DE2718748B2

DE2718748B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen eisenhaltiger metallurgischer Erzeugnisse großer Dicke

Info

Publication number: DE2718748B2
Application number: DE19772718748
Authority: DE
Inventors: Michel Essey-Les-Nancy Donze (Frankreich)
Original assignee: Somafer SA
Current assignee: Somafer SA
Priority date: 1976-04-30
Filing date: 1977-04-27
Publication date: 1980-04-17
Also published as: FR2349387A1; LU77203A1; FR2349387B1; DE2718748A1; BE854055A; DE2718748C3; DE7713239U1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen eisenhaltiger metallurgischer Erzeugnisse in Form von Bändern oder Brammen großer Dicke von über 50 mm, insbesondere zum Quertrennen und Längstrennen einschließlich Randbeschneiden von kontinuierlich hergestellten und vorbewegten Strangerzeugnissen, bei dem das Erzeugnis in im wesentlichen waagerechter Erstreckung angeordnet wird und wenigstens ein Autogenschneidbrenner oder Plasmabrenner mit auf eine im wesentlichen waagerechte Flachseite des Erzeugnisses gerichtetem Brennstrahl entlang der Trennlinie bewegt wird.

Ein solches Verfahren ist bereits bekannt. Es wird beispielsweise bei stranggegossenen Brammen aus gewöhnlichem oder schwachlegiertem Stahl mit einer Dicke von ungefähr 100 bis 500 mm und einer Breite von ungefähr 1 bis 2 m durchgeführt, wobei am Gießplatz ohne Behinderung des Gießvorgangs größere Stücklängen vom Strang abgetrennt werden, die dann gegebenenfalls später noch in kürzere Gebrauchslängen getrennt werden. Zur Durchführung eines solchen Trennschnitts wird der Schneidbrenner an einem Träger abgestützt, der über der im wesentlichen waagerecht ausgerichteten Bramme angeordnet ist. Der Träger bewegt sich an quer zur Bramme angeordneten Führungen, die während der Schnittdauer fest mit der Bramme verbunden sind. Der Brenner ist ungefähr senkrecht ,nisgerichtet, wobei der Brentierslrahl nach unten gerichtet ist. Der Trennvorgang beginnt mit einer Vorerhil/iing bei geringem .Sauerstoffüberschuß, worauf nach dem Schmelzen des M "tails die Sauerstoffzufuhr beträchtlich erhöht und auf Schneidbetrieb umgeschaltet wird, wobei sich der Träger mit dem Brenner quer über die Breite der Bramme bewegt. Die Größe der Brennerdüse und die Gasdrücke, mit denen der Brenner gespeist wird, sind der Brammendicke angepaßt. Bei einer Bramme von etwa 100 mm Dicke entsteht eine Schnittfuge von ungefähr 5 mm Breite. Bei Brammen bis 400 und 500 mm Dicke '-ann die Schnittfuge eine Breite von 10 mm oder mehr erreichen. Die Schnittgeschwindigkeit beträgt im allgemeinen etwa 10 bis 20 m/h.

Das bekannfe Verfahren hat den Nachteil, daß sich an der Unterseite der Bramme anschließend En die beiden unteren Fugenkanten Wulste bilden, die beträchtliche Abmessungen — beispielsweise bei Brammen von 450 mm Dicke mehrere cm — erreichen können, aus einem besonders harten Metall-Oxid-Gemisch bestehen und die nachfolgende Bearbeitung behindern, namentlich die Walzen eines Warmwalzwerks beschädigen. Die Wulste müssen daher zunächst entfernt werden, was mit PreflluftmeiBeln, Schleifvorrichtungen oder auch mit Schneidbrennern geringerer Leistung geschehen kann. Somit fällt ein zusätzlicher Nachbearbeitungsvorgang an, zu dem die Brammen gewendet werden müssen, was den Materialfluß stört und einen unerwünschten

Aufwand an Vorrichtungen und Personal mit sich bringt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Brennverfahren so zu gestalten, daß sich keine

störenden Kantenwülste bilden und dementsprechend

Maßnahmen zum Entfernen der Wülste entfallen

Μ können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Brenner unter dem Erzeugnis mit nach oben gerichtetem Brennstrahl bewegt wird.

Es hat sich gezeigt, daß bei einem solchen

Brennerbetrieb vermieden werden kann, daß verflüssigtes Metall im Innern der Schnittfuge nach unten abfließt. Vielmehr drängt der aus dem Brenner austretende Gasstrom die Flüssigkeit nach eben, so daß ein Entstehen von Wulsten an der Brammenunterseite im

*o wesentlichen vermieden wird. Aber auch an der Oberseile der Bramme entstehen keine störenden Wülste. Vielmehr werden kleine Mengen flüssiger und/oder fester Phasen von den nach oben aus der Schnittfuge entweichenden Gasen mitgerissen. Es

*5 wurde festgestellt, daß die auf diese Weise ausgeschiedenen Partikel hauptsächlich aus metallischen Oxiden bestehen und aus dem sich auf den Seitenflächen der Schnittfuge bildenden flüssigen Oxidfilm herrühren. Soweit es noch zu einer Ablagerung dieser Partikel an der Bramme kommt, weist die Ablagerung ein geringes Volumen, eine geringe Adhäsion und auch eine geringe Dichte auf, so daß nachfolgende Arbeitsgänge, insbesondere das Umformen des Erzeugnisses durch Walzen, nicht gestört werden. Eine Entfernung dieser Restwülste

ΊΊ kann daher ganz entfallen. Im übrigen läßt sich die Einrichtung zum Verfahren des Brenners problemlos abschirmen, und auch der Rauchentwicklung kann mit den bisher bereits verwendeten Maßnahmen begegnet werden.

w Ein »Überkopfschneiden« mit nach oben gerichteter Brennerflamme ist allerdings bereits bekannt (Horn: »Brennschneiden«, Springer-Verlag, 1951, Seite 87). Hier handelt es sich jedoch um ein Schneiden von Hand im Rahmen von Abbruch- unil Montagearbeiten, so daü

b"> der zu trennende Gegenstand anders als bei Brammen nicht in grundsätzlich beliebiger Lage angeordnet werden kann und auch die Wulstbildung mangels vergleichbarer nachfolgender Bearbeitung keine Rolle

spielt. Außerdem wird die obere Grenze für Überkopfschnitte mit 30 mm Blechdicke angegeben. Schließlich ist auch nicht ersichtlich, daß entsprechend den im Rahmen der Erfindung gemachten Erkenntnissen die Umkehrung der Ausrichtung des Brenners nicht lediglich zu einer Verlagerung der Wülste von den unteren Fugenkanten zu den oberen Fugenkanten, sondern zu einem weitgehenden Verschwinden der Wülste überhaupt und damit ihrer störenden Auswirkungen führt. ίο

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich zweckmäßigerweise in Übereinstimmung mit Anspruch 2 durchführen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie sie in Anspruch 3 beschrieben ist. Die Bedeutung der beanspruchten Vorrichtung ergibt sich bereits aus den vorangehenden Ausführungen.

Das nachstehende Beispiel beschreibt eine Art der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung für das Trennen von stranggegossenen Brammen aus gewöhnlichem Stahl mit etwa 0,010% Kohlenstoff von etwa 2 m Breite und 400 mm Dicke. Derartige Brammen werden mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 m/min gegossen und haben in der Schnittzone noch eine Temperatur von etwa 500 bis 700⁰C. Die Schnittzone befindet sich im waagerechten Abschnitt der Bewegungsbahn der Brammen, nachdem diese durch in der Fachwelt bekannte Vorrichtungen aus ihrer anfänglichen Bewegungsrichtung von oben nach unten umgelenkt worden sind. Die Fig. 1, 2 und 3 stellen die Vorrichtung nach der Erfindung dar.

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht einer auf einem Rollengang aufruhenden Bramme mit einer unter der Bramme angeordneten Vorrichtung mit einem Schneidbrenner,

Fig. 2 eine Ansicht der Unterseite entsprechend F i g. 1 und

F i g. 3 eine Einzelheit der Blasdüse des Schneidbrenners und der in die Bramme eingearbeiteten Schnittfuge.

Gemäß Fig. 1 und 2 weist die Schneidvorrichtung einen Schlitten 12 auf, der sich entlang einer Bramme 1 mit Laufrollen 13 und 14 zu verstellen vermag, die sich an der Oberseite und der Unterseite der Bramme 1 abstützen. Zum Durchführen eines Schneidvorganges läßt sich der Schlitten 12 an der Bramme 1 mit Blockierschrauben 15 feststellen. Unter der Bramme 1 isl ein Brenner 6 angeordnet, dessen Strahl von unten nach oben gerichtet ist. Der Brenner 6 ist an einem waagerechten Arm 5 angeordnet, der quer zur Achse der Bramme 1 über Lager 8 und 9 an Gleitführungen 10 und 11 entlanggleitet, die ihrerseits mit dem Schlitten 12 fest verbunden sind. Den Antrieb für diese Querverstellung liefert ein am Schlitten 12 befestigter Motor 16, der über Umlenkscheiben 17 und 19 und einen Riemen 18 eine Gewindespindel 20 in Drehung antreibt. Die Gewindespindel 20 verstellt eine mit dem Arm 5 fest verbundene Mutter 21. Der Brenner fi ist über Zuleitungen 22 an nicht gezeichnete Sauerstoff- und l'ropanquellen angeschlossen. Ebenfalls nicht gezeich- &o nete Vorrichtungen steuern das Ein- oder Abschalten des Motors 16, seine Drehung in der einen oder der anderen Richtung und gestatten das Verändern seiner Geschwindigkeit irr ^er Weise, daß die Verstellung des Brenners 6 in der einen oder anderen Richtung <>> innerhalb eines Geschw ndigkeitsbereiches, der von 0 bis 30 m/h reichen kann, reguliert werden kann. Die Bramme 1 bewegt sich nach Maßgabe des Gießens in der von einem Pfeil angegebenen Richtung. Sie ist von Rollen wie die gezeichneten Rollen 2 und 3 abgestützt. Die Festigkeit der Bramme 1 ist ausreichend, um die Stützrollen auf einer Länge von etwa zehn Metern wegfallen lassen zu können, um das Arbeiten der Schneidvorrichtung zu gestatten, welche die Bewegung der Bramme I während der gesamten Dauer des Schnittes mitmacht.

Zum Ausführen eines Schnittes wird zuers; der Schlitten 12 in einer zur vom Pfeil angegebenen Richtung entgegengesetzten Richtung verstellt, um ihn in die Nähe der Rolle 3 zu bringen, welche die Bramme 1 vor der Schneidvorrichtung als letzte Rolle unterstützt. Sodann wird der Schlitten 12 durch Anziehen der Blockierschrauben 15 mit der Bramme 1 fest verbunden. Der Brenner 6 ist von einer für das Brennschneiden herkömmlichen Ausführungsform; er hat eine Sauerstoff-Propan-Heizflamme sowie eine zwischen 20 und 100 m³/h regulierbare, auf einen Dr^ -;k zwischen 2 und 20 bar einstellbare Schneidsauerstoff-Zi fuhr mit einem Düsendurchmesser von 0,15 bis 0,20 mm. Er ist in einer zur Achse der Bramme 1 rechtwinkligen Ebene in einem Winkel von 0 bis 30° gegen die Vertikale schwenkbar. Zum Schneiden wird die Heizflamme entzündet und sodann der Brenner 6 durch Betätigen des Motors 16 so verstellt, daß die Flamme einen seitlichen Rand der Bramme 1 berührt.

Wenn das Metall zu schmelzen beginnt, wird die Schneidsauerstoff-Zufuhr geöfrnet und die selbsttätige Querverstellbewegung des Brenners 6 mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 m/h eingeschaltet. Unter diesen Bedingungen entsteht in der Bramme 1 eine Schnittfuge 4 von 6 bis 15 mm Breite, deren Wände vertikal verlaufen. Nicht gezeichnete bekannte Antriebsvorrichtungen gestatten es, auf den Abschnitt der Bramme 1, der sich, bezogen auf die Gießstelle, auf der anderen Seite der Schnittfuge 4 befindet, eine Zugkraft auszuüben, die ausreichend ist, um gegen Ende des Schnittes die Verengung der Schnittfuge 4 zu verhindern, die das teilweise Wiederverschweißen der Bramme 1 hervorrufen könnte.

Gemäß F i g. 3, die einen Schnitt durch die Bramme 1 während des Brennschneidvorganges zeigt, bildet sich an unteren Rändern 23 und 24 der Schnittfuge 4 kein Wulst. Dagegen entstehen an den oberen Rändern und, in deren unmittelbarer Nachbarschaft, an der Oberseite der Bramme 1 Ablagerungen 25 und 26, die ein geringes Volumengewichl haben und sehr brüchig sind. Die Ablagerungen 23 und 26 sind von wenig zusammengebackenen Partikeln aus Oxid und Metall gebildet. Die Erfahrung hat gezeig', daß es überflüssig ist, die Ablaft/ungen 25 und 26 auf irgendeine Weise zu entfernen, da sie die Weiterverformungsvorgänge nicht stören. Die Schnittet beträgt, unter Berücksichtigung der Nebenzeiten, etwa 8 Minuten. Während dieser Zeit hat sich die Bramme 1 um ungefähr 8 m vorgeschoben. Es genügt dann, die Blockierscbraubcn 15 zu lösen, um die Verbindung zwischen dem Schlitten 12 und der Bramme 1 aufzuheben, und zu warten, bis die gewünschte Brammenlänge erneut durchgelaufen ist. ⁿann kann der Schlitten 12 an seinen Ausgangspunkt in der Nahe der Rolle 3 zurückgebracht und der Arbeitsvorgang erneut begonnen werden. Bei Brammen aus rostfreiem Stahl kann das gleiche Trennverfahren angewandt werden; im allgemeinen muß lediglich in die Flamme Eisen in Pulver- oder Drahtform eingeführt werden, um /usäizliche Wärme heranzuführen.

Das in vorstehendem Beispiel beschriebene Verfah-

ren läßt sich im Rahmen der Erfindung auf zahlreiche Arten durchführen. Die Vorrichtung zum Verstellen des Brenners 6 quer zur Bramme 1 kann von den im Beispiel beschriebenen Merkmalen verschiedene Merkmale aufweisen, wobei sie doch dem Brenner 6 gestattet, der Bramme 1 in ihrer Längsbewegung zu folgen. Insbesondere ist es möglich, den Arbeitsablauf mit dem Feststellen der Vorrichtung an der Bramme I, dem Entzünden des Brenners 6, dem Schneiden, dem Abschalten des Brenners 6, dem Lösen der Vorrichtung von der Bramme I, dem Rückstellen an den Ausgangspunkt und schließlich dem Einschalten des folgenden Arbeitstaktes, voll zu automatisieren. Die Einregulierung des Schneidbrenners hängt von zahlreichen experimentellen Faktoren - Schnittgeschwindigkeit, Dicke des zu schneidenden Metalls etc. — ab. Der Abstand zwischen der Düse des Brenners 6 und dem zu schneidenden fvietaii ist veränderbar; bei Brammen von großer Dicke beträgt dieser Abstand im allgemeinen etwa 100 ±50 mm. Der Schneidbrenner kann auch durch einen Plasmabrenner ersetzt werden.

Das vorstehend beschriebene Verfahren ist auch, wie weiter oben erwähnt, auf das Trennen in Stücke kleinerer Längen von bereits auf große Länge getrennten stranggegossenen Brammen oder eventuell von Brammen, die durch Umformen von Blöcken auf einem Blockwalzwerk erhalten worden sind, anwendbar. Es handelt sich dabei in den meisten Fällen um Arbeitsgänge, die an Brammen mit ungefähr Umgebungstemperatur ausgeführt werden. Hierfür genügt es. diese Brammen auf zweckdienliche Unterlagen ungefähr waagerecht anordnen zu können, damit darunter ein ausreichender Raum für das Instellungbringen einer Antriebsvorrichtung der im Beispiel beschriebenen Art für einen Schneidbrenner bleibt, wobei dieser Schneidbrenner unter der Bramme angeordnet ist und seinen Strahl von unten nach oben richtet.

Es ist auch möglich, das Verfahren zum Entfernen der fehlerhaften Abschnitte bei beispielsweise stranggegossenen Brammen anzuwenden. Es ist insbesondere bekannt, daß diese Brammen, wenn sie sehr breit sind, gelegentlich große Fehler an einer Kante aufweisen. Bei ι Anordnung der Bramme auf einer zweckdienlichen Unterlage läßt sich dann unter der Bramme ein Schneidbrenner anordnen, der in einer Richtung, im allgemeinen parallel zur Achse der Bramme, und in einem solchen Abstand vom fehlerhaften Rand der

ίο Bramme mechanisch antreibbar ist, daß dieser fehlerhafte Randbereich durch den Schnitt im wesentlichen vollständig entfernt werden kann. Auf diese Weise lassen sich mit dem Brenner an fehlerhaften Brammen Schnitte von mehreren zehn Meter Länge ausführen.

Wie beim Schneiden in Querrichtung gestatten es diese Schnitte, die mit von unten nach oben gerichteter Flamme des Brenners ausgeführt werden, jegliches Entstehen von festen Wulsten zu verhindern, deren Entfernung auf großen Längen besonders kostspielig wäre.

Der Schnitt in Längsrichtung läßt sich auch zum Längstrennen der Brammen in Brammen kleinerer Breite anwenden. Dies ist bei Bestellungen auf kleinere Tonnagen angebracht, für welche das Inbetriebsetzen einer Gießeinrichtung kleinerer Breite nicht gerechtfertigt wäre. Das Verfahren läßt sich auch anwenden, wenn der Schneidbrenner durch einen Plasmabrenner ersetzt wird. Auch in diesem Falle gestattet das Schneiden mit einem von unten nach oben gerichteter: Plasmastrahl, das Entstehen von Wulsten m vermeiden oder beträchtlich einzuschränken.

Wenn das Trennen der Brammen beschleunigt werden soll, insbesondere bei Strangguflanlagen, kann die Schnittfuge mit zwei Brennern hergestellt werden, die an sich gegenüberliegenden Rändern beginnen und sich aufeinander zu bewegen. Auf diese Weise läßt sich die Schnittzeit nahezu halbieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Trennen eisenhaltiger metallurgischer Erzeugnisse in Form von Bändern oder Brammen großer Dicke von über 50 mm, insbesondere zum Quertrennen und Längstrennen einschließlich Randbeschneiden von kontinuierlich hergestellten und vorbewegten Strangerzeugnissen, bei dem das Erzeugnis in im wesentlichen waagerechter Erstreckung angeordnet wird und wenigstens ein Autogenschneidbrenner oder Plasmabrenner mit auf eine im wesentlichen waagerechte Flachseite des Erzeugnisses gerichtetem Brennstrahl entlang der Trennlinie bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner unter dem Erzeugnis mit nach oben gerichtetem Brennstrahl bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, -Jaß der Brenner mit einem Düsenabstand von 100 ± 50 mm zur unteren Flachseite des Erzeugnisses und mit einer Strahlrichtung bewegt wird, die unter einem Winkel von 0 bis 30° zur Senkrechten geneigt ist.

3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit wenigstens einem Brenner und einer gegebenenfalls entsprechend dem Trennlinienverlauf bewegbaren Halterung für den Brenner, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (5,12) so ausgebildet und angeordnet ist, daß sie den Brenner ^i) unterhalb des durchzutrennenden Erzeugnisses (1) mi.» nach c^wen gerichtetem Brennsirahl unterstütz!.