用于生产预定类型的工件的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于为工件(12)除去鳞皮的设备(10)和方法，该工件相对于喷嘴组件(14)沿运动方向(X)运动，其中，为了为工件(12)除去鳞皮，从喷嘴(16)在高压下将液体(18)、尤其水喷射到工件(12)的表面(20)上。控制机构(22)与数据存储器(21)在信号技术上相连接，其中，在数据存储器(21)中存储根据至少一个预定类型、优选地根据多个预定类型的用于为的工件(12)除去鳞皮的表面工艺模型的理论数据。通过由喷嘴(16)施加的液体(18)为工件的表面(20)加载的能量输入密度借助于控制机构(22)根据用于预定类型的工件的表面工艺模型的理论数据来控制、优选地调节。

Equipment and method for producing predetermined types of workpieces

The invention relates to a device (10) and a method for removing scales for a workpiece (12), which moves in the direction of motion (X) relative to the nozzle assembly (14), in which liquid (18), especially water, is sprayed onto the surface (20) of the workpiece (12) at high pressure from the nozzle (16) in order to remove scales for the workpiece (12). The control mechanism (22) is connected with the data memory (21) in signal technology, in which theoretical data of a surface process model for removing scales according to at least one predetermined type and preferably according to a plurality of predetermined types of workpieces (12) are stored. The energy input density loaded by the liquid (18) applied by the nozzle (16) for the surface (20) of the workpiece is controlled and optimally adjusted by means of the control mechanism (22) according to the theoretical data of the surface process model for the predetermined type of workpiece.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产预定类型的工件的设备和方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于生产预定类型的工件的设备和根据权利要求8的前序部分的相应的方法。所述工件尤其为热轧件。
技术介绍
根据现有技术已知的是，为了为工件、尤其热轧件除去鳞皮，以高压将水喷射到工件的表面上。为了为工件的表面完美地除去鳞皮，高压喷射水通常从除鳞机的多个喷口喷出。就此而言，在热轧设备中，被称为除鳞机的是这样的部件，其设置成从轧件的表面去除鳞皮，即，由氧化铁构成的污物。根据现有技术，直到现在，用于生产工件的生产设备以这种方式运行，即，为了为工件除去鳞皮，设定恒定预置的运行参数，该运行参数在生产设备的运行中保持不变。这种运行方式的缺点是，始终以最大压力为除鳞机输送高压水，以便实现相应的最大可能实现的除去鳞皮。对于例如具有高的碳含量和/或低的合金元素浓度的易于除去鳞皮的钢种，这导致不必要的大的能量需求和使用的高压水的量。尤其对于易于除去鳞皮的钢种，另一缺点是，由于除鳞机的刚才提到的运行方式，工件的温度降低到低于需要的程度，因此，一旦工件在除去鳞皮之后为了为进一步的处理步骤做准备而在需要时被再次加热，这此时又需要大量的加热能量。同样地，前置的加热过程的温度控制也有消极影响，因为轧件被过高或过于严重地加热，这又导致增多的鳞皮生成。由于生产设备的到目前为止的不变的运行，在迄今已知的热工艺模型中，除去鳞皮过程不被认为是动态的部分。在传统的生产设备中使用的已知的工艺模型通常调节和控制生产设备中的成型技术上的和/或热过程。在此，成型技术工艺模型主要通过轧制道次规划设计和技术上的调节起作用，目的是实现最佳的带材几何。热工艺模型用于设定和调节在有针对性的加热和冷却过程内的组织结构。
技术实现思路
本专利技术的目的在于以如下方式以简单的器件优化工件的生产，使得在为工件除去鳞皮时在最佳的产品结果保持不变的情况下实现最小化能量使用并且最小化的温度降低。该目的通过具有在权利要求1中说明的特征的设备和根据权利要求8的方法实现。本专利技术的有利的改进方案在从属权利要求中予以限定。根据本专利技术的设备用于生产预定类型的工件、尤其热轧件，并且包括：至少一个第一喷嘴组件，其具有多个喷嘴，由喷嘴可将液体、尤其水以高压施加到工件的表面上，以便由此为工件除去鳞皮；和控制机构，其中，设置有与控制机构在信号技术上连接的数据存储器。在数据存储器中可存储根据至少一个预定类型的用于工件的表面工艺模型的理论数据。通过由喷嘴喷射的液体加载给工件的表面以用于除去鳞皮的能量输入密度可借助于控制机构根据用于工件的预定类型的表面工艺模型的理论数据控制、优选地调节，使得用于工件的能量输入密度和与之相关的温度降低分别具有最小值。以相同的方式，本专利技术还提出了一种用于生产预定类型的工件、优选地热轧件的方法，该工件相对于具有多个喷嘴的至少第一喷嘴组件沿着运动方向运动。在此，由喷嘴将液体、尤其水在高压下喷射到工件的表面上，以便由此为工件除去鳞皮。控制机构与数据存储器在信号技术上连接，其中，在数据存储器中存储有根据至少一个预定类型的用于工件的表面工艺模型的理论数据。通过由喷嘴喷射的液体加载给工件的表面以用于除去鳞皮的能量输入密度借助于控制机构根据用于工件的预定类型的表面工艺模型的理论数据控制、优选地调节，使得用于工件的能量输入密度和与之相关的温度降低分别具有最小值。本专利技术基于的重要认识是，在生产预定类型的工件时参考新的表面工艺模型的理论数据，其作为迄今已知的工艺模型，例如成型技术工艺模型和/或热工艺模型的补充。基于根据至少一个预定类型的用于工件的这种表面工艺模型和为此设置的理论数据，通过由喷嘴组件施加的液体加载给工件的表面的能量输入密度始终与工件的预定类型匹配，并且借助于控制机构合适地控制、优选地调节，直至恰好达到预定的高效的除去鳞皮结果。工件的由除去鳞皮的相应的运行参数引起的冷却持续地输送给工艺模型。为不同的钢种除去鳞皮所需的不同的强度和能量输入密度按照根据本专利技术控制/调节喷嘴组件的改变引起工件通过喷出处于高压下的水的不同的冷却率。表面工艺模型和为此设置的根据至少一个预定类型的用于工件理论数据的结合引起，在整个工艺模型、尤其热工艺模型中，重新配置前置或后置于除去鳞皮的工艺步骤的预设和操控。工艺步骤尤其为操控前置于除去鳞皮过程的加热装置，和/或为操控其他的加热装置，主要是后置于除去鳞皮过程的感应加热装置。对于工件仅仅需要以低的能量输入密度除去鳞皮的情况，可降低加热装置的温度。对于工件必须以更高的能量输入密度除去鳞皮的情况，可提供提高相应的加热装置的温度的方案。还以这种方式执行根据本专利技术的方法。本专利技术提出了一种用于生产预定类型的工件的设备和方法，该工件优选地为热轧件。在本专利技术的范围中，生产设备如此运行，使得其运行参数恰好根据此时所需的能量输入密度来控制和/或调节，以便达到工件的质量上恰好足够的除去鳞皮结果，并且工件/热轧带材的由此引起的冷却效果通过扩展的工艺模型用于设备控制。在此，表面工艺模型影响例如对用于为工件除去鳞皮的除鳞机更确切地说喷嘴组件的控制和/或调节，目的是获得预定的并且通常没有鳞皮的表面，其中，将能量输入密度和与之相关的温度降低设定或调节得尽可能小。生产设备例如为热轧设备。工件可为热轧件或热轧带材。工件在其运动方向上经历一个或多个加热、冷却、除去鳞皮和成型过程。本专利技术的优点是，在生产预定类型的工件时，用于为工件除去鳞皮的至少第一喷嘴组件始终匹配于当前处理类型的工件、例如以确定的钢种运行。为此目的，在数据存储器中为确定类型的工件存储尤其表面工艺模型的相关理论数据。存储理论数据涉及可基于预定的值存储的数据以及可通过在模型内的计算过程可持续产生的数据。然后，理论数据由控制机构读取，并且合适地进行处理。通过喷嘴组件的这种按需要的运行方式避免工件的过度以及不足的除去鳞皮。匹配于工件的相应确定的类型而设定的可变的运行参数有利地表现为在除去鳞皮过程期间工件的可变的、即优选地降低的冷却。不同的钢种的不同之处可在于不同大小的碳含量。在此适用的规则是，碳含量越高，工件的除去鳞皮越简单。这尤其适用于非合金钢，其同时具有相对高的碳含量。在此背景下，通过本专利技术，为了除去鳞皮向工件加载的能量输入密度始终与工件的确定类型并且优选地与其碳和合金元素含量相匹配，由此保证节省水和能量。在本专利技术的有利的改进方案中，可设置用于加热工件的加热装置和毗邻和靠近第一喷嘴组件布置的至少一个温度测量机构，其分别与控制机构在信号技术上连接。借助于温度测量机构可测量工件在其表面处的温度。就此而言，同样规定，在数据存储器中还存储尤其根据至少一个预定类型的用于工件的热工艺模型的理论数据。在此，控制机构在程序上设立成，使工件的借助于温度测量机构测得的温度与根据热工艺模型的理论数据的理论温度相比较，其中，基于此可调节或调节加热装置的温度。这具有的优点是，工件的测得的或实际的温度与其理论温度相适应。适宜地，可在此将加热装置关于工件的运动方向布置在第一喷嘴组件的上游。由于上文已经提到的用于除去鳞皮的高压液体的最小化的比体积流，工件仅仅丧失最小需要的热量。通过这种减小的冷却得到以下优点：-降低加热装置更确切地说炉子和/或感应加热机构的最终温度，加热装置更确切地说炉子布置在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产预定类型的工件(12)、尤其热轧件的设备(10)，其包括：至少一个第一喷嘴组件(14；14.1)，其具有多个喷嘴(16)，从喷嘴中能将液体(18)、尤其水以高压施加到所述工件(12)的表面(20)上，以便由此为所述工件(12)除去鳞皮；和控制机构(22)，其特征在于，设置有与所述控制机构(22)在信号技术上(23.4)连接的数据存储器(21)，其中，在所述数据存储器(21)中能存储根据至少一个预定类型的用于所述工件(12)的表面工艺模型的理论数据，其中，借助于所述控制机构(22)根据用于工件(12)的预定类型的表面工艺模型的理论数据能够控制、优选能够调节能量输入密度(E)，以该能量输入密度通过由所述喷嘴(16)喷射的液体(18)加载所述工件(12)的表面(20)以便除去鳞皮，使得所述能量输入密度(E)和所述工件(12)的与之相关的温度降低分别具有最小值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.18 DE 102016204546.6;2016.03.22 DE 10201621.一种用于生产预定类型的工件(12)、尤其热轧件的设备(10)，其包括：至少一个第一喷嘴组件(14；14.1)，其具有多个喷嘴(16)，从喷嘴中能将液体(18)、尤其水以高压施加到所述工件(12)的表面(20)上，以便由此为所述工件(12)除去鳞皮；和控制机构(22)，其特征在于，设置有与所述控制机构(22)在信号技术上(23.4)连接的数据存储器(21)，其中，在所述数据存储器(21)中能存储根据至少一个预定类型的用于所述工件(12)的表面工艺模型的理论数据，其中，借助于所述控制机构(22)根据用于工件(12)的预定类型的表面工艺模型的理论数据能够控制、优选能够调节能量输入密度(E)，以该能量输入密度通过由所述喷嘴(16)喷射的液体(18)加载所述工件(12)的表面(20)以便除去鳞皮，使得所述能量输入密度(E)和所述工件(12)的与之相关的温度降低分别具有最小值。2.根据权利要求1所述的设备(10)，其特征在于，设置有用于加热所述工件(12)的加热装置(2.1；2.2)和毗邻和靠近所述喷嘴组件(14；14.1)布置的至少一个温度测量机构，借助于该温度测量机构能测量所述工件(12)的温度，其中，所述加热装置和所述温度测量机构分别与所述控制机构(22)在信号技术上连接，其中，在所述数据存储器(21)中能存储根据至少一个预定类型的用于工件(12)的热工艺模型的理论数据，其中，所述控制机构(22)在程序上设置成使得所述工件(12)的借助于所述温度测量机构测得的温度能与根据热工艺模型的理论数据的理论温度相比较，并且基于此能调节所述加热装置的温度，优选地，参考所述工件(12)的运动方向(X)所述加热装置(2.1)布置在所述第一喷嘴组件(14；14.1)上游。3.根据上述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，设置有与所述控制机构(22)在信号技术上连接的表面检查机构(26)，参考所述工件(12)的运动方向(X)该表面检查机构布置在所述喷嘴组件(14)的下游并且布置成直接靠近所述喷嘴组件，其中，所述控制机构(22)在程序上设置成基于所述表面检查机构(26)的信号确定所述工件(12)的表面质量并且与用于工件(12)的预定类型的表面工艺模型的预定的理论值相比较。4.尤其根据权利要求3或根据上述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，设置有与所述控制机构(22)在信号技术上连接的高压泵单元(24)，该高压泵单元与所述喷嘴组件(14)的喷嘴(16)流体连接并且为所述喷嘴(16)供给所述液体(18)，其中，所述高压泵单元(24)能借助于所述控制机构(22)控制、优选地调节，使得能改变输送给所述喷嘴(16)的液体(18)的压力，优选地，一旦所述工件(12)的表面质量超过或低于预定的理论值，相应地减小或提高输送给所述喷嘴(16)的液体(18)的压力。5.根据权利要求4所述的设备(10)，其特征在于，所述高压泵单元(24)配备有至少一个频率调节器(25)。6.根据权利要求3至5中任一项所述的设备(10)，其特征在于，借助于所述控制机构(22)能控制、优选地调节所述喷嘴组件(14；14.1；14.2)相对于所述工件(12)的表面(20)具有的间距(A)，其中，一旦所述工件(12)的表面质量低于用于工件(12)的预定类型的表面工艺模型的预定的理论值，能减小所述喷嘴组件(14；14.1；14.2)相对于所述工件(12)的表面(20)的间距(A)，或者其中，能增大所述喷嘴组件(14；14.1；14.2)相对于所述工件(12)的表面(20)的间距(A)，直至所述工件(12)的表面质量保持用于工件(12)的预定类型的表面工艺模型的预定的理论值。7.根据权利要求3至6中任一项所述的设备(10)，其特征在于，设置有具有多个喷嘴(16)的第二喷嘴组件(14.2)，其与所述第一喷嘴组件(14；14.1)毗邻布置，其中，一旦所述工件(12)的表面质量低于所述表面工艺模型的预定的理论值，能作为所述第一喷嘴组件(14；14.1)的补充接通第二喷嘴组件(14.2)，并且此时能由接通的所述第二喷嘴组件(14.2)的喷嘴(16)将处于高压下的液体(18)施加到所述工件(12)的表面(20)上，以便由此为所述工件(12)除去鳞皮。8.一种用于生产预定类型的工件(12)、优选地热轧件的方法，该工件相对于具有多个喷嘴(16)的至少第一喷嘴组件(14；14.1)沿着运动方向(X)运动，其中，由所述喷嘴(16)在...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·安特，J·施罗德，W·富克斯，
申请(专利权)人：SMS集团有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE