff-Gemisch gegen die Werkstückunterfläche 4a von der Restputzdüse 10 geblasen wird. Die Restputzdüse 10 weist eine Vielzahl von neben- und übereinander angeordneten Austrittsöffnungen auf, die in zwei getrennten Düsen oder in zwei Gruppen vorgesehen sind. Im einzelnen ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die folgende Anordnung der Düsen vorgesehen. Die Flämmblasdüsen 7 sind in einem Abstand A von 10 mm hinter und gegebenenfalls auch neben oder vor dem austretenden Schneidsauerstoffstrahl 3 auf die Schnittkanten 5a und 5b gerichtet. Der seitliche Abstand B der Flämmedüse 7 vom Schneidsauerstoffstrahl 3 beträgt 85 mm, so dass der Abstand C zwischen den beiden Flämmdüsen 170 mm beträgt. Die Flämmdüsen 7 senden einen Gasstrahl von einer Breite D von etwa 25 mm aus, wobei die Bohrungen in zwei Reihen versetzt angeordnet sind. Der Abstand E zwischen Werkstückunterkante 4a und Düsenkörper 7 beträgt 25 mm. Die Schneidfugensäuberungsdüse oder auch Abblasdüse 8 befindet sich in einem Abstand F von 20 bis 50 mm hinter dem Schneidstrahl 3 in einer Höhe G von 20 bis 120 mm über dem Werkstück 4. Die Schneidfugensäuberungsdüse oder Abblasdüse 8 weist schlitzförmige oder runde Gasaustrittsöffnungen auf, die einen Gasstrahl 13 in einer Breite H von 25 mm aussenden. Der Gasstrahl 3 muss auf alle Fälle eine entsprechende Länge in der Schnittfuge aufweisen und mit genügend Energie, die von den seitlich angeordneten Flämmblasdüsen weiterverbrannte, in die Schneidfuge zurückgeblasene Schlacke nach unten wegblasen, wie auch der Gasstrahl 11, 12 der Flämmblasdüsen bei geeigneten Mengen, Drücken und Strömungsgeschwindigkeiten bedarfsweise auch neben oder vor dem austretenden Schneidsauerstoffstrahl 3 auf die vorhandene und noch entstehende Schnittkante 5a bzw. 5b gerichtet ist. Der Abstand I der Restputzdüse 10 vom Schneidsauerstoffstrahl beträgt 125 mm und kann etwa 100 bis 150 mm betragen. Die Schneiddüse 1 ist in einem Abstand K von 120 mm über dem Werkstück 4 angeordnet und erzeugt je nach Druck - im vorliegenden Fall eine Schnittfugenbreite L von etwa 6 mm. Während der Sauerstoff der Flämmblasdüse 4 bar und die Luft der Ablassdüse 5 bar beträgt, sind die Drücke der Restputzdüse für den Luft- und Sauerstoff strahl 2 bar. Es ist einsichtig, dass je nach Düsenart bzw. -ausführung die Drücke bzw. Druckverluste, Mengen und Gasgeschwindigkeiten verschieden sind. Diese hängen auch ab von der Einstellung der Abstände, Drücke und Schneidgeschwindigkeiten sowie der Materialtemperatur. Dementsprechend ist auch die Bartbeseitigung unterschiedlich vollständig und die Zusammensetzung der Restbärte verschieden. Während der Schneidbart 40 bis 50 % verbranntes Eisen enthält, konnte bei dem Restbart ein Bestandteil von 80 bis 100 % Zunder, also verbranntes Eisen mit nur noch wenig Eisengehalt, festgestellt werden. Eine mittlere Bartgrösse wurde bei etwa 15 mm Dicke und 25 mm Breite je nach Betriebsbedingungen ermittelt, während die mittlere Restbartgrösse bei etwa 1,5 mm Dicke und etwa 6 mm Breite liegt. Nach dem Restbartputzen verbleibt mittlerer Zunderfilm oder Zunderstreifen von 0,5 mm x 3 mm, der mit dem Fingernagel abgedrückt werden kann, da keine metallische Verbindung mehr besteht. Bei guter Einstellung kann unter Umständen sogar eine metallisch blanke, wenn auch leicht abgerundete Kante entstehen. Die günstige Restbartzusammensetzung ermöglicht es auch, zum Entfernen der Restbärte Schneidrollen 15 vorzusehen. Wie Fig. 5 zeigt, ist die Schneidrolle 15 auf einer zur Werkstückunterkante 4a geneigt verlaufenden Welle 16 angeordnet, so dass die Schneidrolle 15 nur mit der angearbeiteten Ringfläche 17 das Werkstück berührt und dieses durch Reibung die Schneidrolle 15 dreht, wobei ein bestimmter Anpressdruck vorgesehen wird. Sie sind in einer Entfernung von etwa 100 mm unter dem Schneidstrahl 3 und von mindestens 50 mm von den Flämmblasdüsen 7 bzw. den Restbartdüsen 10 angeordnet. Für den Restbart einer jeden Schnittkante 5a 5b ist je eine Schneidrolle 15 vorgesehen, die die ihr zugeordnete Schnittkante 5b um maximal Schnittfugenbreite L überragt. Die beiden Schneidrollen 15 sind in Schneidrichtung dem Querschnitt der Restbärte 18 entsprechend ausreichend versetzt hintereinander angeordnet. Beim Betrieb ohne Nachputzdüsen 10 gibt es nur einen senkrechten Schlackenabtransport.Mit Nachputzdüsen wurde ein Schlackenvorlauf erzielt, der etwa 250 mm vor dem Schneidstrahl 3 ablöst und im Bogen nach unten fällt. Unter Berücksichtigung der sich ablösenden Funken und der vorlaufenden Schlackenmenge und ihres Fallwinkels kann ein nicht dargestellter bewässerter Schlackenfang aus Kupfer 300 bis 500 mm vor dem Schneidstrahl 3 angeordnet werden. Die Fortbildung der Erfindung, bei der die Schneiddüsen 1 mit der Bartbeseitigungseinrichtung, bestehend aus den Flämmblasdüsen 7 der Abblasdüse 8 und der Restputzdüse 10, zu einer Arbeitseinheit zusammengefasst sind, ermöglicht die verschiedenen Anwendungen, so insbesondere bei einer Mehrfachlängsteilanlage. Die in Fig. 4 dargestellte Längsteilanlage besitzt ein Maschinenportal, bestehend aus den Stützen 21, von denen nur eine gezeigt ist, und einem Querträger 22, auf dem ein Laufsteg 23 mit Geländer 24 vorgesehen ist. Auf einem Ausleger 25 sind Brennerwagen 26 angeordnet, welche die Brenner 1a bis 1c tragen. Diese Brenner 1a bis 1c können durch eine Höhenverstellungseinrichtugn 27 in Bezug auf das Werkstück 4 eingestellt werden. An den beiden Seiten des Werkstücks 4 sind Messrollen 28 vorgesehen, die die absolute Breite des Werkstücks 4 und seine genaue Lage messen. Die Messrolle 28 ist an bewegbaren Armen 29 befestigt, die sich durch Öffnungen in einer Schallschutzhaube 30 erstrecken. Die Schneidbrenner 1a bis 1c sind über Verbindungen 31a bis 31 c mit den zugehörigen Bartbeseitigungseinrichtungen 32a bis 32c zu Arbeitseinheiten verbunden. Die Bartbeseitigungseinrichtungen 32a bis 32c tragen an ihren Köpfen 33a bis 33c die Düsenanordnungen, wie sie bereits beschrieben worden sind. Für die Arbeitseinheiten sind eine Querverstelleinrichtung 34 und ein Höhenverstelltisch 35 vorgesehen. Auf diese Weise ist es möglich, dass zum Längsteilen eines Werkstücks 4 in mehrere Teilstücke jede Arbeitseinheit für sich motorisch mit Wegmessung verstellbar ist. Die Arbeitseinheiten sind auf einem höhenverstellbaren Tisch 35 montiert, so dass die genauen Düsenhöhenabstände nach der Lage eines auf der Oberfläche des Werkstücks 4 schleifenden Tasthebels, der nicht dargestellt ist, nachstellbar sind. Die beschriebenen Arbeitseinheiten sind auf einem mit Schneidgeschwindigkeit längs verfahrbaren Wagen angeordnet und reichen über und unter das Werkstück 4. Dieses ist während des Schneidens auf einem Rollgang angeordnet, dessen Rollen 36 im Arbeitsbereich abgesenkt werden können. Von den Messrollen 28 werden die Messergebnisse zur Steuerung der Arbeitseinheit zum Erzielen gleich breiter Teilstücke an einen Rechner gegeben, der den jeweiligen Brennerquerverfahrmotor 34 steuert. Eine Gassteuertafel 37 dient der einstellbaren Zuführung der für die Bartbeseitigungseinrichtung erforderlichen Gase.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Erzeugen bartfreier Stranggussstücke, bei dem die durch Brennschneiden an der Brennschneidunterkante entstehenden Bärte aufgeschmolzen und durch die kinetische Energie eines Gasstrahls weggeblasen werden, dadurch gekennzeichnet, dass Sauerstoff rechtwinklig zur Schneidrichtung (2) und unter einem Winkel (a) von 10 bis 300 gegen die Werkstückunterfläche (4a) geblasen wird, dass Gase von oben in die Schnittfuge (5) hinter dem Schneidstrahl (5) eingeblasen werden und dass die entstehenden Restbärte (6) entfernt werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Luft von oben in die Schnittfuge (5) eingeblasen wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unter einem Winkel (ss) von 3 bis 100 zur Werkstückunterfläche (4a) neben die Schnittfuge (5) in Schneidrichtung (2) Luft geblasen wird. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft mit Sauerstoff zu einem Luft-Sauerstoff-Gemisch angereichert wird. 5. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die entstehenden Restbärte (6) durch von unten gegen die Werkstückkante (5a, 5b) angepresste Schneidrollen (15) zur Schnittfuge (5) hin abgeschert werden. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass rechtwinklig zur Schneidrichtung unter einem Winkel (a) von 10 bis 300 gegen die Werkstückunterfläche (4a) Flämmblasdüsen (7) gerichtet sind, dass hinter dem Schneidstrahl (3) über der Schnittfuge (5) Schnittfugensäuberungsdüsen (8) angeordnet sind und dass Restputzdüsen (10) neben der Schnittfuge (5) in Schneidrichtung (2) unter einem Winkel (ss) von 3 bis 300 zur Werkstückunterfläche (4a) gerichtet sind. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seite 5a, 5b) eine oder mehrere Flämmblasdüsen (7) mit schlitzförmigen oder runden Austrittsöffnungen (9) vorgesehen sind. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flämmblasdüsen 7) etwa 10 mm hinter und gegebenenfalls auch neben oder vor dem austretenden Schneidsauerstoffstrahl (3) auf die Schnittkante (5a, 5b) gerichtet sind. 9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidfugensäuberungsdüsen (8) etwa 20 bis 50 mm hinter dem Schneidstrahl (3) und etwa 20 bis 120 mm über dem Werkstück (4) angeordnet sind und schlitzförmige oder runde Gasaustrittsöffnungen (13) aufweisen. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Restputzdüsen (10) in Schneidrichtung (2) neben der Schnittfuge (5) etwa 100 bis 150 mm hinter dem Schneidstrahl (3) und etwa 5 bis 15 mm neben der Mittelachse der Schnittfuge 5 angeordnet sind. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Restputzdüse t10) eine Vielzahl von neben- und übereinander angeordneten Austritts öffnungen (11, 12) aufweist, die in zwei getrennten Düsen oder in zwei Gruppen in einer Düse vorgesehen sind. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entfernen der Restbärte (6) Schneidrollen (15) vorgesehen sind, die von unten gegen das Werkstück (4) gedrückt sind und die eigentlichen Schnittkanten (5a, 5b) um maximal die Breite der Schnittfuge (5) überragen und in Schneidrichtung (2) den maximalen Bartoder Bartrestquerschnitt entsprechend ausreichend versetzt hintereinander angeordnet sind. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidrollen (15) mindestens in 100 mm Entfernung hinter dem Schneidstrahl (3) oder mindestens in 50 mm Entfernung hinter den Flämmblasdüsen (7) bzw. den Restbartdüsen (10) angeordnet sind. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidrollen (15) sich drehen und auf geneigt zur Werkstückunterfläche (4a) verlaufenden Wellen (16) sitzen, so dass die Schneidrollen (15) nur im Schnittkantenbereich mit angearbeiteter Ringfläche (17)das Werkstück (4) berühren und das Werkstück (4) durch Reibung die Schneidrollen (15) dreht. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringfläche (17) der Schneidrollen (15) durch Vertiefungen in Schnittkantenabschnitte zum spanweisen Bartentfernen aufgelöst ist. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiddüsen (1) mit der Bartbeseitigungseinrichtung (7, 8, 10) zu einer Arbeitseinheit zusammengefasst sind. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zum Längsteilen eines Werkstücks (4) in mehrere Teilstücke mehrere Arbeitseinheiten (1, 7, 8, 10) vorgesehen sind und dass jede für sich motorisch mit Wegmessung verstellbar ist. 18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitseinheiten (1, 7, 8, 10) auf einem höhenverstellbaren Tisch (35) montiert sind und die genauen Düsenhöhenabstände nach der Lage eines auf der Werkstückoberfläche schleifenden Tasthebels nachstellbar sind. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitseinheit (1, 7, 8, 10), auf einem mit Schneidgeschwindigkeit längsverfahrbaren Wagen angeordnet, über und unter das Werkstück (4) reicht und ein das Werkstück (4) während des Schneidens unterstützender Zu- und Abführrollgang mit absenkbaren Rollen (36) zum jeweiligen Absenken im Arbeitsbereich ausgerüstet ist. 20. Vorrichtung nach Anspruch 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass Messrollen (28) den beiden Seiten des Werkstücks (4) folgend die absolute Breite und genaue Lage desselben messen und dass die Messergebnisse zur Steuerung der Arbeitseinheit (1, 7, 8, 10) zum Erzielen gleich breiter Teilstücke an einen Rechner geben, der den jeweiligen Brennerquerverfahrmotor (34) steuert.

Inventors: LOTZ, HORST K.
Applicants: AUTE GESELLSCHAFT FUR AUTOGENE TECHNIK MBH
Application year: 1984
Main classification: B22D11
IPC codes: B23K37, B22D11, B23K7