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DE4017293C1 - High pressure fluid cleaning method - involves using equation with deviation detected to selectively halt operation - Google Patents

High pressure fluid cleaning method - involves using equation with deviation detected to selectively halt operation

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Publication number
DE4017293C1
DE4017293C1 DE19904017293 DE4017293A DE4017293C1 DE 4017293 C1 DE4017293 C1 DE 4017293C1 DE 19904017293 DE19904017293 DE 19904017293 DE 4017293 A DE4017293 A DE 4017293A DE 4017293 C1 DE4017293 C1 DE 4017293C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
nozzles
values
flow
supply line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE19904017293
Other languages
German (de)
Inventor
Arnfried Dipl.-Ing. Berg
Karl Friedel Dipl.-Ing. Driehorn
Heiner Dipl.-Ing. 4600 Dortmund De Dubiel
Wolfgang Dipl.-Ing. 4709 Bergkamen De Kuhfuss
Wilhelm Dr. 4600 Dortmund De Tappe
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.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
HOESCH STAHL AG 4600 DORTMUND DE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HOESCH STAHL AG 4600 DORTMUND DE filed Critical HOESCH STAHL AG 4600 DORTMUND DE
Priority to DE19904017293 priority Critical patent/DE4017293C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE4017293C1 publication Critical patent/DE4017293C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B08B3/026—Cleaning by making use of hand-held spray guns; Fluid preparations therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/04—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing
    • B21B45/08—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing hydraulically

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

The method monitors the nozzles in a high-pressure cleaning system, where more than five nozzles are grouped together and supplied by a common pipe (9). Pressure and rate of flow in the pipe are continuously measured, and compared with those obtained in a calibrating run and stored. From the values obtained in the calibrating run an equation is defined of Q = c.f(p) where Q is the flow rate p is the pressure and c is a characteristic factor for the nozzles. The momentary measured values of p and Q are processed, and where there is a discrepancy of more than 1 percent between the value of c and that obtained from the calibration run a fault is indicated or prodn. is stopped. ADVANTAGE - Early detection of even slightly choked nozzle.

Description

In Warmwalzwerken ist es bekannt, die Brammen vor dem Walzen mit mehreren unter hohem Druck ausströmenden Wasserstrahlen vom Zunder zu reinigen. Zu diesem Zweck läuft die Bramme auf einem Rollgang durch Wasserstrahlen hindurch.In hot rolling mills, it is known to use the slabs before rolling several jets of water flowing out of the scale under high pressure to clean. For this purpose, the slab runs on a roller table through water jets.

Je nach Anwendungsfall werden 5 bis 40 Düsen an einem oder mehreren Düsenbalken sitzend mit einer gemeinsamen Druckzuleitung versorgt. Das eingesetzte Betriebswasser führt häufig zu Inkrustierungen im Rohrleitungsnetz. Beim Lösen dieser Inkrustierungen werden häufig einzelne Düsen vollständig oder teilweise verstopft, wodurch eine ungleichmäßige Entzunderung und eine ungleichmäßige Kühlung erfolgt, wodurch erhebliche Produktionsstörungen entstehen.Depending on the application, 5 to 40 nozzles are attached to one or more Nozzle bar seated with a common pressure supply line provided. The process water used often leads to incrustations in the pipeline network. When loosening these incrustations individual nozzles are often completely or partially blocked, causing an uneven descaling and an uneven Cooling takes place, causing significant production disruptions arise.

Bei einer teilweise verstopften Düse wird die Störung vom Bedienungspersonal meist erst spät erkannt, so daß die Schäden dann erheblich sind.If the nozzle is partially blocked, the operator mostly recognized late, so the damage then are significant.

Um Verstopfungen an den Düsen zu vermeiden, ist es bekannt, in die gemeinsame Zuleitung ein Filter einzubauen. Der Einbau eines Filters ist bei den hohen Drücken von über 100 atü sehr aufwendig, da der Filter im durchströmten Querschnitt sehr groß sein muß, um geringe Strömungsgeschwindigkeiten zu erhalten. Siebe oder Filter mit kleinem Querschnitt sind nach kurzer Zeit wirkungslos, da sie von den zu filternden Teilen wegen der hohen Geschwindigkeiten wie von einem Geschoß getroffen und durchlöchert werden. Beim Einbau von Filtern oder Sieben macht sich außerdem allein der durch die Querschnittsänderungen entstehende Druckverlust störend bemerkbar.In order to avoid clogging at the nozzles, it is known to the common supply line to install a filter. The installation of a Filters is very complex at the high pressures of over 100 atm because the filter in the cross-section through which it flows is very large must in order to obtain low flow velocities. Sieves  or filters with a small cross section are ineffective after a short time, because of the parts to be filtered because of the high speeds as if hit by a bullet and holed will. When installing filters or sieves also makes a difference only the pressure loss caused by the cross-sectional changes disturbingly noticeable.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei denen die Produktionsstörungen und Qualitätsminderungen durch verstopfte oder teilweise verstopfte Düsen erheblich vermindert werden und bei denen auch geringfügig verstopfte Düsen in einem frühen Stadium erkannt werden.It is the object of the invention, a method and an apparatus to create where the production disruptions and quality degradation due to blocked or partially blocked nozzles be significantly reduced and also slightly constipated Nozzles are detected at an early stage.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebenen Maßnahmen und durch die in Anspruch 2 beschriebene Vorrichtung gelöst.This object is achieved by the measures described in claim 1 and solved by the device described in claim 2.

Die Düsen bzw. die Entzunderungsanlage werden nur eingeschaltet, wenn eine Bramme in der Anlage vorhanden ist. Durch diesen intermittierenden Betrieb ist der Druck in der Zuleitung nicht gleichmäßig, sondern es entstehen durch Strömungsverluste Druckunterschiede von bis zu ± 10% des geforderten mittleren Druckes. Hierdurch ändert sich ebenfalls nach der bekannten Gesetzmäßigkeit die Durchflußmenge im gesamten Düsenbalken. Diese Durchflußmenge wird außer vom Druck auch von der Größe der Düsenöffnung bestimmt. Bei kleinen Verstopfungen einer Einzeldüse liegen die Änderungen der Durchflußmenge des Gesamtsystems innerhalb der Änderungen durch die nicht störenden anlagenbedingten Druckschwankungen. Eine Erkennung der Düsenstörung allein durch die Messung von Druckschwankungen ist nicht möglich.The nozzles or the descaling system are only switched on, if there is a slab in the system. Through this intermittent Operation, the pressure in the supply line is not uniform, instead there are pressure differences due to flow losses up to ± 10% of the required average pressure. Hereby also changes according to the known law the flow rate in the entire nozzle bar. This flow rate is determined not only by the pressure but also by the size of the nozzle opening. In the case of small blockages in a single nozzle, the Changes in the total system flow rate within the Changes due to the non-disturbing system-related pressure fluctuations. Detection of the nozzle fault only by the Measurement of pressure fluctuations is not possible.

Um kleine Verstopfungen an Einzeldüsen und somit Änderungen der Entzunder- und Kühleigenschaften zu erfassen, wird wie folgt gemessen: For small blockages on individual nozzles and thus changes in the Descaling and cooling properties are measured as follows:  

Am Eingang des Düsenbalkens wird eine Durchfluß- und eine Druckmessung eingebaut. Es ist bekannt, daß der Druck P und der Durchfluß Q an einer Düse den physikalischen ZusammenhangAt the entrance of the nozzle bar there is a flow and a pressure measurement built-in. It is known that the pressure P and the flow Q the physical relationship at a nozzle

Q = c · f (p)Q = cf (p)

besitzen, wobei c die Größe ist, die durch die Durchflußöffnung der Düse bestimmt wird. Diese Größe ist dann charakteristisch für das ordnungsgemäße Arbeiten sämtlicher Düsen. Druckänderungen, die Durchflußänderungen bewirken, haben in 1. Näherung keinen Einfluß auf die Größe c. Kleine Änderungen der Charakteristik der Düsen ergeben größe Änderungen der Größe c.have, where c is the size through the flow opening the nozzle is determined. This size is then characteristic of the proper functioning of all nozzles. Pressure changes, which cause flow changes have no approximation in the first approximation Influence on the size c. Small changes in the characteristics of the Nozzles result in size changes in size c.

Zu Beginn der Messung wird für eine Kalibrierung unter visueller Kontrolle das Spritzverhalten der Düse geprüft und gleichzeitig aus den Größen Durchfluß QK und Druck PK bestimmt. Nach dem o. a. Zusammenhang wird die Größe cK (Kalibrierung) ermittelt.At the beginning of the measurement, the spray behavior of the nozzle is checked for a calibration under visual control and at the same time determined from the quantities flow rate Q K and pressure P K. The size c K (calibration) is determined based on the above relationship.

QK = CK · f (PK)Q K C = K * f (P K)

Die betriebliche Überwachung des Durchflusses der Düsen wird wie folgt durchgeführt.The operational monitoring of the flow of the nozzles is like follows.

Entsprechend der Messung bei der Kalibrierung werden Druck und Durchfluß für den gesamten Düsenbalken ermittelt und daraus die momentaneAccording to the measurement during calibration, pressure and Flow determined for the entire nozzle bar and from that the momentary

ermittelt.determined.

Aus der Differenz A = cm - cK, oder dem Quotienten T = cm/cK wird jede Änderung der Durchflußcharakteristik unabhängig vom momentanen Druck und Durchfluß ermittelt. Kleinste Änderungen sind eindeutig erkennbar. From the difference A = c m - c K , or the quotient T = c m / c K , each change in the flow characteristic is determined independently of the instantaneous pressure and flow. The smallest changes are clearly recognizable.

Eine andere Möglichkeit, Verstopfungen der Düsen festzustellen, besteht darin, daß bei der Kalibrierung für dicht beieinander liegende Werte des Druckes der Durchfluß bestimmt wird, die Werte im Speicher des Computers gespeichert werden und bei jeder Messung die abgespeicherten Werte mit den gemessenen Werten im Computer verglichen werden und bei einer bestimmten vorgegebenen max. Differenz ein Fehler im Düsensystem angezeigt wird.Another way to detect clogged nozzles is that when calibrating close together lying values of the pressure of the flow is determined, the values be stored in the memory of the computer and with every measurement the stored values with the measured values in the computer be compared and given a given Max. Difference an error is displayed in the nozzle system.

Die Fig. zeigt einen Querschnitt von einem Rollgang 1 auf dem eine Bramme 2 unterhalb eines Düsenbalkens 3 mit den Düsen 4 bis 8 entlang rollt. Der Düsenbalken ist an die Zuführungsleitung 9 angeschlossen. Diese Zuführungsleitung 9 bekommt das Wasser von der nicht gezeichneten Pumpe am Zufluß 12 zugeführt. An die Zuführungsleitung 9 sind das Druckmeßgerät 10 und das Durchflußmeßgerät 11 angeschlossen. Diese sind über elektrische Leitungen mit dem Computer 13 verbunden, dessen Ausgang wiederum mit dem Anzeigegerät 14 verbunden ist.The figure shows a cross section of a roller table 1 on which a slab 2 rolls below the nozzle bar 3 with the nozzles 4 to 8 . The nozzle bar is connected to the feed line 9 . This feed line 9 receives the water from the pump not shown at the inflow 12 . The pressure measuring device 10 and the flow measuring device 11 are connected to the feed line 9 . These are connected via electrical lines to the computer 13 , the output of which is in turn connected to the display device 14 .

 1 Rollgang
 2 Bramme
 3 Düsenbalken
 4 Düse
 5 Düse
 6 Düse
 7 Düse
 8 Düse
 9 Zuführungsleitung
10 Druckmeßgerät
11 Durchflußmeßgerät
12 Zufluß von der Pumpe 13 Computer
14 Anzeigegerät 1 roller table
2 slabs
3 nozzle bars
4 nozzle
5 nozzle
6 nozzle
7 nozzle
8 nozzle
9 supply line
10 pressure gauge
11 flow meter
12 inflow from the pump 13 computer
14 display device

Claims (2)

1. Verfahren zum Kontrollieren von Düsen an einer Hochdruckreinigungsanlage bei der mehr als 5 Düsen zu einer Baugruppe mit gemeinsamer Zuführungsleitung zusammengefaßt sind und der Druck und das pro Zeiteinheit hindurchfließende Volumen, bzw. der Durchfluß des Wassers in der gemeinsamen Zuführungsleitung (9) laufend gemessen werden und beide Werte mit bei einem Eichlauf gewonnenen und gespeicherten Werten verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß aus den beim Eichlauf gewonnenen Werten von Druck und Durchfluß eine Funktion Q = c · f (p) bestimmt wird, wobei mit p der Druck, mit Q der Durchfluß bezeichnet ist und c ein für die Düsen charakteristischer Faktor ist und die beim Eichlauf gewonnene Funktion nach c aufgelöst wird und die momentan gemessenen Werte von p und Q entsprechend dieser Gleichung verarbeitet werden und bei einer Differenz des beim Eichlauf gewonnenen Wertes für c und des bei den Messungen gewonnenen Wertes für c, die mehr als 1% ausmacht, ein Fehler angezeigt wird oder die Produktion unterbrochen wird. 1. Method for checking nozzles on a high-pressure cleaning system in which more than 5 nozzles are combined to form an assembly with a common supply line and the pressure and the volume flowing through per unit of time, or the flow of water in the common supply line ( 9 ), are continuously measured and comparing both values with values obtained and stored during a calibration run, characterized in that a function Q = c · f (p) is determined from the values of pressure and flow obtained during the calibration run, with p being the pressure and Q the Flow is designated and c is a characteristic factor for the nozzles and the function obtained during the calibration run is resolved to c and the currently measured values of p and Q are processed according to this equation and with a difference between the value obtained for c and the at the measurements obtained for c, which is more than 1% Error is displayed or production is interrupted. 2. Vorrichtung zum Kontrollieren von Düsen an einer Hochdruckreinigungsanlage, bei der mehr als 5 Düsen zu einer Baugruppe mit gemeinsamer Zuführungsleitung zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in die gemeinsame Zuführungsleitung (9) ein Durchflußmeßgerät (11) und ein Druckmeßgerät (10) eingebaut sind, deren Ausgänge mit einem Computer (13) verbunden sind, an den wiederum ein Anzeigegerät (14) angeschlossen ist und der Computer (13) so programmiert ist, daß er die gemessenen Werte des Druckes und des Durchflusses direkt mit den bei einer Eichung gewonnenen und in seinem Speicher abgespeicherten Werten vergleicht oder diese Werte gemäß einer Rechenfunktion weiterverarbeitet und dann mit ebenfalls in der gleichen Weise weiterverarbeiteten Werten aus der Eichung vergleicht und bei einer einen Grenzwert überschreitenden Differenz in einem Anzeigegerät (14) einen Fehler anzeigt oder eine Produktionsunterbrechung eingeschaltet wird.2. Device for controlling nozzles on a high-pressure cleaning system, in which more than 5 nozzles are combined to form an assembly with a common supply line, characterized in that a flow meter ( 11 ) and a pressure measuring device ( 10 ) are installed in the common supply line ( 9 ) , the outputs of which are connected to a computer ( 13 ), to which in turn a display device ( 14 ) is connected and the computer ( 13 ) is programmed so that it measures the measured values of pressure and flow directly with those obtained during a calibration and compares the values stored in its memory or further processes these values in accordance with a computing function and then compares them with values from the calibration which have also been processed in the same way and, in the event of a difference exceeding a limit value, displays an error in a display device ( 14 ) or a production interruption is switched on.
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