DE1054745B

DE1054745B - Method and device for taking samples from a moving metal strip

Info

Publication number: DE1054745B
Application number: DEP18525A
Authority: DE
Inventors: Charles Henry Cramer; Edward John Surrett; James Pershing Swed
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1956-05-23
Filing date: 1957-05-11
Publication date: 1959-04-09
Also published as: US2948176A; GB800139A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Entnahme vorn Proben aus bandförmigem Metall, ohne daß dabei der Walzvorgang unterbrochen zu werden braucht.The invention relates to a method and a device for taking samples from a strip Metal without the need to interrupt the rolling process.

Stablbarren oder -blöcke werden in Stahlband oder -blech übergeführt, indem man sie durch eine Walzenstraße hindurchschickt. Beim kontinuierlichen Walzen sind die Geschwindigkeiten der Walzen so synchronisiert, daß jedes aufeinanderfolgende Walzenpaar das Metallband mit genau derselben Geschwindigkeit aufnimmt, mit der es aus dem vorhergehenden Walzenpaar austrat. Die Abgabegeschwindigkeit des letzten Walzenpaares beträgt zwischen 600 und 900 m/Min. Der aus dem letzten Walzenpaar austretende Stahl wird dann aufgewickelt oder in bestimmte Längen geschnitten, flachgelegt und gestapelt. Auf diese Weise erzeugtes Stahlband oder -blech besitzt eine Stärke zwischen etwa 0,3 und 2 mm und eine Breite von 0,6 m oder mehr. Bei der Herstellung von Stahlband oder -blech müssen von den Rändern und der Mitte so viel Proben genommen werden, daß man ein eindeutiges Bild von der Beschaffenheit des fertigen Bandes oder Bleches erhält. Diese Proben können auf Härte, Dehnbarkeit, Kornstruktur und Oberflächenzustand untersucht werden. Die erforderliche Größe der Probe kann zwischen etwa 20 und etwa 90 mm Durchmesser, je nach den gewünschten Tests, betragen. In der Regel sind mindestens acht Proben pro Stunde pro Walzwerk erforderlich. In größeren Walzwerken kommt man auf nahezu 800 Proben pro Tag. Wegen der Stärke des Bleches und der hohen Fördergeschwindigkeit gibt es keine Möglichkeit für die Gewinnung von Proben aus anderen Teilen als den Enden des Bandes, als das Band oder Blech zuerst anzuhalten. Da alle Walzwerke synchronisiert sind, bedingt dieses Anhalten des Bandes oder Bleches zur Entnahme einer Probe ein Abstoppen aller aufeinanderfolgenden Einheiten des Walzwerks. Das Anhalten und Wiederingangbringen ist zeit- und energieverbrauchend, so daß man zur Zeit lediglich an den Enden Proben entnimmt, obwohl diese nicht unbedingt für den Hauptteil des Bandes charakteristisch sind.Bars or billets are converted into steel strip or sheet by passing them through a rolling mill sends through. With continuous rolling, the speeds of the rolls are synchronized in such a way that that each successive pair of rollers takes up the metal strip at exactly the same speed, with which it emerged from the previous pair of rollers. The delivery speed of the last Roller pair is between 600 and 900 m / min. The steel emerging from the last pair of rollers is then wound up or cut into lengths, laid flat and stacked. In this way produced steel strip or sheet has a thickness between about 0.3 and 2 mm and a width of 0.6 m or more. When making steel strip or sheet, it must be from the edges and the center so many samples are taken that one can get a clear picture of the condition of the finished product Strip or sheet. These samples can be tested for hardness, ductility, grain structure and surface condition to be examined. The required size of the sample can be between about 20 and about 90 mm Diameter, depending on the tests required. Usually there are at least eight samples per Hour required per rolling mill. In larger rolling mills, almost 800 samples are obtained per day. Because of the strength of the sheet and the high conveyor speed, there is no way for that Obtaining samples from parts other than the ends of the strip than the strip or sheet metal first to stop. Since all rolling mills are synchronized, this requires the strip or sheet to stop Taking a sample, stopping all successive units of the rolling mill. Stopping and recovery is time and energy consuming, so you only have to go to the Samples from the ends, although these are not necessarily characteristic of the bulk of the volume are.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Methode und einer Anordnung zur Entnahme von Proben aus kontinuierlich gewalztem Band und Blech, ohne daß dieses angehalten werden muß.The object of the invention is to create a method and an arrangement for removing Samples from continuously rolled strip and sheet without having to stop.

Gemäß der Erfindung erhält man eine Probe aus dem wandernden Stahlband, indem man dicht an einer Oberfläche eine das Band tragende Matrize mit einer scharfkantigen öffnung anbringt, welche den Umfang und die Gestalt der gewünschten Probe besitzt. Dicht an der anderen Seite des Bandes und ausgerichtet auf die Öffnung wird eine Stanzladung eines Verfahren und Einrichtung zur Entnahme
von Proben aus einem in Bewegung
befindlichen MetallbandAccording to the invention, a sample is obtained from the moving steel band by attaching a die carrying the band close to a surface with a sharp-edged opening which has the circumference and the shape of the desired sample. Close to the other side of the tape and aligned with the opening, a punch charge becomes a method and device for removal
of samples from one in motion
located metal band

Anmelder:Applicant:

E. I. du Pont de Nemours and Company,
Wilmington, Del. (V. St. A.)EI du Pont de Nemours and Company,
Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. E. Prinz und Dr. rer. nat. G. Hauser,
Patentanwälte, München-Pasing, Bodenseestr. 3 aDipl.-Ing. E. Prince and Dr. rer. nat. G. Hauser,
Patent attorneys, Munich-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. Mai 1956Claimed priority:
V. St. v. America May 23, 1956

Charles Henry Cramer, Woodbury, Ν. J. (V. St. Α.),
Edward John Surrett, Thornhill, Ontario (Kanada),
und James Pershing Swed₁ Gibbstown, N. J. (V. St. A.), sind als Erfinder genannt wordenCharles Henry Cramer, Woodbury, Ν. J. (V. St. Α.),
Edward John Surrett, Thornhill, Ontario (Canada),
and James Pershing Swed ₁ Gibbstown, NJ (V. St. A.) have been named as inventors

hochexplosiven Knallsprengstoffs angeordnet, deren Umriß und Abmessungen im wesentlichen dieselben sind wie diejenigen der Öffnung, worauf man die Stanzladung zündet. Die Detonation der Ladung stanzt dann eine Probe aus, deren Umriß und Abmessungen etwa dieselben sind wie die der Öffnung in der Matrize. Die besten Ergebnisse erzielt man, wenn die Stanzladung ihre größte Konzentration an Sprengstoff ringsherum in den äußeren Teilen besitzt und wenn man mindestens über dem Mittelteil der Stanzladung eine beträchtliche Masse besitzende Abschirmung anbringt.High-explosive explosive arranged, the outline and dimensions of which are essentially the same are like those of the opening upon which the punch charge is ignited. The detonation of the charge then punches out a sample whose outline and dimensions are approximately the same as those of the opening in the die. The best results are achieved when the punch charge is at its greatest concentration Has explosives all around in the outer parts and if you have at least over the middle part of the Punch charge attaches a substantial shield mass.

Die durch die Detonation der Stanzladung der Probe erteilte Geschwindigkeit ist so groß, daß diese Probe wie ein Geschoß wirkt, wenn man keine Auffangvorrichtung vorsieht. Ordnet man diese Auffangvorrichtung innerhalb der Öffnung dicht unter dem zu stanzenden Band an, so kann die Probe leicht auf-The speed given to the sample by the detonation of the punching charge is so great that this The sample acts like a bullet if no catching device is provided. One arranges this catching device within the opening just below the tape to be punched, so the sample can easily be

809 789/241809 789/241

gefangen werden, ohne stärker verformt zu werden. Befindet sich die Auffangvorrichtung in einem größeren Abstand von den Schneidkanten der Matrize, kann die Probe so stark beschleunigt werden, daß sie nur schwer unzerstört erhalten werden kann. ιbe caught without being more deformed. The catching device is in a larger one Distance from the cutting edges of the die, the sample can be accelerated so much that it can only be preserved intact with difficulty. ι

Die Detonation der Stanzladung dicht an der Oberfläche des Bleches erzeugt eine Stanzwirkung auch in Abwesenheit einer Abschirmung über dem Mittelteil der Ladung. Es wurde jedoch gefunden, daß die Probe durch die Sprengwirkung aus der öff- κ nung in der Matrize herausgehoben und nach oben gewirbelt werden kann. Die Anwesenheit einer größeren Mas.se über dem Mittelteil ergibt eine Abschirmung für die Explosionsgase und verhindert die beschriebene Wirkung. i; The detonation of the punching charge close to the surface of the sheet creates a punching effect even in the absence of a shield over the central part of the charge. It was found, however, that the sample can be lifted out of the opening in the die and swirled upwards by the explosive effect. The presence of a larger mass over the middle part provides a shield for the explosion gases and prevents the described effect. i;

Der zur Zündung der Stanzladung verwendete Zünder kann als übliche elektrische Sprengkapsel oder zur Erleichterung seiner Anbringung speziell für diesen Zweck ausgebildet sein. Die richtige Anbringung des Zünders kann auf verschiedene Weise er- 2> folgen.The igniter used to ignite the punch charge can be designed as a conventional electrical detonator or to facilitate its attachment especially for this purpose. Proper installation of igniter may ER in various ways 2> follow.

Die Stanzladung besteht vorzugsweise aus einem Knallsprengstoff, z.B. PETN, RDX oder Cyclotetramethylentetranitramin. Jedoch auch andere Zusammensetzungen mit ausreichender Empfindlichkeit 2, und Fortpflanzungsgeschwindigkeit, z. B. Dynamitzusammensetzungen, können verwendet werden. Die Ladung kann durch Verpackung des Sprengstoffs in einem starren Behälter, z. B. aus Kunststoff oder Karton, hergestellt werden, oder der Sprengstoff kann mit einem Bindemittel zur Erzielung einer keiner \~erpackung bedürfenden Ladung verbunden werden. Die Anbringung der Stanzladung in Ausrichtung auf die Öffnung in der Matrize wird durch Verwendung eines Halters für die Ladung erleichtert. Dieser ist zweckmäßig auswechselbar, da er nach mehrmaliger Detonation der Stanzladung deformiert ist. Der Halter für die Ladung kann verschieden gestaltet werden, was weitgehend von der Art und Größe der verwendeten Ladung abhängt.The punch charge preferably consists of a detonating explosive, for example PETN, RDX or cyclotetramethylenetetranitramine. However, other compositions with sufficient sensitivity 2, and propagation speed, e.g. B. dynamite compositions can be used. The cargo can be loaded by packaging the explosives in a rigid container, e.g. B. made of plastic or cardboard, or the explosive can be combined with a binding agent to achieve a charge that does not require packaging. The application of the punch charge in alignment with the opening in the die is facilitated by the use of a holder for the charge. This is expediently exchangeable, since it is deformed after the punch charge has been detonated several times. The holder for the load can be designed in different ways, which largely depends on the type and size of the load used.

Die öffnung in der Matrize muß scharfkantig sein, damit die Probe sauber aus dem Blech ausgeschnitten wird. Die Matrize soll daher leicht auswechselbar sein und aus einem abnutzungsbeständigen Stahl bestehen. Zweckmäßig besitzt sie die Form einer einfachen Hülse. Durchmesser und Umriß der öffnung hängen vollständig von dem gewünschten Umriß und Durchmesser der Probe ab. Im allgemeinen will man eine kreisförmige Probe mit einem Durchmesser von 50 bis 80 mm erhalten.The opening in the die must be sharp-edged so that the sample can be cut cleanly from the sheet metal will. The die should therefore be easily replaceable and made of wear-resistant steel. It expediently has the shape of a simple sleeve. Diameter and outline of the opening depend entirely on the desired shape and diameter of the sample. In general you want a circular sample with a diameter of 50 to 80 mm was obtained.

Der Abstand zwischen der Stanzladung und der Oberfläche der Matrize ist zweckmäßig so gering, daß eben noch eine freie Bewegung des Bandes möglich ist, d. h., der Mindestabstand ist nur etwas größer als die Stärke des Bandes. Wenn die Stanzladung sich in einem größeren Abstand von dem Blech befindet, werden die Explosionskräfte verteilt, und wenn sich die Matrize in größerem Abstand von dem Blech befindet, wird die Stanzwirkung unregelmäßig. Mit anderen Worten soll der Abstand zwischen der Unterseite der Stanzladung und der Oberfläche der Matrize nicht mehr als das Zwanzigfache der Blechstärke betragen.The distance between the punching charge and the surface of the die is expediently so small that a free movement of the belt is just possible, d. that is, the minimum distance is only slightly larger than the strength of the tape. If the punching load is at a greater distance from the sheet metal, the explosion forces are distributed, and when the die is at a greater distance from the sheet metal, the punching effect becomes irregular. In other words, the distance between the bottom should be the punching charge and the surface of the die are not more than twenty times the sheet thickness.

Die Ausrichtung der Stanzladung auf die öffnung in der Matrize kann auf verschiedene Weise erzielt werden, z. B. durch Verzahnung, durch visuell ge- « prüfte Übereinstimmung von Winkelanzeigegeräten usw. Man kann auch Vorkehrungen treffen, daß die Ladung bei genauer Ausrichtung der beiden Elemente automatisch gezündet wird. Bei einer solchen Anordnung könnte die eine Einheit an der zur Probe-The punching charge can be aligned with the opening in the die in various ways be e.g. B. by interlocking, by visually checked conformity of angle display devices etc. One can also take precautions to ensure that the load is properly aligned with the two elements is automatically ignited. With such an arrangement, one unit could be attached to the

entnahme gewünschten Stelle angeordnet, und die andere könnte quer über diese Stelle geschwenkt werden.the desired location, and the other could be swiveled across this location will.

Die Zeichnung zeigt eine Anordnung zur EntnahmeThe drawing shows an arrangement for removal

j von Proben aus Bandmetall nach dem Verfahren gemäß der Erfindung. Es sind natürlich viele Abänderungen innerhalb des Rahmens der Erfindung denkbar. In der Zeichnung zeigtj of samples of strip metal by the method according to the invention. There are, of course, many amendments conceivable within the scope of the invention. In the drawing shows

Fig. 1 eine Seitenansicht der Einrichtung gemäßFig. 1 is a side view of the device according to

) der Erfindung, im Begriff eine Probe zu entnehmen. Fig. 2 eine Draufsicht auf die Einrichtung,
Fig. 3 eine Detailansicht der Matrize und des Stanzteiles der Einrichtung und) of the invention, about to take a sample. Fig. 2 is a plan view of the device,
3 shows a detailed view of the die and the stamped part of the device and

Fig. 4 und 5 Ansichten der Sprengladung.4 and 5 are views of the explosive charge.

; In der Zeichnung bedeutet 1 ein Metallband, das z. B. in der Pfeilrichtung von Fig. 2 wandert. 2 ist ein Gehäuse für die Matrize 9, 3 eine Abschirmung, z. B. aus Stahl, rund um die Stanzladung 14, 4 und 5 sind einzeln um den Pfosten 6 drehbare Trägerarme. 7 ist; In the drawing, 1 denotes a metal band which, for. B. migrates in the direction of the arrow in FIG. 2 is a housing for the die 9, 3 is a shield, e.g. B. made of steel, around the punching charge 14, 4 and 5 are individually rotatable around the post 6 support arms. 7 is

D ein Anzeiger, welcher dazu dient, die Matrize 9 und die Stanzladung 14 über dem zur Probeentnahme bestimmten Teil des Bandes 1 in Stellung zu bringen. D an indicator which serves to position the die 9 and the punching charge 14 over the part of the strip 1 intended for sampling.

8 ist ein Halter innerhalb des Gehäuses 2, welcher die Matrize 9 trägt. Innerhalb dieses Halters 8 befindet sich der über einer Schraubenfeder 11 angeordnete Auffangbehälter 10 für die Probe. 12 ist ein Träger, an welchem der Halter 13 für die Ladung befestigt ist und 14 ist die Stanzladung aus einem dichtgepackten, hochexplosiven Sprengstoff. 15 ist ein 8 is a holder within the housing 2 which carries the die 9. The collecting container 10 for the sample, which is arranged above a helical spring 11 , is located within this holder 8. 12 is a carrier to which the holder 13 for the charge is attached and 14 is the punch charge made of a densely packed, highly explosive explosive. 15 is a

j Initialzünder, 16 ein Anschlußdraht für den Initialzünder und 17 ein zu einer Stromquelle führender Blei draht. Es sind lediglich ein Anschlußdraht und ein Bleidraht gezeigt, da bei dieser Bauart die Hülle des Initialzünders einen Masseanschluß an den Halter 13 besitzt und die ganze Anordnung als Masseanschluß dient. Der Initiialzünder 15 ist in einer Ausnehmung am Rand des Halters 13 unter Bildung eines Schnappsitzes eingeklemmt. j detonator, 16 a connecting wire for the detonator and 17 a lead wire leading to a power source. Only a connecting wire and a lead wire are shown, since in this type of construction the shell of the detonator has a ground connection to the holder 13 and the entire arrangement serves as a ground connection. The initial fuse 15 is clamped in a recess on the edge of the holder 13 , forming a snap fit.

Die gezeigte Einrichtung arbeitet folgendermaßen:The setup shown works as follows:

□ Die ringförmige Stanzladung 14 wird auf das Ende des Halters 13 aufgeschoben, man läßt den Initialzünder 15 in die Ausnehmung in dem Halter 13 einschnappen und verbindet den Anschlußdraht 16 mit dem Bleidraht 17. Die Trägerarme 4 werden so geschwenkt, daß die Abschirmung 3 sich an der Längsseite des wandernden Bandes befindet, um eine leichte Anbringung der Sprengladung zu ermöglichen. Die Trägerarme 5 können ebenfalls in eine solche Stellung gedreht werden, daß sich das Gehäuse 2 längsseits des wandernden Bandes 1 befindet, um so die bei der vorherigen Sprengung erhaltene Probe leichter entnehmen zu können. Die Arme 4 und 5 können unabhängig voneinander dreh- oder schwenkbar sein und gegebenenfalls in eine solche Stellung gebracht werden, daß das Gehäuse 2 und die Abschirmung 3 um 180° auseinanderstehen. Sie können auch beide in dieselbe Richtung schauen, jedoch so· weit auseinanderstehen, daß die Ladung 14 leicht angebracht und eine Probe entfernt werden kann.□ The ring-shaped punch charge 14 is pushed onto the end of the holder 13 , the igniter 15 is snapped into the recess in the holder 13 and the connecting wire 16 is connected to the lead wire 17. The support arms 4 are pivoted so that the shield 3 is attached the long side of the moving tape to allow easy attachment of the explosive charge. The support arms 5 can also be rotated into such a position that the housing 2 is located alongside the traveling belt 1 , so that the sample obtained during the previous detonation can more easily be removed. The arms 4 and 5 can be rotated or pivoted independently of one another and, if necessary, brought into a position such that the housing 2 and the shield 3 are 180 ° apart. You can both look in the same direction, but stand so far apart that the charge 14 can easily be attached and a sample can be removed.

Wenn die nächste Probe genommen werden soll, werden das Gehäuse 2 und die Abschirmung 3 über einem vorher bestimmten Teil des wandernden Bandes durch Drehung der Trägerarme 4 und 5 aufeinander ausgerichtet. Die Anzeigevorrichtung 7 ermöglicht eine genaue Zentrierung der Stanz- und Stützelemente, d. h. der Matrize 9 und der Ladung 14 in bezug auf das Band 1. Im gegebenen Augenblick wird der Zünder 15 elektrisch gezündet und bewirkt die Detonation der Stanzladung 14. Der dabei erzeugte Sprengdruck preßt das Band 1 fest an die Matrize 9 an. Der nach-When the next sample is to be taken, the housing 2 and the shield 3 are aligned over a predetermined part of the traveling belt by rotation of the support arms 4 and 5. The display device 7 enables precise centering of the punching and supporting elements, ie the die 9 and the charge 14 with respect to the tape 1. At the given moment, the igniter 15 is electrically ignited and detonates the punching charge 14. The explosive pressure generated thereby compresses the tape 1 firmly to the die 9 . The subsequent

Claims

The generous collecting container 10 for the sample enables the strong pressures acting over the band to drive a part of the band into the opening of the die 9 which has the outline and dimensions of this opening. The supporting surface, which is formed by the part of the die 9 surrounding the opening, prevents any deformation or bulging of the rest of the band. The force of the explosion pushes the collecting container 10 downwards against the resistance of the helical spring 11 and the tape moving on covers the opening in the die 9 before the sample is lifted up again so far that it touches the tape. The holder 13 for the charge also serves to shield the gases generated when the charge 14 is detonated and thus increases the downward pressure exerted on the area of the strip 1 located above the opening in the die 9. The shield 3 catches any parts thrown out and serves as a noise suppressor. In the embodiment shown, the punch charge 14 is ring-shaped. To take samples from thicker tape, a bowl-shaped charge can be used with the bottom thinner than the walls, or the charge can be in the form of a wheel with two or more explosive spokes extending from the center. In these cases, the ignition takes place in the middle. As stated above, best results are obtained when the highest concentration of explosive is on the outer periphery of the cargo. The amount of explosive required will depend on the type of explosive, the type of metal of the tape, the strength of the tape, and the size of the sample desired. If the sample is to have an oval outline or some other symmetrical shape, the outline of the charge and the opening can be designed in this shape. Patent claims:

1. A method for taking a sample from a moving metal strip, thereby characterized in that one is close to a surface of the tape carrying the tape Die with a sharp-edged opening with the dimensions and outlines of the desired Sample and close to the opposite surface of the tape, aligned with the opening, attaches a punched charge made of a highly explosive explosive and then ignites which in the has essentially the same dimensions and outline as the opening.

2. The method according to claim 1, characterized in that the punch charge between a shielding Mass and the tape is arranged.

3. Device for taking a sample from a moving metal strip, marked by a die supporting the band with an opening with the dimensions and outlines of the desired sample and a holder element for attaching a punch charge from a high-explosive explosive, the charge being essentially the same dimensions and outlines as and aligns with the opening and from the top of that opening has a distance equal to or greater than the thickness of the tape.

4. Device according to claim 3, characterized in that the holder element for the Charge is surrounded by a housing.

5. Device according to claim 3, characterized in that a collecting container for the Sample is provided below the opening.

1 sheet of drawings