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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Brennschneiden von Werkstücken
aus Stahl, wie beispielsweise Brammen, Bleche, Stränge und
Walzblöcke.
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Der
technische Hintergrund ist im Dokument EP-A-0 639 416 aufgezeigt,
das eine Zwei-Strang-Brennschneidanlage beschreibt, bei der jeder
Strang einen beweglichen pendelartigen Brennschneideschlitten hat.
Es kann ebenso auf das Dokument US-A-2 820 420 Bezug genommen werden,
das eine Brennschneideanlage beschreibt, die auskragend an einem
horizontal verschiebbaren Schlitten befestigt ist, sowie auf das
Dokument WO-A-96/10818, das einen Laufkran beschreibt, der von einem
vertikal teleskopisch verlängerbaren
Arbeitsarm getragen ist.
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Weiterhin
wird auf die Dokumente US-A-2 288 026 und US-A-2 541 344 hingewiesen.
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Beim
Brennschneiden von Werkstücken
aus Stahl, und insbesondere in der Stahlindustrie, von Brammen,
Blechen, Strängen
und Walzblöcken,
werden im allgemeinen in Höhe
der Ausgangsfläche
des Brennschneidestrahls Rückstände nicht
verbrannten Flüssigmetalls
erzeugt, von dem ein Teil, der nicht durch den Brennschneidestrahl
in die umgebende Atmosphäre
geschleudert wird, an den Austrittsrändern der Schnittspalte hängen bleibt
und dort aushärtet, und
zwar über
die gesamte Länge
der Schnittspalte, wodurch sich ein Schneidegrat in Form eines Wulstes
bildet. Daher weist jeder Schnittspaltenrand eines Schneideausgangs
am Ende des Schneidevorgangs einen Wulst auf, der aus einer Mischung
aus Basismetall und Eisenoxid besteht. Dieser ungewünschte Grat
haftet fest am Körper
der brenngeschnittenen Stücke
und es hat sich als notwendig erwiesen, einen zusätzlichen
Arbeitsschritt zum Entfernen dieser Grate vorzusehen, deren Größe von der
Beschaffenheit des vorliegenden Stahls, der Schnittgeschwindigkeit
und der Art und Einstellungen der Brennschneidevorrichtung abhängt. Das
Abnehmen der Grate erfolgt im allgemeinen durch Entgraten, wobei dies
manuell unter Verwendung eines Schneidbrenners, durch Meißeln oder
Schleifen oder wiederum mechanisch mit Hilfe einer entsprechenden
Vorrichtung durchgeführt
werden kann. In jedem Fall handelt es sich hier um eine zusätzliche
Behandlung, die sich durch erhöhte
Kosten sehr nachteilig auf den Selbstkostenpreis auswirkt.
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Um
dieses Problem zu lösen,
wurde bereits ein Verfahren zum Brennschneiden eines Werkstückes aus
Stahl vorgeschlagen, bei dem ein Schneideelement derart positioniert
wird, dass der Brennschneidestrahl auf eine erste Fläche des
zu schneidenden Werkstückes
gerichtet ist, und ein Entgratelement derart positioniert wird,
dass der Entgratstrahl in Richtung des Austrittspunktes des Brennschneidestrahls
auf eine zweite Fläche
gerichtet ist, die der ersten abgewandt ist, um ein gleichzeitiges
Entgraten des Schneidegrates durchzuführen, der sich auf der genannten
zweiten Fläche
bildet, wobei die Positionierung des Schneideelements und des Entgratelements
derart ist, dass der Brennschneidestrahl an der oberen Fläche des
Werkstücks
in einer im wesentlichen vertikalen Richtung angreift, während der Entgratstrahl
an der unteren Fläche
des genannten Werkstücks
in einer schrägen
Richtung angreift, die auf den Austrittspunkt des Brennschneidestrahls
gerichtet bleibt, wobei das Schneiden und das gleichzeitige Entgraten
durch eine synchrone horizontale Verschiebung des Schneideelements
und des Entgratelements erfolgen. In diesem Zusammenhang wird auf
die Dokumente EP-A-0 017 807 (&US-A-4 336
078) und DE-A-29 43 539 verwiesen.
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Im
Falle des Stranggussverfahrens wurde bereits eine Vorrichtung zum
Brennschneiden und zugehörigen
Entgraten vorgeschlagen, bei der ein Schneideelement derart positioniert
wird, dass der Brennschneidestrahl auf eine erste Fläche des
zu schneidenden Werkstückes
gerichtet ist, und ein Entgratelement derart positioniert wird,
dass der Entgratstrahl in Richtung des Austrittspunktes des Brennschneidestrahls
auf eine zweite Fläche
gerichtet ist, die der ersten abgewandt ist, um ein gleichzeitiges
Entgraten des Schneidegrates durchzuführen, der sich auf der genannten
zweiten Fläche
bildet. Ein derartiges Verfahren ist im Dokument WO-A-99/16570 beschrieben.
Bei diesem Verfahren erfolgt die Positionierung des Schneidelements
und des Entgratelements durch direkte Referenzierung auf dem kontinuierlichen
Strang mit Hilfe einer beweglichen Zange. Sobald die Referenzierung
erfolgt ist, werden das Schneideelement und das Entgratelement parallel
zu den Seitenflächen
des Strangs heruntergelassen, so dass durch horizontales Angreifen
einer Seitenfläche
des Strangs ein progressives Schneiden von oben nach unten und durch
einen konstant nach unten gerichteten Angriff auf die andere Seitenfläche ein
gleichzeitiges Entfernen des Schneidegrates, der sich auf dieser
anderen Seitenfläche
bildet, erfolgt. Somit ist bei dieser Technik der Brennschneidestrahl
horizontal und in Richtung einer Seitenfläche des Strangs gerichtet,
und zwar während
der gesamten Dauer des Schneidevorgangs.
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Diese
Technik ist sicher vorteilhaft zum Brennschneiden in Stranggussverfahren
einzusetzen, doch zum Brennschneiden von anderen Stahlprodukten
ist sie nur begrenzt geeignet.
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Vor
allem ist festzustellen, dass sich dieses Verfahren nicht zum Brennschneiden
von Brammen oder anderen sehr breiten Werkstücken eignet. Da das Brennschneiden
horizontal erfolgt, ist eine derartige Anordnung nicht möglich, wenn
das zu schneidende Werkstück
eine große
Breite hat, wie bei Brammen oder Blechen der Fall. Es ist utopisch,
das zu schneidende Werkstück
mit den Referenz-Zangen einspannen zu wollen und insbesondere einen Brennschneidestrahl
zu realisieren, der ausreicht, um den Schnitt über die gesamte Breite des
Werkstücks
zu erzielen.
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Diese
Technik eignet sich weiterhin nicht für Schneidvorgänge in Längsrichtung,
das heißt
zum Schneiden von Werkstücken
in ihrer Länge.
Ein derartiges Schneiden erfolgt im Fall von Brammen oder Blechen
häufig.
Diese Technik ist sowohl in physikalischer Hinsicht für Brammen
im Strangguss, als auch in wirtschaftlicher Hinsicht bei Brammen
und Blechen außerhalb
des Stranggusses ungeeignet, da die nötige Handhabung der Werkstücke kostspielig
ist oder zur Umsetzung der Technik sehr große und komplexe Anlagen eingesetzt
werden müssen.
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In
jedem Fall wurde in der Praxis im Ausgangsbereich des Brennschneidestrahls
eine starke Rauchentwicklung beobachtet, die durch das Nachverbrennen
von Rückständen nicht
verbrannten Flüssigmetalls
entsteht, das von dem Brennschneidestrahl und dem Entgratstrahl
weggeschleudert wird.
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Die
Erfindung ist auf eine Brennschneidetechnik gerichtet, durch welche
die vorstehend beschriebenen Nachteile und/oder Beschränkungen behoben
werden können.
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Die
Erfindung ist daher auf ein Verfahren zum Brennschneiden eines Werkstücks aus
Stahl sowie auf eine Vorrichtung zur Umsetzung dieses Verfahrens
gerichtet, die dazu imstande sind, unabhängig von der Breite des zu
schneidenden Werkstücks ein
gleichmäßiges Schneiden
von sehr unterschiedlichen Stahlstücken zu erzielen ohne einen
Schneidegrat entstehen zu lassen, wobei zugleich die Rauchentwicklung
verringert wird. Anhand der untersuchten Technik soll es ins besondere
möglich
sein, Längsschnitte
unter technisch und wirtschaftlich optimalen Bedingungen durchzuführen.
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Dieses
Problem ist erfindungsgemäß gelöst durch
ein Verfahren zum Brennschneiden eines Werkstückes aus Stahl, bei dem ein
Schneideelement derart positioniert wird, dass der Brennschneidestrahl
auf eine erste Fläche
des zu schneidenden Werkstückes
gerichtet ist, und ein Entgratelement derart positioniert wird,
dass der Entgratstrahl in Richtung des Austrittspunktes des Brennschneidestrahls
auf eine zweite Fläche
gerichtet ist, die der ersten abgewandt ist, um ein gleichzeitiges
Entfernen des Schneidegrates durchzuführen, der sich auf der genannten
zweiten Fläche
bildet, wobei die Positionierung des Schneideelements und des Entgratelements
derart ist, dass der Brennschneidestrahl an der oberen Fläche des
Werkstücks
in einer im wesentlichen vertikalen Richtung angreift, während der Entgratstrahl
an der unteren Fläche
des genannten Werkstücks
in einer schrägen
Richtung angreift, die auf den Austrittspunkt des Brennschneidestrahls
gerichtet bleibt, wobei das Schneiden und das gleichzeitige Entgraten
durch eine synchrone horizontale Verschiebung des Schneideelements
und des Entgratelements erfolgen, und wobei sich das Verfahren dadurch
auszeichnet, dass unter dem Werkstück ein Sprühelement positioniert wird,
derart, dass während des
Schneidevorgangs in Richtung der von dem Brennschneidestrahl weggeschleuderten
schmelzflüssigen
Partikel ein Fluidstrahl gesprüht
wird, um die Rauchentwicklungen zu verringern.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform ist
der Sprühstrahl
auf den Scheitel der Fallparabel der schmelzflüssigen Partikel gerichtet.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform besteht
darin, dass das Sprühelement
synchron mit dem Schneideelement und dem Entgratelement horizontal
verschoben wird, wobei der Brennschneidestrahl, der Entgratstrahl
und der Sprühstrahl
in einer gleichen vertikalen Ebene verbleiben.
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Des
Weiteren besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, dass das
Sprühelement
von dem Träger
des Entgratelements getragen ist, der den Brennschnittspalt durchläuft.
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Auch
ein Vorteil liegt darin, den Träger
des Entgratelements und des Sprühelements
derart vorzusehen, dass er während
des Brennschneidevorgangs in eine vertikale Schwingung versetzt
wird. Ein derartiges in vertikale Schwingung Versetzen ermöglicht es,
den Vorschub des den Brennschnittspalt durchsetzenden Trägers zu
erleichtern.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Umsetzung des vorstehend
genannten Brennschneideverfahrens, wobei sich die Vorrichtung dadurch
auszeichnet, dass sie einen Wagen umfasst, der auf zugehörigen Schienen
horizontal verschiebbar ist, wobei der Wagen Träger für ein Schneideelement und ein
Entgratelement trägt,
die senkrecht über
dem zu schneidenden Werkstück
angeordnet sind, und wobei der Träger des Entgratelements eine dünne Lamelle
umfasst, die dazu bestimmt ist, den Brennschnittspalt zu durchlaufen,
wobei die dünne Lamelle,
die das Entgratelement trägt,
ferner ein Fluidsprühelement
trägt.
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Das
Vorhandensein dieser Lamelle ist insofern äußerst zweckmäßig, als
eine derartige Anordnung es ermöglicht,
die Halterung für
das Schneideelement, das Entgratelement und das Sprühelement oberhalb
des zu schneidenden Werkstücks
vorzusehen, wobei der unterhalb des Werkstücks gelegene Platz vollkommen
freigehalten ist. Ferner ist durch die Steifigkeit der dünnen Lamelle
das relative Positionieren der unterschiedlichen getragenen Elemente sowohl
in ihrer Position als auch in ihrer Neigung sichergestellt.
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Vorteilhafterweise
ist sowohl das Entgratelement als auch das Sprühelement am Ende der dünnen Lamelle
befestigt, wobei sie jeweils in einem jeweiligen vorgegebenen Winkel
nach oben geneigt sind.
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Das
Zuführen
der für
das Entgratelement und das Sprühelement
notwendigen Fluide kann durch unter dem zu schneidenden Werkstück angeordnete
Mittel erfolgen. Um jedoch den Nachteilen, die aufgrund der Abgabe
von Flüssigmetall
zu erwarten sind, entgegenzuwirken, ist es zweckmäßig, ein Zuführen von
oberhalb des Werkstücks
vorzusehen.
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Daher
ist gemäß einer
weiteren vorteilhaften Eigenschaft eine dünne Lamelle vorgesehen, die hohl
ist, um das notwendige Fluid oder die notwendigen Fluide zuzuführen.
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Ferner
ist es zweckmäßig, die
Lamelle derart vorzusehen, dass diese an einen Schwingungserzeuger
gekoppelt ist, der Schwingungen mit geringer Amplitude in einer
vertikalen Richtung erzeugen kann, wodurch das Risiko verringert
wird, dass Metalltropfen in dem Brennschnittspalt haften bleiben, so
dass das Vorankommen der dünnen
Lamelle beim Brennschneidevorgang sichergestellt ist.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass die Träger für das Schneideelement, das
Entgratelement und das Sprühelement
individuell in einer vertikalen Richtung in ihrer Position einstellbar
sind. Dieses individuelle Einstellen ist wichtig, um eine Anpassung an
zu schneidende Werkstück
unterschiedlicher Dicke vornehmen zu können.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsvariante
verschiebt sich der Wagen entlang dem Werkstück und trägt einen Kragarm, an dem die
Träger
für das
Schneideelement, das Entgratelement und das Sprühelement mittels eines Bügels, der
verschiebbar an dem Kragarm gelagert ist, befestigt sind.
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Alternativ
ist es im Falle des Brennschneidens eines stranggegossenen Werkstücks von
Vorteil vorzusehen, dass sich der Wagen oberhalb des Werkstücks verschiebt
und eine bewegliche Zange trägt,
die dazu bestimmt ist, das genannte Werkstück an ihren Seitenflächen einzuspannen,
wobei der Wagen einen lösbaren
Rahmen aufnehmen kann, der einen Schlitten trägt, der transversal zur Gussrichtung verschiebbar
ist und die Träger
für das
Schneideelement, das Entgratelement und das Sprühelement trägt. Dies ermöglicht insbesondere
die Verwendung der in dem erwähnten
Dokument WO-A-99/16570 beschriebenen Anlage durch Ersetzen der Schneide- und
Entgratanordnung mit horizontalem Brennschneidestrahl durch eine
andere fest mit dem beweglichen Wagen verbundene Anordnung mit einem erfindungsgemäßen vertikalen
Brennschneidestrahl.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden
Beschreibung und der Zeichnungen, die bestimmte Ausführungsbeispiele
betreffen, deutlich. Es wird auf die Figuren Bezug genommen, in
denen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Anlage zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Brennschneideverfahrens
ist, wobei hier eine erste Ausführungsform
gezeigt ist, bei der zwei separate Wagen eingesetzt werden, deren
horizontale Verschiebung synchron erfolgt;
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2 eine
schematische Darstellung einer weiteren Variante zur Umsetzung des
erfindungsgemäßen Brennschneideverfahrens
ist, bei der der Träger
des Entgratelements und des Sprühelements den
Brennschnittspalt durchläuft;
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3 eine
vergrößerte Darstellung
der bei der vorhergehenden Variante verwendeten Elemente ist, wobei
eine dünne
Lamelle das Entgratelement und Sprühelement trägt;
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4 eine
Endansicht der in 3 dargestellten Elemente ist,
anhand der das Durchlaufen des Brennschnittspalts durch die dünne Lamelle
gut zu erkennen ist;
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5 eine
Schnittansicht entlang V-V der 3 ist, anhand
der der Leitungsverlauf der Fluide im Innern der dünnen Lamelle
gut zu erkennen ist;
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6 und 7 eine
End- bzw. Schnittansicht einer Vorrichtungsausführung zur Um setzung des Verfahrens
ist, wobei sich ein tragender Wagen seitlich entlang dem zu schneidenden
Werkstück
bewegt;
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8 und 9 eine
Seiten- bzw. Endansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist,
bei denen sich der Wagen oberhalb eines stranggegossenen Werkstückes verschiebt
und eine bewegliche Zange trägt,
die dazu vorgesehen ist, das Werkstück einzuspannen.
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1 zeigt
ein Werkstück
aus Stahl, wie beispielsweise eine Bramme, einen Strang oder einen Walzblock,
das gemäß dem erfindungsgemäßen Brennschneideverfahren
geschnitten wird. Das zu schneidende Werkstück 1 hat eine obere
Fläche 1.1 und
eine untere Fläche 1.2 und
liegt horizontal auf in der Figur nicht dargestellten Auflagen.
Ein Wagen 2 kann sich mit Hilfe von Rollen 4 auf
Schienen 3 bewegen und trägt mittels eines starren Trägers 16 ein Schneideelement 5,
das ein Schneidbrenner ist. Das Schneideelement 5 ist derart
angeordnet, dass der mit 6 bezeichnete Brennschneidestrahl
die obere Fläche 1.1 des
Werkstücks 1 in
einer im wesentlichen vertikalen Richtung angreift. Unterhalb des
Werkstücks 1 ist
ein weiterer Wagen 7 vorgesehen, der durch zugehörige Räder 9 auf
Schienen 8 verschiebbar ist. Dieser Wagen 7 trägt über einen
Träger 17 ein Entgrat element 10,
das derart angeordnet ist, dass der mit 12 bezeichnete
Entgratstrahl die untere Fläche 1.2 des
Werkstücks 1 in
einer schrägen
Richtung angreift, die auf den Austrittspunkt 14 des Brennschneidestrahls 6 gerichtet
bleibt.
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Bei
dieser Ausführungsform,
die insbesondere für
einen Schneidvorgang in Längsrichtung
vorgesehen ist, erfolgen das zugleich ablaufende Schneiden und Entgraten
durch synchrones horizontales Verschieben des Schneideelements 5 und
des Entgratelements 10 durch ein entsprechendes Steuern
der Verschiebung des jeweiligen Wagens, 2, 7. Es
ist zu erwähnen,
dass das durch den Schneidbrenner durchgeführte Entgraten während des Schneidens „von unten
her" erfolgt, d.h.
unterhalb des Werkstücks,
was gegenüber
herkömmlichen Systemen
mit horizontalem Brennschneidestrahl, wie beispielsweise im oben
genannten Dokument WO-A-99/16570 beschrieben, von Vorteil ist. Das von
unten her erfolgende Entgraten ist tatsächlich insofern besonders effizient
als sich der Grat aufgrund der Gravitationskraft in dieser Position
leicht löst
und ein leichteres und schnelleres Abfallen des Grats erzielt ist.
Da das Entgratelement 10 ferner hinter dem Brennschneidestrahl
angeordnet ist, wird das Wegschleudern der Partikel stromabwärts nicht
durch en in der Nähe
befindliches Hindernis gestört.
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In 1 ist
ferner ein Sprühelement 11 zu sehen,
das an einem zugehörigen
Träger 18 befestigt ist,
der von einem Wagen 7 getragen ist, der das Entgratelement 10 trägt.
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Somit
wird das Sprühelement 11 derart
unter dem Werkstück 1 positioniert,
dass während
des Schneidevorgangs in Richtung der von dem Brennschneidestrahl 6 weggeschleuderten
schmelzflüssigen
Partikel ein Fluidstrahl 13 gesprüht wird, um die Rauchentwicklungen
zu verringern. In der Praxis ist die Anordnung des Schneideeements 5,
des Entgratelements 10 und des Sprühelements 11 derart,
dass sich die drei Strahlen 6, 12, 13 jeweils
in einer gleichen vertikalen Ebene entlang des Schneidvorgangs fortsetzen.
Das Sprühfluid,
das aus Wasser oder Sauerstoff bestehen kann, stellt gegenüber glühenden Partikeln
eine Löschfunktion
sicher. Durch diese Abgabe von kaltem Fluid an die nachbrennenden Stahlpartikel
aus dem Brennschneidestrahl und dem Entgratstrahl, wird die Menge
des sich entwickelnden Rauchs erheblich gesenkt.
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Bei
der soeben beschriebenen Ausführungsform
ist der Träger
des Schneidelements einerseits und der Träger des Entgrat- und des Sprühelements anderer seits
zu beiden Seiten des zu schneidenden Werkstücks angeordnet. Dies bedarf
einer exakten Synchronisierung der Steuerung des Vorschubs der beiden
Wagen 2 und 7, damit die Strahlen 12 und 13 gegenüber dem
Austritt des Brennschneidestrahls 6, der vor dem mit 1.3 bezeichneten
Brennschnittspalt angeordnet ist, immer korrekt ausgerichtet sind.
Die Erfindung sieht jedoch auch eine Ausführungsvariante vor, bei der
die Träger
auf einer gleichen Seite des zu schneidenden Werkstücks getragen
und insbesondere oberhalb des Werkstücks angeordnet sind.
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In
Folgenden wird eine derartige, in 2 schematisch
dargestellte Ausführungsform
beschrieben.
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Erfindungsgemäß ist das
synchrone Verschieben des Schneideelements 5, des Entgratelements 10 und
des Sprühelements 11 realisiert,
indem die jeweiligen Träger
dieser Elemente auf einer gleichen Seite des Werkstücks angeordnet
sind, wobei einer der Träger
den Brennschnittspalt 1.3 durchläuft. Im vorliegenden Fall sind
die Träger 17 und 18 des Entgratelements 10 und
des Sprühelements 11 an
einem gemeinsamen Träger
miteinander verbunden, der eine Lamelle 20 ist, die ausreichend
dünn ist,
um den Brennschnittspalt 1.3 durchlaufen zu können. Somit
sind die Träger 16, 20 des
Schneideelements 5 und des Entgratelements 10 über dem
Werkstück 1 angeordnet
und der Träger 20 des
Entgratelements durchläuft
den Brennschnittspalt 1.3. Es ist natürlich auch eine umgekehrte
Ausführung
denkbar, bei der der Wagen 2 nicht senkrecht über dem
Werkstück 1 angeordnet
wäre, sondern
unter diesem. Es ist jedoch zweckmäßiger, eine darüberliegende
Anordnung vorzusehen, da es so möglich
ist, den Raum unterhalb des zu schneidenden Werkstücks vollkommen
frei zu halten.
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Der
von der Lamelle 20 gebildete starre Träger, der den Brennspalt 1.3 durchläuft, erlaubt
es, ein kompliziertes Synchronisieren der beiden separaten Wagen
zu vermeiden und gewährleistet
die Einhaltung der relativen Positionierung der drei Elemente 5, 10, 11 und
somit die perfekte Positionierung der drei zugehörigen Strahlen 6, 12, 13.
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Wie
bereits bei 1 der Fall, trägt die dünne Lamelle 20 ein
Sprühelement 11,
dessen Strahl 13 in Richtung der von dem Brennschneidestrahl 6 weggeschleuderten
schmelzflüssigen
Partikel gerichtet ist. Es ist zweckmäßig, vorzusehen, dass der Sprühstrahl 13 in
Richtung des mit 15 bezeichneten Bereichs zeigt, wel cher
der Scheitelzone der Fallparabel der schmelzflüssigen Partikel entspricht.
Somit unterliegen die Partikel zuerst der kinetischen Energie des
Brennschneidestrahls 6 und des Entgratstrahls 12 und
deren Bahn hat vor Beginn einer parabolischen Bahn, die ausschließlich dem
Einfluss der Schwerkraft entspricht, einen Wendepunkt mit horizontaler
Tangente. Dieser Wendepunkt, der dem vorstehend genannten Bereich 15 entspricht,
bildet den idealen Zielpunkt für
den Sprühstrahl,
da die Partikel somit eine Geschwindigkeit von im wesentlichen null
aufweisen.
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Anhand
der 3 bis 5 ist die Anordnung des Schneideelements 5,
des Entgratelements 10 und des Sprühelements 11 mit den
jeweiligen Strahlen 6, 12, 13 gut zu
erkennen. In einer Schnittansicht ist die dünne Lamelle 20 zu
sehen, welche die Elemente 10, 11 trägt und im
vorliegenden Fall hohl ist, um die notwendigen Fluide zuzuführen. Es sind
zwei Leitungen 21, 22 zu sehen, die zu den Innenräumen 23, 24 der
Elemente 10, 11 führen, um die betreffenden Fluide
zuzuführen,
die über
die Einmündungen 25, 26 ankommen.
Das Entgratfluid ist allgemein Sauerstoff, es kann jedoch auch Wasser vorgesehen
sein sowie jedes entsprechende Fluid. Zum Sprühen wird allgemein kaltes Wasser
verwendet. Interessanterweise ist festzustellen, dass das Vorhandensein
von kaltem Wasser in der dünnen
Lamelle vorteilhaft für
die Kühlung
dieses Elements während
dem Schneidevorgang und nach Beenden dieses Vorgangs ist.
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Das
Entgratelement 10 und das Sprühelement 11 sind beide
am Ende der dünnen
Lamelle 20 befestigt, wobei sie jeweils in einem vorbestimmten Winkel
nach oben hin ausgerichtet sind. Diese Winkel werden derart gewählt, dass
der Entgratvorgang für
den Strahl 12, der auf den Austrittspunkt 14 des Brennschneidestrahl 6 gerichtet
ist, und der Sprühvorgang
für den
Strahl 13, der auf die Scheitelzone der Fallparabel der
schmelzflüssigen
Partikel gerichtet ist, optimiert ist. In der Praxis sind die Träger des Schneideelements 5,
des Entgratelements 10 und des Sprühelements 11 in vertikaler
Richtung ausrichtbar. Durch das separate Einstellen des Schneidelements 5 und
der Lamelle 20 kann somit eine Anpassung auf unterschiedlich
Dicke zu schneidende Werkstücke
vorgenommen werden.
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Es
ist ferner von Vorteil, die Lamelle 20 derart vorzusehen,
dass sie an einen Schwingungserzeuger gekoppelt ist, der Schwingungen
geringer Amplitude in vertikaler Richtung erzeugen kann. Ein solcher
(nicht dargestellter) Schwingungserzeuger ist vorzugsweise in den
Träger
der dünnen
Lamelle 20 integriert. Indem die dünne Lamelle 20 während dem Brennschneidevorgang
in vertikale Schwingung versetzt wird, werden mögliche Metalltropfen, die sich
im Brennschnittspalt an die Lamelle haften, abgeschüttelt. Auf
diese Weise ist sichergestellt, dass der Vorschub der Elemente 5, 10, 11 beim
Brennschneidevorgang nicht behindert ist.
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Im
Folgenden wird eine bestimmte Ausführungsform der Vorrichtung
zum Umsetzen des erfindungsgemäßen Verfahrens
unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben.
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Die
zu schneidende Bramme 1 ist auf einem Längsschneidebereich 17 angeordnet,
der mit einem Graben 18 zur Abgabe des Brennschneidestrahls ausgestattet
ist. Ein motorgetriebener Wagen 102 verschiebt sich parallel
zur Längsachse
der Bramme mit Hilfe von Rollen 104 auf einer Bahn 103 entlang dem
Werkstück 1.
Der Wagen 102 trägt
einen Kragarm 105, der hier einen rechtwinkligen Querschnitt hat,
an dem ein Bügel 106 verschiebbar
befestigt ist, der senkrecht über
der zu schneidenden Bramme lagert. Der Bügel 106 kann in seiner
Position an dem Arm 105 durch eine Schraube 107 fixiert
sein. Wie noch besser in 3 zu sehen, trägt der Bügel 106 die
Träger 16, 17,
die jeweils mit dem Schneideelement 5, und dem Entgrat-
und dem Sprühelement 10, 11 verbunden
sind. Die Träger 16, 17 sind
abnehmbar mit dem Bügel 106 verbunden,
wobei durch ein Element zum Einstellen der Höhe ein entsprechendes Positionieren
der Elemente ermöglicht
ist. Das Verschieben der Träger 16, 17 erfolgt
vertikal in einer Ebene, die der Ebene der drei Strahlen 6, 12, 13 entspricht.
Jeder Träger 16, 17 kann
durch die entsprechenden Schrauben 108, 109 in
der gewünschten Höhe blockiert
werden. Anhand der 3 ist die genaue geometrische
Lage der relativen Position des Brennschneidestrahls 6,
des Entgratstrahls 12 und des Sprühstrahls 13 zu sehen.
Weiterhin sind hier die Zufuhrleitungen für die verschiedenen Elemente
dargestellt, die an die oberen Enden der Träger 16, 17 angeschlossen
sind. Man erkennt die Leitungen 110, 111, die
dafür sorgen,
dass das Schneideelement mit Sauerstoff zum Erhitzen und Schneiden
sowie mit Brenngas versorgt wird, während die Leitungen 112, 113,
dafür sorgen,
dass das Entgratelement und das Sprühelement mit Sauerstoff oder
Wasser zum Entgraten und mit Wasser zum Löschen der Nachverbrennung versorgt
werden.
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Im
Folgenden wird im Bezug auf 8 und 9 eine
weitere Ausführungsform
beschrieben, die als Ausstattung einer Brennschneidevorrichtung der
Art, die in dem Dokument WO-A-99/16570 beschrieben ist, dient. Die
bekannte Vorrichtung, die insbesondere zum Brennschneiden eines
stranggegossenen Werkstücks
vor gesehen ist, umfasst einen Wagen, der mit einer beweglichen Zange
ausgestattet ist, die dazu bestimmt ist, das Werkstück mittels ihrer
Seitenflächen
einzuspannen. Bei der bekannten Vorrichtung ist alternativ zum Pendel-Schneidesystem
ohne Entfernen des Schneidegrates ein Rahmensystem vorgesehen, das
ein Schneideelement und ein Entgratelement trägt, die derart angeordnet sind,
dass der Brennschneidestrahl horizontal ist. Somit genügt es, diese
Schneideanordnung durch eine erfindungsgemäße Anordnung auszutauschen,
um einen Schnitt mit vertikalem Brennschneidestrahl zu erzielen,
wobei ein Entgraten und ein Besprühen des stranggegossenen Werkstücks von
unten erfolgt. Auf diese Weise können
viele der bereits an der bekannten Vorrichtung verwendete Elemente
genützt
werden.
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Schematisch
sind hier die unterschiedlichen Bestandteile der Vorrichtung aufgezeigt
und für
nähere
Details wird auf das Dokument WO-A-99/16570 verwiesen.
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Es
ist ein Wagen 202 zu sehen, der sich über Rollen 203 auf
zugehörigen
Schienen 204 verschiebt, die senkrecht über dem zu schneidenden Produkt 1 angeordnet
sind. Die beiden Arme 205 einer beweglichen Zange, die
an fest mit dem Wagen 202 verbundenen Bügeln 206 schwenkbar
angeordnet sind, können
durch Betätigung
einer zugehörigen Spannvorrichtung 207 angenähert oder
entfernt werden. Das stranggegossene Werkstück 1 wird auf Tragrollen
A verschoben und der Wagen 202 wird, wenn die beweglichen
Zange 205 gespannt ist, von der Bewegung des zu schneidenden
Werkstücks
angetrieben. Auf diese Weise ist die Synchronisierung mit der Bewegung
des Werkstücks
vollkommen sichergestellt. Ein motorisierter Fühler 208 tritt mit
dem Produkt in Kontakt, wodurch die durch das zugehörige Schneideelement
ausgeführte
Brennschneidephase eingeleitet wird. Im vorliegenden Fall wurde
das Pendel-Schneideelement oder das herkömmliche Schneideelement mit
horizontalem Brennschneidestrahl durch eine erfindungsgemäße Brennschneideanlage ersetzt.
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Es
ist ein beweglicher Rahmen 220 zu erkennen, der durch Schrauben 221 mit
der Wagenstruktur 202 verbunden ist. Der bewegliche Rahmen 220 trägt horizontale
Gleitschienen 223, zwischen denen sich ein Schlitten 222 horizontal
bewegt. Der Schlitten 222 wird von einer horizontalen Gewindespindel 224 angetrieben,
die an die Abtriebswelle eines Antriebsmotors 225 gekoppelt
ist. Der Schlitten 222 trägt einen Bügel 226, an dem die
Träger 16, 17 befestigt
sind, die mit dem zugehörigen
Schneideelement 5 bzw. mit dem Entgrat- und dem Sprühele ment 10, 11 verbunden
sind. Die Höhe
der Träger
kann natürlich
durch Feststellen der zugehörigen
Schrauben 227 eingestellt werden.
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Sobald
die Träger 16, 17 derart
in Position sind, dass der Brennschneidestrahl und der Entgratstrahl
an einem Punkt aufeinandertreffen, der sich in Höhe der Unterseite der zu schneidenden Bramme
befindet, reicht es aus, den Betätigungsmotor 225 zu
betätigen,
um die horizontale Verschiebung der Elemente 5, 10, 11 auszulösen, wodurch eine
Schneidephase eingeleitet wird, bei der ein gleichzeitiges Entgraten
und Aussprühen
von Fluid zur Reduzierung von Rauchentwicklung erfolgt. Die Verschiebung
des Schlittens 222 quer zur Strangrichtung erfolgt derart
präzise,
dass ein perfektes Abnehmen des Schneidegrates in Höhe der Unterseite
der Bramme garantiert ist. Durch das aus Gewindespindel 224 und
Schlitten 222 gebildete Schrauben-Mutter-System ist eine
gleichmäßige und
präzise
Vorwärtsbewegung
der zuvor genannten unterschiedlichen Elemente sichergestellt.
-
Somit
ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Brennschneiden erzielt,
die ein effizientes Behandeln des Schneidegrats und der Nachverbrennungsauswürfe zur
Reduzierung von Rauchentwicklung ermöglichen, wobei diese für alle Arten
von zu schneidenden Werkstücken,
unabhängig
von deren Größe, eingesetzt
werden können.