IT201800009259A1 - Metodo di produzione di un nastro metallico, ed impianto di produzione che implementa detto metodo - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"METODO DI PRODUZIONE DI UN NASTRO METALLICO, ED IMPIANTO DI PRODUZIONE CHE IMPLEMENTA DETTO METODO"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un metodo di produzione di un nastro metallico ed all’impianto di produzione che implementa tale metodo.

In particolare, il metodo in accordo con il presente trovato permette di definire le modalità di realizzazione di un nastro metallico e di un lay-out costruttivo di impianto per la produzione di nastri metallici laminati a caldo.

STATO DELLA TECNICA

In ambito siderurgico sono noti impianti di produzione di nastri metallici che comprendono solitamente una lingottiera configurata per colare bramme, dispositivi di estrazione previsti per estrarre dalla lingottiera le bramme, ed una linea di laminazione posta a valle dei dispositivi di estrazione, configurata per ridurre lo spessore complessivo della bramma fino all’ottenimento di un nastro metallico di spessore voluto.

A seconda degli spessori di nastro metallico che si vogliono ottenere, nonché della produttività complessiva che l' impianto deve avere, è noto dimensionare in modo opportuno l’intero impianto affinché rispetti i parametri richiesti, in merito quantomeno alla produttività dell’impianto e agli spessori dei nastri.

In relazione a tali richieste è noto fornire al cliente impianti di tipo “endless”, impianti di tipo semicontinuo, ad esempio “coil to coil” e/o “semiendless”, o impianti combinati “endless” e semicontinui.

Gli impianti di tipo endless prevedono di fornire direttamente, ossia in presa diretta, il prodotto colato dalla lingottiera alla linea di laminazione senza tagliare il prodotto in lavorazione se non prima dell’ avvolgimento finale.

Gli impianti di tipo semicontinuo, prevedono che a valle della macchina di colata o delle gabbie di sbozzatura, i prodotti colati vengano tagliati a misura e disposti in un forno di riscaldo e/o mantenimento che funge anche da polmone di accumulo per i prodotti colati quando è richiesto, ad esempio, di interrompere, per piccoli incidenti o cambio programmato dei cilindri, la laminazione a valle.

Se il prodotto colato viene tagliato, a valle della macchina di colata o delle gabbie di sbozzatura, ad una lunghezza tale da ottenere, alla fine del processo di laminazione, un’unica bobina, il processo viene denominato “coil to coil”. Se, invece, il prodotto colato viene tagliato, a valle della macchina di colata o delle gabbie di sbozzatura, ad una lunghezza tale da ottenere, alla fine del processo di laminazione, una pluralità di bobine, solitamente da due a cinque, il processo viene denominato “semiendless”.

È anche noto che, mediante opportuni accorgimenti, un impianto di tipo semicontinuo può essere fatto funzionare anche in modalità endless ottenendo i vantaggi di tale soluzione realizzativa.

La scelta della tipologia di impianto da adottare, nonché del numero di componenti richiesti, ad esempio il numero di gabbie di laminazione, o la scelta di quante gabbie di sbozzatura e quante gabbie di finitura adottare, è determinat solitamente sulla base dell’esperienza dei tecnici di settore. Tale dimensionamento, ovvero predisposizione dell’impianto di produzione di nastri, tuttavia, alle volte non permette di raggiungere un efficace compromesso fra gli investimenti richiesti per realizzare l’impianto, anche denominati Capex, ed i costi operativi di trasformazione, anche denominati Opex. Si verificano pertanto situazioni in cui gli investimenti sostenuti per la realizzazione dell’impianto di produzione, sono troppo elevati rispetto ai ricavi e pertanto viene fornito un impianto di produzione sovradimensionato rispetto alla produttività del cliente, o in alternativa, si verificano situazioni in cui rimpianto di produzione è sottodimensionato e pertanto non permette il raggiungimento della capacità produttiva richiesta dal cliente.

È pertanto uno scopo del presente trovato fornire un impianto di produzione dimensionato correttamente in base alle esigenze del cliente che lavori con un metodo di produzione a caldo di nastri metallici, ad esempio acciaio, atto ad ottimizzare la produttività di un impianto di produzione di nastri con il minor numero di gabbie possibile mantenendo la massima velocità di colata in relazione alle varie tipologie di acciaio.

È pure uno scopo del presente trovato realizzare un impianto per la produzione di un nastro metallico laminato a caldo che richieda limitati investimenti per realizzarlo (Capex) e abbia contenuti costi operativi di trasformazione (Opex) se comparato con un impianto tradizionale per produrre gli stessi spessori di nastro.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un impianto e mettere a punto il relativo procedimento per la produzione di un nastro metallico laminato a caldo che possa variare selettivamente lo spessore della bramma colata in relazione allo spessore finale del nastro. È anche uno scopo del trovato fornire un metodo di produzione di nastri metallici che permetta di ottenere un impianto estremamente flessibile ed adattabile a specifiche esigenze del cliente.

È pure uno scopo del trovato fornire un impianto di produzione di nastri metallici che sia competitivo sul mercato.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell’idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi, un metodo di produzione di nastri metallici, in accordo con il presente trovato, comprende la colata di un prodotto attraverso una macchina di colata provvista di un cristallizzatore per ottenere una bramma, e la laminazione a caldo della bramma in una stazione di laminazione per l’ottenimento di nastri metallici aventi spessori di nastro diversi fra loro.

La macchina di colata, durante la colata, esercita un’azione di riduzione di spessore del prodoto colato in uscita dal cristallizzatore.

Secondo un aspeto del presente trovato, il metodo prevede che la macchina di colata venga seletivamente impostata, di volta in volta al variare degli spessori di nastro, per esercitare una diversa azione di riduzione dello spessore del prodoto colato.

Tale soluzione realizzativa permete di modulare lo spessore di bramma in uscita dalla macchina di colata, in funzione degli spessori finali di nastro per incrementare l' efficienza dell’ impianto di produzione di nastri ed aumentare la qualità del nastro prodoto.

In particolare, con il presente trovato è possibile in alcune applicazioni anche ridurre di almeno una unità il numero di gabbie di laminazione della stazione di laminazione a parità di produttività di un impianto noto. Ciò determina un vantaggio economico e di efficienza dell’intero impianto di produzione.

L’azione di riduzione di spessore indota sul nastro, di volta in volta prodoto, è ripartita in parte nella macchina di colata e in parte nella stazione di laminazione, permetendo un efficientamento e una maggiore qualità del nastro prodoto.

Nel caso in cui, a parità di produtività, il numero di gabbie di laminazione della stazione di laminazione sia sostanzialmente uguale a quello di un impianto noto, con il presente trovato è possibile in ogni caso ridurre le entità degli schiacci di laminazione, in quanto parte della riduzione di spessore viene eseguita direttamente dalla macchina di colata e non solo nella stazione di laminazione come avviene nella tecnica nota.

Questo accorgimento permette di ottenere un risparmio energetico grazie ad una riduzione della pressione di schiaccio sulla bramma in laminazione, ed ottenere una qualità superiore del nastro perché, ad esempio, si migliora il profilo e la planarità dello stesso e si riduce il rischio di scaglia impressa sulla sua superficie.

Con il presente trovato, inoltre, è possibile ridurre gli interventi di manutenzione quantomeno nella stazione di laminazione.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di forme di realizzazione, fomite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- le figg. 1-9 illustrano alcune delle possibili forme realizzative di un impianto per la produzione di un nastro metallico che implementa un metodo in accordo con il presente trovato;

- la fig. 10 illustra graficamente alcune curve, determinate in relazione allo spessore H del prodotto colato in uscita dal cristallizzatore, di andamento del rapporto di riduzione di spessore del prodotto colato esercitato dalla macchina di colata in funzione dello spessore del nastro; - la fig. 11 illustra curve, determinate in relazione allo spessore H del prodotto colato in uscita dal cristallizzatore, che illustrano l’andamento del rapporto di riduzione dello spessore nel gruppo di traino in funzione dello spessore del nastro;

- la fig. 12 illustra dei criteri di scelta di modalità di laminazione;

- la fig. 13 illustra graficamente un ulteriore criterio di scelta delle modalità di laminazione in relazione agli spessori di nastro e della capacità di un layout di impianto di adottare una e/o l’altra delle modalità di laminazione;

- le figg. 14 e 15 sono grafici che correlano lo spessore di bramma nominale, alla produttività dell’impianto ed alla velocità di colata; entrambi i grafici sono relativi ad una operatività della colata pari a 7.200 ore/anno;

- la fig. 16 è un grafico che correla il rapporto di spessori al numero di gabbie di laminazione richiesto;

- le figg. 17-22 illustrano due esempi realizzativi di implementazione degli insegnamenti del presente trovato.

Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.

DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE

Si farà ora riferimento nel dettaglio alle varie forme di realizzazione del trovato, delle quali uno o più esempi sono illustrati nelle figure allegate. Ciascun esempio è fornito a titolo esemplificativo del trovato e non è inteso come una limitazione dello stesso. Ad esempio, le caratteristiche illustrate o descritte in quanto facenti parte di una forma di realizzazione potranno essere adottate su, o in associazione con, altre forme di realizzazione per produrre un’ulteriore forma di realizzazione. Resta inteso che il presente trovato sarà comprensivo di tali modifiche e varianti.

Forme realizzative del presente trovato, si riferiscono ad un metodo di produzione di un nastro N metallico in un impianto di produzione 10. Nelle figg. 2-9 sono illustrati possibili lay-out di impianti di produzione 10 di nastri che implementano i principi del presente trovato. In particolare, nel prosieguo si farà riferimento alla fig. 1 che illustra una pluralità di componenti operativi reciprocamente disposti lungo una linea di lavorazione. Tali componenti operativi illustrati in fig. 1 possono essere combinati fra loro per ottenere uno o più layout produttivi di nastri illustrati poi nelle figg. 2-9. A tale scopo, le varianti realizzative dell’impianto di produzione 10 illustrate nelle figg. 2-9 fanno riferimento a componenti di impianto descritte con riferimento alla fig. 1.

L’impianto di produzione 10 di nastri N comprende almeno una macchina di colata 11 nella quale il metallo liquido viene colato per essere solidificato ed ottenere una bramma B.

In accordo con un aspetto del presente trovato, l’impianto di produzione 10 comprende, inoltre, una stazione di laminazione 19 posta a valle della macchina di colata 11 e configurata per laminare a caldo la bramma B ed ottenere nastri N.

La macchina di colata 1 1 comprende almeno una lingottiera 15 provvista di un cristallizzatore 15a nel quale avviene la formazione di un prodotto colato P che attraversa l’intera macchina di colata 11.

Il cristallizzatore 15a può comprendere almeno due piastre larghe affacciate fra loro e distanziate, almeno nel tratto terminale, di un determinato valore che corrisponde sostanzialmente con lo spessore H del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15a.

Inoltre, le piastre del cristallizzatore 15a hanno una larghezza che è determinata in relazione alla larghezza del nastro N che si vuole ottenere. In uscita dal cristallizzatore 15a il prodotto colato P presenta un guscio, o pelle, esterno solidificato che permette di contenere il metallo liquido anche al di fuori del cristallizzatore 15a.

In accordo con soluzioni del presente trovato, la macchina di colata 11 può essere provvista di mezzi di riduzione di spessore posti a valle del cristallizzatore e selettivamente impostabili, di volta in volta al variare degli spessori di nastro, per esercitare una diversa azione di riduzione dello spessore del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15a. I mezzi di riduzione di spessore possono comprendere un dispositivo di pre-laminazione a rulli e/o un gruppo di rulli, ad esempio di traino come di seguito descritti.

In accordo con forme realizzative, la macchina di colata 11 comprende un dispositivo di pre-laminazione a rulli 16, anche denominato nel prosieguo rulliera, posto a valle della lingottiera 15 e configurato per effettuare una riduzione dello spessore del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15a mentre il suo cuore è ancora liquido o parzialmente liquido.

In accordo con forme realizzative del trovato, la rulliera 16 è provvista di una pluralità di rulli raggruppati in segmenti che sono contrapposti ed allineati lungo l’asse di colata.

I rulli vengono selettivamente avvicinati/allontanati fra loro per esercitare un’azione selettiva di riduzione dello spessore del prodotto colato.

Ai segmenti sono associati dispositivi di regolazione 17 di tipo noto, per esempio cilindri idraulici, per avvicinare/allontanare fra loro i rulli della rulliera 16 ed effettuare la suddetta riduzione dello spessore del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15a.

La riduzione di spessore complessiva che subisce all’ interno della rulliera 16 il prodotto colato P che esce dal cristallizzatore 15a viene effettuata a cuore liquido pertanto non genera allungamento del materiale.

La bramma B, in uscita dalla rulliera 16, è completamente solidificata ed ha uno spessore di bramma SB1.

Lo spessore di bramma SB1 che si ottiene al termine della prelaminazione a cuore liquido determina la produttività della macchina di colata 11 e quindi dell’intero impianto.

La compressione effettuata dalla rulliera 16 permette di unire le due semipelli in un punto di unione, chiamato con il termine inglese “Kissing Point” (KP), in cui si ha la completa solidificazione del prodotto colato. Il KP è visto anche come il vertice terminale del cono liquido che ha origine dal menisco del metallo liquido nel cristallizzatore 15a.

In accordo con un aspetto del presente trovato, la posizione del KP può essere variata, lungo l’estensione longitudinale della rulliera 16, intervenendo sull’intensità di riduzione di spessore a cuore liquido ottenuta con la regolazione dei segmenti della rulliera 16 e sull’intensità di raffreddamento secondario. La posizione del KP è anche funzione della velocità di colata. Lo spessore del prodotto colato in corrispondenza del KP è uguale allo spessore di bramma SB1 in uscita dalla rulliera 16.

In accordo con un aspetto del presente trovato, lo spessore di bramma SB1 viene selettivamente impostato in funzione degli spessori finali del nastro N, in particolare in funzione del product mix che deve realizzare rimpianto, come verrà meglio illustrato nel prosieguo.

In accordo con possibili soluzioni realizzative, alla rulliera 16 possono essere associati dispositivi di raffreddamento di tipo noto, anche denominati raffreddamento secondario, e configurati per raffreddare le superfici esterne della bramma e determinarne così l’ulteriore solidificazione. I dispositivi di raffreddamento possono comprendere ugelli di erogazione di acqua nebulizzata o acqua mista ad aria (" air -mist”). L’azione dei dispositivi di raffreddamento ha un’influenza anche sulla posizione del KP.

In accordo con forme realizzative, la macchina di colata 11 comprende un gruppo di traino 18 posto a valle della rulliera 16 e configurato per trainare la bramma B verso la stazione di laminazione 19.

Il gruppo di traino 18 comprende un numero di coppie di rulli trascinatori, compreso tra uno e sei.

I rulli di ciascuna coppia sono disposti da parti opposte rispetto alla bramma B da trainare.

In accordo con forme realizzative, il gruppo di traino 18 può essere anche configurato per laminare la bramma B che passa attraverso esso. A solo titolo esemplificativo, i rulli di ciascuna coppia, o almeno uno di essi, possono essere associati a dispositivi di movimentazione, per esempio cilindri idraulici di tipo noto (non illustrati), per avvicinare/allontanare fra loro i rulli e anche determinare una predefinita azione di schiaccio sulla bramma B completamente solidificata, come di seguito descritto.

In accordo con possibili soluzioni realizzative, il gruppo di traino 18 può comprendere un primo dispositivo di traino 18a posto direttamente a valle della rulliera 16, ovvero nel tratto verticale della macchina di colata 11. In accordo con una possibile soluzione realizzativa, eventualmente combinabile con la precedente soluzione realizzativa, il gruppo di traino 18 può comprendere un secondo dispositivo di traino 18b posto direttamente a valle del tratto curvo della macchina di colata 11.

La presenza del primo dispositivo di traino 18a viene prevista solo nel caso di colata di tipo verticale.

La presenza del secondo dispositivo di traino 18b viene prevista nel caso di colata di tipo verticale e vertical-curva.

Il primo dispositivo di traino 18a e/o il secondo dispositivo di traino 18b possono comprendere un numero di coppie di rulli compreso fra 1 e 3.

Come detto più sopra, i rulli del gruppo di traino 18 sono configurati per effettuare una leggera riduzione di spessore a cuore solido sulla bramma B di spessore SB1 e quindi una vera e propria laminazione, seppur di leggera entità, che determina un allungamento del materiale. La laminazione, seppur leggera, del gruppo di traino 18 genera un’ulteriore riduzione dello spessore della bramma B che assume un ulteriore spessore SB2, minore di SB1, permettendo così alla stazione di laminazione 19 posta a valle di raggiungere spessori più sottili. Poiché il gruppo di traino 18 è posto al termine della macchina di colata 11, lo spessore SB2 della bramma B in uscita dal gruppo di traino 18 corrisponde con lo spessore della bramma B in uscita dalla macchina di colata 11.

Il gruppo di traino 18, assieme alla rulliera 16 ed al cristallizzatore 15a, fa parte integrante della macchina di colata 11 la quale, grazie all’azione di laminazione attuata dai rulli, può essere definita come una “Rolling Caster”.

Per Rolling Caster si intende una macchina di colata 11 in grado di effettuare sia la colata del prodotto sia una sua laminazione, in parte a cuore liquido e in parte a cuore solido.

La riduzione di spessore complessiva che subisce il prodotto colato P che esce dal cristallizzatore 15a all’interno della macchina di colata 11 viene effettuata parte a cuore liquido e parte a cuore solido.

Secondo un aspetto del presente trovato, la ripartizione di riduzione di spessore nella macchina di colata 11 può essere vantaggiosamente modulata tra cuore liquido e cuore solido in ragione di specifiche esigenze produttive.

In accordo con possibili forme realizzative, la stazione di laminazione 19 comprende un’unità di sbozzatura 12 configurata per laminare la bramma B.

L’unità di sbozzatura 12 può essere provvista di una o più gabbie di sbozzatura 20.

Secondo ulteriori forme realizzative del trovato, la stazione di laminazione 19 comprende un’unità di finitura 13 configurata per laminare la bramma B e portare quest’ultima alle sue dimensioni finali, ovvero definire il nastro metallico N.

L’unità di finitura 13 è posta a valle dell’unità di sbozzatura 12.

L’unità di finitura 13, a sua volta, può comprendere anch’essa una o più gabbie di finitura 21 ciascuna delle quali configurata per laminare e definire lo spessore del nastro SN.

Secondo possibili soluzioni realizzative, direttamente a valle dell’unità di sbozzatura 12 è prevista una cesoia di taglio 26 configurata per tagliare la bramma B sbozzata e definire una barra, anche chiamata nel settore transfer bar, che verrà sottoposta a successiva laminazione per l’ottenimento del nastro N.

L’impianto 10 può comprendere almeno un dispositivo di riscaldo ad induzione, nella fattispecie uno, due, o tre dispositivi di riscaldo ad induzione 22, 23, e 34 e configurati per riscaldare la bramma B.

In accordo con una possibile soluzione realizzativa, l'impianto 10 comprende un primo dispositivo di riscaldo ad induzione 22 posto a valle della macchina di colata 11, nel caso di specie a monte dell’unità di sbozzatura 12, e configurato per ripristinare la temperatura della bramma prima della sua introduzione nella stazione di laminazione 19.

Secondo una possibile soluzione realizzativa, l’impianto 10 comprende un secondo dispositivo di riscaldo ad induzione 23 posto a monte dell’unità di finitura 13, ad esempio fra l’unità di sbozzatura 12 e l’unità di finitura 13, e configurato per incrementare la temperatura della barra prima della sua introduzione nell’unità di finitura 13.

In accordo con una possibile soluzione realizzativa, il suddetto secondo dispositivo di riscaldo ad induzione 23 è posto direttamente a valle dell’unità di sbozzatura 12.

Secondo un’ulteriore soluzione realizzativa, rimpianto 10 comprende un terzo dispositivo di riscaldo ad induzione 34 interposto fra due delle suddette gabbie di finitura 21 e configurato per ripristinare la temperatura della barra durante il processo di finitura.

In accordo con un’ulteriore forma realizzativa, l' impianto di produzione 10 può comprendere almeno un’unità di riscaldo e/o mantenimento, nella fattispecie due unità di riscaldo e/o mantenimento 32 e 33, configurata per riscaldare o mantenere in temperatura i segmenti di barra.

L’unità di riscaldo e/o mantenimento 32 e 33 può comprendere un forno a tunnel di riscaldo e/o mantenimento che funge anche da polmone di accumulo delle barre nel caso di interruzione del processo di laminazione, per incidenti o per cambio programmato dei cilindri, evitando in tal modo perdite di materiale e di energia e, soprattutto, evitando un’interruzione della colata.

Secondo una possibile soluzione realizzativa, l' impianto di produzione 10 comprende una prima unità di riscaldo e/o mantenimento 32 posta direttamente a monte della stazione di laminazione 19.

In accordo con un’ulteriore implementazione realizzativa, l’impianto di produzione 10 comprende una seconda unità di riscaldo e/o mantenimento 33 posta fra l’unità di sbozzatura 12 e l’unità di finitura 13.

In accordo con questa forma realizzativa, risulta vantaggioso prevedere che Rimpianto di produzione 10 sia provvisto di una cesoia 35 interposta fra la macchina di colata 11 e la stazione di laminazione 19 e configurata per tagliare in segmenti la bramma B prodotta dalla macchina di colata 11. In caso di emergenza, o per esigenze di manutenzione dovute ad esempio al cambio cilindri nella stazione di laminazione 19, i segmenti possono essere successivamente stoccati e mantenuti in temperatura all’interno della prima unità di riscaldo e/o mantenimento 32.

In accordo con alcune soluzioni realizzative, Rimpianto di produzione 10 comprende un dispositivo avvolgitore/svolgitore intermedio 29 interposto fra la cesoia di taglio 26 e l’unità di finitura 13 e configurato per avvolgere la barra tagliata dalla cesoia di taglio 26 e per fornire all’unità di finitura 13 la barra precedentemente avvolta e tagliata.

In accordo con possibili forme realizzative, Rimpianto 10 può comprendere sia la seconda unità di riscaldo e/o mantenimento 33 sia il dispositivo avvolgitore/svolgitore intermedio 29 posti a valle rispetto all’unità di riscaldo 32.

Il dispositivo avvolgitore/svolgitore intermedio 29 può essere ad esempio del tipo descritto nella domanda internazionale WO-A-2011/080300 a nome della Richiedente.

Secondo soluzioni realizzative, il dispositivo avvolgitore/svolgitore intermedio 29 comprende una prima unità 30 ed una seconda unità 31 che si alternano nella funzione di avvolgimento della barra ricevuta dall’unità di sbozzatura 12, e nella funzione di svolgimento della barra precedentemente avvolta, per alimentarla all’unità di finitura 13.

In particolare, mentre una delle due unità 30, 31 avvolge una barra, l’altra unità 31, 30 svolge un’altra barra sbozzata fornendola a valle. Tale dispositivo avvolgitore/svolgitore intermedio 29 permette anche di definire un polmone di accumulo temporaneo per compensare le differenti velocità di lavoro della macchina di colata 1 1 e dell’unità di finitura 13. In tal modo il dispositivo avvolgitore/svolgitore intermedio 29 permette di assorbire i tempi di fermata del laminatoio per piccole manutenzioni o per il cambio programmato dei cilindri o per piccoli incidenti/incagli, senza la necessità di interrompere il processo di colata, e quindi senza perdita di produzione e senza penalizzare l’acciaieria a monte.

In accordo con possibili soluzioni realizzative, il dispositivo avvolgitore/svolgitore intermedio 29 può comprendere dispositivi di riscaldamento, non illustrati, per riscaldare o mantenere in temperatura la barra contenuta all’ interno.

Secondo un’ulteriore soluzione realizzativa del presente trovato, rimpianto 10 può comprendere un organo di taglio 28 posto fra l’unità di sbozzatura 12 e l’unità di finitura 13 e configurato per tagliare la testa o la coda della barra fornita dall’unità di sbozzatura 12, nel caso di specie dal dispositivo avvolgitore/svolgitore intermedio 29, e da alimentare all’unità di finitura 13.

Secondo un’ulteriore soluzione realizzativa, fra la stazione di laminazione 19 e l’unità di avvolgimento finale 14 è prevista un’unità di raffreddamento 24 configurata per raffreddare il nastro N in uscita dalla stazione di laminazione 19 e permettere la sua raccolta nell’unità di avvolgimento finale 14.

In accordo con un’ulteriore implementazione del presente trovato, l'impianto 10 comprende un’unità di avvolgimento finale 14 del nastro N.

L’unità di avvolgimento finale 14 può comprendere un organo di avvolgimento 25 previsto per avvolgere in bobine il nastro N.

In accordo con forme realizzati ve, l’impianto 10 comprende un dispositivo di taglio 27 posto a monte dell’unità di avvolgimento finale 14 e configurato per tagliare a misura il nastro N, una volta raggiunto un predefinito peso della bobina di nastro N. Tale dispositivo di taglio 27 può essere posizionato fra l’unità di raffreddamento 24 e l’unità di avvolgimento finale 14.

Con riferimento alla fig. 2 è illustrata una variante realizzativa di impianto di produzione 10 che comprende, disposti in sequenza, la macchina di colata 11 come sopra definita, la cesoia 35, il primo dispositivo di riscaldo ad induzione 22 e/o la prima unità di riscaldo e/o mantenimento 32, l’unità di finitura 13, l’unità di raffreddamento 24 e l’unità di avvolgimento finale 14.

Con riferimento alla fig. 3 è illustrata un’ulteriore variante realizzativa dell’impianto di produzione 10 che oltre ai componenti previsti nell’impianto di produzione 10 di fig. 2 prevede che la stazione di laminazione 19 comprenda l’unità di sbozzatura 12, il secondo dispositivo di riscaldo ad induzione 23, la seconda unità di riscaldo e/o mantenimento 33, e l’organo di taglio 28 posti a monte dell’unità di finitura 13.

Con riferimento alla fig. 4 è illustrata una variante realizzativa di impianto di produzione 10 che comprende, disposti in sequenza, la macchina di colata 11 come sopra definita, l’unità di sbozzatura 12, la cesoia di taglio 26, il secondo dispositivo di riscaldo ad induzione 23, il dispositivo avvolgitore/svolgitore intermedio 29, l’organo di taglio 28, l’unità di finitura 13, l’unità di raffreddamento 24 e l’unità di avvolgimento finale 14.

Con riferimento alla fig. 5, rimpianto di produzione 10 comprende, disposti in sequenza, la macchina di colata 11 come sopra definita, la stazione di laminazione 19 provvista dell’unità di sbozzatura 12, della cesoia di taglio 26, del secondo dispositivo di riscaldo ad induzione 23, della seconda unità di riscaldo e/o mantenimento 33, dell’unità di finitura 13, dell’unità di raffreddamento 24 e dell’unità di avvolgimento finale 14.

Gli impianti di produzione 10 descritti con riferimento alle figg. 2-5, possono essere selettivamente impostati per lavorare in modalità coil to coil.

Con riferimento alla fig. 6, rimpianto di produzione 10 comprende disposti in sequenza, la macchina di colata 11 come sopra definita, la stazione di laminazione 19 provvista della cesoia 35, del secondo dispositivo di riscaldo ad induzione 23, della seconda unità di riscaldo e/o mantenimento 33, dell’unità di finitura 13, dell’unità di raffreddamento 24, del dispositivo di taglio 27 e dell’unità di avvolgimento finale 14.

L’impianto di produzione 10 descritto con riferimento alla fig. 6 può essere configurato per lavorare in modalità coil to coil o semi-endless. Con riferimento alla fig. 7, l'impianto di produzione 10 comprende disposti in sequenza, la macchina di colata 11 come sopra definita, la stazione di laminazione 19 provvista dell’unità di sbozzatura 12, della cesoia di taglio 26, del secondo dispositivo di riscaldo ad induzione 23, dell’unità di finitura 13, del terzo dispositivo di riscaldo ad induzione 34 interposto fra le gabbie di finitura 21, dell’unità di raffreddamento 24, del dispositivo di taglio 27 e dell’unità di avvolgimento finale 14.

L’impianto di produzione 10 descritto con riferimento alla fig. 7 può essere configurato per lavorare in modalità endless.

Con riferimento alla fig. 8, rimpianto di produzione 10 comprende disposti in sequenza, la macchina di colata 11 come sopra definita, la stazione di laminazione 19 provvista dell’unità di sbozzatura 12, della cesoia di taglio 26, del secondo dispositivo di riscaldo ad induzione 23, del dispositivo avvolgitore/svolgitore intermedio 29, dell’organo di taglio 28, dell’unità di finitura 13, del terzo dispositivo di riscaldo ad induzione 34 interposto fra le gabbie di finitura 21, dell’unità di raffreddamento 24, del dispositivo di taglio 27 e dell’unità di avvolgimento finale 14.

L’impianto di produzione 10 descritto con riferimento alla fig. 8 può essere configurato per lavorare in modalità coil to coil o endless.

Con riferimento alla fig. 9, rimpianto di produzione 10 comprende disposti in sequenza, la macchina di colata 11 come sopra definita, la stazione di laminazione 19 provvista della cesoia 35, del primo dispositivo di riscaldo ad induzione 22, della prima unità di riscaldo e/o mantenimento 32, dell’unità di sbozzatura 12, della cesoia di taglio 26, del secondo dispositivo di riscaldo ad induzione 23, dell’unità di finitura 13, del terzo dispositivo di riscaldo ad induzione 34 interposto fra le gabbie di finitura 21, dell’unità di raffreddamento 24, del dispositivo di taglio 27 e dell’unità di avvolgimento finale 14.

L’impianto di produzione 10 descritto con riferimento alla fig. 9 può essere configurato per lavorare in modalità coil to coil, semi-endless, o endless.

Le forme realizzative di impianti 10 descritte con riferimento alle figg.

2-9, definiscono esempi di famiglie di layout di impianti di produzione che l’utilizzatore finale può scegliere in modo ottimizzato in funzione della produttività, del produci mix, e delle tipologie di acciaio, anche denominate “ Steel grade”, che si vogliono produrre.

In accordo con un aspetto del presente trovato, un metodo di produzione di nastri metallici N comprende almeno la colata di un prodotto colato P attraverso la macchina di colata 11 per ottenere una bramma B, e la laminazione a caldo della bramma B nella stazione di laminazione 19 per l’ottenimento di nastri metallici N.

Secondo un aspetto del presente trovato, la macchina di colata 11, durante la colata, esercita un’azione di riduzione di spessore del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15 a.

Secondo un ulteriore aspetto del presente trovato, per ciascuna dimensione di spessore del nastro N che viene prodotto, la macchina di colata 11 viene selettivamente impostata per esercitare una diversa azione di riduzione dello spessore del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15a.

In particolare, si prevede che lo spessore della bramma B prodotta dalla macchina di colata 11 venga, di volta in volta, regolato in funzione quantomeno degli spessori finali di nastro N che si vogliono ottenere ed eventualmente della varietà di prodotti, o “product mix” che si vogliono ottenere.

Tale soluzione realizzativa permette di ridurre l’azione di schiaccio che deve essere esercitata nella stazione di laminazione 19, di ridurre le potenze di laminazione richieste, ridurre le usure cui sono sottoposti i cilindri di laminazione ed in alcuni casi anche ridurre, di almeno uno, il numero di gabbie di laminazione rispetto ad impianti noti aventi una stessa produttività complessiva.

A solo titolo esemplificativo, si può prevedere che, a parità di dimensioni del cristallizzatore 15a, il metodo comprenda una prima fase di produzione di un primo nastro avente un primo spessore di nastro SN’ ed in cui la macchina di colata 11 esercita un primo rapporto di riduzione di spessore TAU A’ del prodotto colato in uscita dal cristallizzatore 15a, ed una seconda fase di produzione di un secondo nastro avente un secondo spessore di nastro SN”, inferiore al primo spessore, ed in cui la macchina di colata 1 1 esercita un secondo rapporto di riduzione TAU A” del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15 a, ed in cui il primo rapporto di riduzione di spessore TAU A’ è diverso dal secondo rapporto di riduzione di spessore TAU A”.

In accordo con una soluzione realizzativa, il primo rapporto di riduzione di spessore TAU A’ è inferiore rispetto al secondo rapporto di riduzione di spessore TAU A”.

Il rapporto di riduzione di spessore TAU A è definito come la differenza fra lo spessore H del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15a e lo spessore di bramma SB2 in uscita dalla macchina di colata 11 , rapportata allo spessore H del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15a.

Secondo una possibile soluzione realizzativa del presente trovato, la Richiedente ha determinato che la macchina di colata 11 viene selettivamente impostata per esercitare un’azione di riduzione dello spessore del prodotto colato P, definita dalla relazione:

In cui:

K: è un parametro variabile fra 0,8 e 1,1;

A: è un coefficiente uguale a 4689;

H: è lo spessore del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15a, ovvero è lo spessore del cristallizzatore 15a;

a: è un coefficiente uguale a -0,37;

SN: è lo spessore del nastro N che si vuole ottenere alla fine della laminazione.

Il TAU A che deriva dall’espressione sopra riportata è un valore percentuale e, a solo titolo esemplificativo, può essere un valore normalmente compreso fra 2% e 75%.

In fig. 10 sono illustrati alcuni esempi di curve, determinate in relazione allo spessore H del prodotto colato P, che illustrano l’andamento del TAU A in funzione dello spessore del nastro SN.

Tale relazione permette di ottimizzare l’impostazione della macchina di colata 11, in funzione dello spessore del cristallizzatore 15a e dello spessore di nastro SN che si vuole ottenere per un funzionamento efficiente dell’intero impianto di produzione, come sopra definito.

Secondo una possibile soluzione realizzativa del trovato, la macchina di colata 11 è configurata per esercitare:

i) un’azione di riduzione dello spessore del prodotto colato P mediante pre-laminazione a cuore liquido con la rulliera 16 denominato come rapporto di riduzione dello spessore nella rulliera TAU1;

ii) un’azione di riduzione dello spessore del prodotto colato P mediante azione del gruppo di traino 18, denominato come rapporto di riduzione dello spessore nel gruppo di traino TAU2.

La riduzione di spessore mediante il gruppo di traino 18 può essere opzionale.

Il rapporto di riduzione di spessore TAU A è pertanto dato dalla combinazione delle riduzioni TAU 1 e TAU 2.

Il rapporto di riduzione dello spessore nella rulliera TAU 1 è definito dalla differenza fra lo spessore H del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15a e lo spessore di bramma SB1 in uscita dalla rulliera 16, rapportata allo spessore H del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15a.

Il rapporto di riduzione dello spessore nel gruppo di traino TAU2, ed è definito come la differenza fra lo spessore di bramma SB1 in uscita dalla rulliera 16 e lo spessore di bramma SB2 in uscita dal gruppo di traino 18, rapportata allo spessore di bramma SB1 in uscita dalla rulliera 16.

Secondo una possibile soluzione realizzativa del presente trovato, la Richiedente ha determinato che il gruppo di traino 18 viene selettivamente impostato per esercitare un’azione di riduzione dello spessore SB1 del prodotto colato P a cuore solido, definita dalla relazione:

In cui:

Q: è un parametro variabile fra 0.8 e 1.1;

B: è un primo coefficiente uguale a 10928;

H: è lo spessore del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15a come sopra definito;

b: è un secondo coefficiente uguale a -1,659;

SN: è lo spessore del nastro come sopra definito;

C: è un terzo coefficiente uguale a 10648;

c: è un quarto coefficiente uguale a -1,596.

In accordo con una possibile soluzione realizzativa, la riduzione dello spessore del prodotto colato P a cuore solido viene applicata per spessori di nastro SN compresi fra 0,6mm e 3,5mm. Per tali dimensioni dello spessore di nastro SN, infatti, l’azione di riduzione a cuore liquido è relativamente alta per ridurre al massimo, fin dall’origine, la bramma di partenza e pertanto risulta vantaggioso accoppiare all’azione di riduzione a cuore liquido anche un’ulteriore azione di riduzione di spessore a cuore solido esercitata con il gruppo di traino 18.

Inoltre, l’azione di laminazione a cuore solido esercitata con il gruppo di traino 18 permette di incrementare la produzione dei nastri e questo risulta particolarmente vantaggioso per spessori di nastro sottili.

In flg. 11 sono illustrati alcuni esempi di curve, determinate in relazione allo spessore H del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore, che illustrano l’andamento del TAU2 in funzione dello spessore del nastro SN.

Il rapporto di riduzione nell’unità di sbozzatura 12 viene denominato TAU3 ed è definito come differenza fra lo spessore SB2 della bramma B a monte dell’unità di sbozzatura 12 e lo spessore della bramma B a valle dell’unità di sbozzatura 12, rapportata allo spessore SB2 della bramma B a monte dell’unità di sbozzatura 12.

Il rapporto di riduzione nell’unità di finitura 21 viene denominato TAU4 ed è definito come la differenza fra lo spessore della bramma B a monte dell’unità di finitura 21 e lo spessore del nastro SN ottenuto, rapportata allo spessore della bramma B a monte dell’unità di finitura 21.

Il rapporto di riduzione complessivo della stazione di laminazione 19 è definito come TAUB ed è definito come la differenza fra lo spessore di bramma SB2 in uscita dalla macchina di colata 11 e lo spessore del nastro N ottenuto, rapportata allo spessore di bramma SB2 fornita dalla macchina di colata 11. Il rapporto di riduzione complessivo TAUB della stazione di laminazione 19 può anche essere definito come la combinazione dei rapporti di riduzione dell’unità di sbozzatura 12 e dell’unità di finitura 13, TAU 3 e TAU 4.

In accordo con un ulteriore aspetto del presente trovato, il metodo di produzione di nastri metallici comprende la fornitura, da parte di un cliente, di dati di progetto comprendenti almeno:

- una produttività PR, ad esempio annua, dell’impianto di produzione 10,

- un range di spessori RS e una larghezza media LN di nastro che l’impianto di produzione 10 dovrà produrre;

- la rispettiva ripartizione delle produttività in funzione degli spessori di nastro N prodotti;

- le tipologie di prodotti colabili con la macchina di colata, ovvero i suddetti “ steel grade

- la rispettiva ripartizione delle produttività in funzione delle tipologie di prodotti colabili.

L’insieme dei parametri suddetti definisce il cosiddetto ''product mix dell’impianto, ovvero la varietà di prodotti che rimpianto di produzione 10 dovrà produrre e secondo il quale viene dimensionato per raggiungere gli scopi del presente trovato.

La fornitura dei range di spessori RS prevede la determinazione di uno spessore minimo SMIN e di uno spessore massimo SMAX di nastro ottenibile.

In forme realizzative del presente trovato, il metodo di laminazione prevede di determinare l’ottimale tipologia di modalità di laminazione della bramma B in relazione al produci mix richiesto dal cliente.

La modalità di laminazione della bramma B è scelta fra modalità di laminazione endless, semi-endless e coil to coil.

In fig. 12 è rappresentato un grafico che illustra dei criteri di scelta di una delle suddette modalità di laminazione quantomeno in relazione agli spessori di nastro SN e degli Steel grade colabili.

In generale, per una realizzazione dell’impianto di produzione 10 che consente di lavorare con più modalità operative, la modalità di laminazione da attuare di volta in volta sarà definita ottimizzando le condizioni operative dell’impianto, sulla base di valutazioni economiche (consumi energetici e resa del processo) e della qualità richiesta per il prodotto finale (tolleranze dimensionali e caratteristiche meccaniche del nastro).

A titolo esemplificativo si può prevedere che se nel mix produttivo c’è una prevalenza di spessori sottili senza tipologie di acciai speciali, per esempio acciai peritettici che sono difficili da colare e richiedono basse velocità di colata, viene scelta una modalità di laminazione di tipo endless, e pertanto può essere scelto uno fra i layout di impianto illustrati nelle figg. 7, 8 o 9.

Se nel mix produttivo c’è prevalenza di spessori sottili ma c’è necessità anche di colare tipologie di acciai speciali, viene generalmente scelta una modalità di laminazione coil-to-coil e semi-endless, e pertanto può essere scelto uno fra i layout di impianto illustrati nelle figg. 6 e 9. Entrambe le modalità coil to coil e semi-endless permettono di colare acciai speciali, a bassa velocità in quanto il processo di colata è svincolato dal processo di laminazione. La modalità semi-endless viene preferita per gli spessori di nastro N sottili e ultrasottili, ad esempio compresi fra 0,8mm e 1,4 mm. La modalità coil-to-coil viene preferita invece per spessori di nastro maggiori di 1,4mm.

In fig. 13 viene illustrato graficamente un ulteriore criterio di scelta delle modalità di laminazione in relazione agli spessori di nastro e della capacità del layout di impianto scelto di adottare una e/o l’altra delle modalità di laminazione suddette.

A solo titolo esemplificativo, con riferimento alla fig. 13, nel caso in cui vengano scelti i layout costruttivi delle figg. 2-5 si prevede di far lavorare gli impianti in modalità coil to coil per spessori di nastro compresi fra circa 1,2mm e circa 12mm, mentre nel caso in cui venga scelto il layout costruttivo della fig. 9, si prevede di far lavorare l'impianto in modalità endless per spessori di nastro compresi fra circa 0,6mm e circa 1mm, in modalità semi-endless per spessori di nastro compresi fra circa 1mm e circa 2mm e in modalità coil-to-coil per spessori di nastro compresi fra circa 2mm e circa 12mm.

Secondo un’ulteriore soluzione realizzativa il metodo di produzione prevede l’impostazione di una velocità di colata VC che è scelta in un valore compreso fra 4,5m/min e 6m/min.

In particolare, per tipologie di acciaio difficilmente colabili, quali gli acciai API, peritettici, Corten si imposta vantaggiosamente una velocità di colata più bassa ad esempio compresa fra 4,5 e 5m/min. Per acciai più agevoli da colare quali Low Carbon, Medium Carbon, HSLA, DP, CP, HC, MnB si imposta una velocità di colata più elevata, ad esempio compresa fra 5m/min e 6m/min.

Allo stesso modo la scelta di velocità di colata VC può essere definita anche in relazione alle modalità di laminazione scelte, ovvero velocità di colata relativamente basse per modalità coil to coll e per modalità semiendless, mentre velocità di colata maggiori per modalità endless. Il metodo di produzione prevede poi la determinazione di un valore di spessore di bramma nominale SBN che, in relazione alla velocità di colata VC e alla larghezza media di nastro LN, permette di raggiungere la produttività PR.

Tale spessore di bramma nominale SBN può anche essere interpretato come lo spessore costante di una bramma equivalente che, a parità di produzione complessiva per quel dato product-mix, corrisponde con la media degli spessori ( variabili ) di bramma dopo la riduzione a cuore liquido pesata (la media) sulle rispettive produzioni orarie.

In accordo con una possibile soluzione realizzativa, lo spessore di bramma nominale SBN viene determinato dalla relazione:

SBN=PR/ORE OPERATI VE/(V C * LN * P S )

Per ore operative, qui e nel seguito della descrizione e delle rivendicazioni, si intende le ore di funzionamento, ovvero di operatività dell’impianto, nell’anno solare, al netto di fermi produttivi per manutenzione, incidenti o simili.

In cui PS è il peso specifico dell’acciaio che solitamente può essere nell’ intorno di 7,8kg/dm<3>.

Con riferimento alle figg. 14 e 15 vengo riportati dei grafici che correlano lo spessore di bramma nominale SBN, alla produttività PR annua dell’impianto ed alla velocità di colata VC.

In particolare, la fig. 14 si riferisce ad una larghezza della bramma di circa 1300mm, mentre la fig. 15 si riferisce ad una larghezza della bramma di circa 1400mm.

Secondo una possibile implementazione del presente trovato, il metodo comprende la determinazione dello spessore H del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15a, ovvero la determinazione della distanza fra le piastre del cristallizzatore 15a in corrispondenza della sezione di uscita di quest’ultimo. Tale spessore H di prodotto colato P è quello adottato per tutto il produci mix definito dal cliente.

In una possibile implementazione del trovato, lo spessore H del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15 a, è un numero compreso fra 10mm e 15mm in più rispetto allo spessore di bramma nominale SBN.

Il metodo prevede poi la determinazione di un rapporto di spessori RSP applicato dalla stazione di laminazione 19 e che è calcolato come rapporto fra il valore dello spessore di bramma SB2 in ingresso alla stazione di laminazione 19, quando viene processato il nastro N di spessore minimo SMIN, e lo spessore minimo SMIN del nastro N ottenibile.

Il valore dello spessore di bramma SB2 in ingresso alla stazione di laminazione 19 quando viene processato il nastro N di spessore minimo SMIN, è calcolato come lo spessore H del prodotto colato P in uscita dal cristallizzatore 15a meno la massima riduzione di spessore impressa dalla macchina di colata. Secondo una possibile soluzione realizzativa, tale massima riduzione di spessore indotta dalla macchina di colata 11 è almeno uguale a 31 mm, o superiore.

Successivamente il metodo prevede la determinazione del numero di gabbie di laminazione della stazione di laminazione 19, in relazione a tale rapporto di spessori.

Per un rapporto di spessori compreso fra 4 e 12 si prevedono quattro gabbie di laminazione.

Per un rapporto di spessori compreso fra 12 e 21 si prevedono cinque gabbie di laminazione.

Per un rapporto di spessori compreso fra 21 e 52 si prevedono sei gabbie di laminazione.

Per un rapporto di spessori compreso fra 52 e 110 si prevedono sette gabbie di laminazione.

Tale correlazione fra il numero di gabbie di laminazione ed il rapporto di spessori è illustrata nel grafico di fig. 16.

Il numero di gabbie di laminazione della stazione di laminazione 19 è inteso come la somma del numero di gabbie di finitura 21 e del numero di gabbie di sbozzatura 20.

Successivamente, il metodo prevede di impostare una modalità di ripartizione della riduzione a cuore liquido e a cuore solido nella macchina di colata 11, eseguita con la rulliera 16 e con il gruppo di traino 18, sulla bramma B in uscita dal cristallizzatore 15a, in relazione allo spessore finale del nastro N.

Tale modalità di ripartizione della riduzione di spessore del prodotto colato P può essere determinata per mezzo delle relazioni TAU A e TAU 2 sopra definite.

In accordo con un’ulteriore possibile soluzione realizzativa, la macchina di colata 11 può essere impostata per effettuare una riduzione di spessore del prodoto colato P pari a 5mm per uno spessore del nastro uguale al suddeto spessore massimo SMAX, ed una riduzione di spessore compresa fra 25mm e 3 Imm per uno spessore del nastro uguale al suddeto spessore minimo SMIN.

In accordo con una possibile soluzione realizzativa, la rulliera 16 può eseguire una riduzione a cuore liquido RCLMAX massima di circa 25mm. Secondo una possibile soluzione realizzativa la rulliera 16 può eseguire una riduzione a cuore liquido minima RCLMIN di circa 5mm. Tale riduzione permete di conferire maggiore qualità al prodoto metallico P colato.

Secondo una soluzione realizzativa del trovato, il gruppo di traino 18 può eseguire una riduzione massima a cuore solido di almeno 7mm, mentre la riduzione minima è pari a zero.

In particolare, ciascuna singola coppia di rulli del gruppo di traino 18 può realizzare, quando necessario, uno schiaccio di entità compresa fra 0,5mm e 1,5mm.

In accordo con possibili implementazioni del metodo, nel caso in cui venga impostata una modalità di produzione di tipo coil to coil, e si preveda l’utilizzo di un dispositivo avvolgitore/svolgitore 29, il numero delle gabbie di sbozzatura 20 viene determinato in modo da fornire in ingresso al dispositivo avvolgitore/svolgitore 29 una barra di spessore compreso fra 8mm e 25mm. Spessori di barra inferiori ad 8mm comporterebbero delle problematiche di trasporto e introduzione della barra nel dispositivo avvolgitore/svolgitore mentre spessori di barra maggiori a 25mm comporterebbero difficoltà operative e/o dimensionali con possibile generazione di difetosità superficiali sulla barra stessa. In accordo con ulteriori possibili implementazioni del metodo, nel caso in cui venga impostata una modalità di produzione di tipo coil to coil, e si preveda l’utilizzo di un’unità di riscaldo 33, il numero delle gabbie di sbozzatura 20 viene determinato in modo da fornire in ingresso all’unità di riscaldo una barra di spessore maggiore o uguale a 30mm. Dimensioni inferiori a tali valori di spessore richiederebbero l’impiego di un’unità di riscaldo estremamente lunga, difficilmente gestibile ed antieconomica.

In accordo con una possibile soluzione realizzativa, si prevede che il numero di gabbie di finitura 21 sia almeno due.

ESEMPI REALIZZATIVI

Con riferimento alle figg. 17-22 vengono ora illustrati due esempi realizzativi di implementazione degli insegnamenti del presente trovato. Nello specifico, con riferimento alle figg. 17-19, viene illustrato un primo caso in cui è richiesta una produzione PR di circa 1 , 1 Mton/anno, un range di spessori RS compreso fra 1,2mm e 8mm e una larghezza media del nastro LN di circa 1300mm;

Con riferimento alle figg. 20-22 viene illustrato, invece, un secondo caso in cui è richiesta una produzione PR di circa 1,4 Mton/anno, un range di spessori RS compreso fra 0,8mm e 3mm e una larghezza media del nastro LN di circa 1400mm.

Con riferimento alle tabelle riportate nelle figg. 17 e 20 è possibile apprezzare quantomeno nelle ultime quattro colonne a destra un confronto sulla ripartizione della produtività in relazione al “product mix” nel caso di una colata convenzionale e nel caso di una colata con riduzione di spessore secondo gli insegnamenti del presente trovato. I valori di produci mix, e di produttività annua (si veda l’undicesima e dodicesima colonna delle tabelle) sono parametri richiesti dal cliente e impostati in ragione delle sue esigenze di utilizzo dell’ impianto.

Sempre con riferimento alle tabelle riportate nelle figg. 17 e 20 è possibile apprezzare come nella sesta colonna lo spessore della bramma SB2 in uscita dalla macchina di colata 11 non sia un valore costante al variare dello spessore del nastro, ma è un valore che decresce con il diminuire dello spessore nel nastro. Nella tecnica convenzionale, o nota, invece lo spessore della bramma SBN in uscita dalla macchina di colata è sempre uguale al variare dello spessore del nastro come riportato nella seconda colonna da sinistra. Tale considerazione è anche illustrata graficamente nelle figg. 18 e 21.

Questa variazione dello spessore della bramma in relazione dello spessore del nastro finale è ottenuta dal fatto che la macchina di colata 11 imprime al prodotto che viene colato una riduzione a cuore di liquido RCL dello spessore che è riportato nella colonna tre delle tabelle delle figg. 17 e 20.

In dette tabelle vengono, inoltre, riportate le riduzioni di spessore eseguite con il gruppo di traino 18 (quinta colonna), con l’unità di sbozzatura 12 (settima colonna), e con l’unità di finitura 13 (nona colonna), e come tali azioni vengono ripartite in ragione degli spessori di nastro finale che si vogliono ottenere.

Nelle figg. 19 e 22 vengono invece illustrate graficamente le ripartizioni delle produttività orarie dell’ impianto in funzione dello spessore di nastro che si vuole ottenere, nel caso di una colata convenzionale nota, e di una colata con riduzione di spessore variabile in accordo con il presente trovato.

In particolare, in entrambe le flgg. 19 e 22 è possibile notare che, nel caso di una colata convenzionale nota, la produttività oraria viene mantenuta invariata per qualsiasi spessore di nastro che si vuole ottenere, mentre con la colata in accordo con il presente trovato la produttività oraria viene variata in relazione agli spessori di nastro che si vogliono ottenere.

Da un’analisi delle figg. 19 e 22 si può apprezzare come per valori di spessore di nastro bassi il presente trovato ammetta una produttività più bassa rispetto alle soluzioni convenzionali, mentre per valori di spessori di nastro alti il presente trovato preveda una produttività più alta rispetto alle soluzioni convenzionali. Nel complesso, tuttavia, le produttività annue dell’impianto nel caso di colata convenzionale e colata in accordo con il presente trovato sono uguali fra loro, e nella soluzione in accordo con il presente trovato è possibile ottenere i vantaggi suddetti rispetto alla soluzione nota.

Con riferimento al primo caso illustrato nelle figg. 17-19 viene ora illustrata una modalità di scelta della tipologia di impianto e del numero di gabbie di laminazione della stazione di laminazione 19.

In particolare, sulla base del range di spessori di nastro variabili fra 1,2mm e 8mm, ed in relazione al grafico di fig. 12, risulta vantaggioso adottare un layout di impianto in grado di implementare una modalità di laminazione di tipo coil-to-coil.

Si prevede poi l’impostazione di una velocità di colata di circa 5,5m/min a cui corrisponde, per una larghezza media LN di nastro di 1300mm ed una produttività di l,lMton/anno, uno spessore di bramma nominale SBN di circa 45mm come derivabile anche graficamente dalla fig. 14.

Sulla base di tale valore SBN è possibile determinare lo spessore H del prodotto colato P che è da 10mm a 15mm maggiore rispetto al valore di bramma nominale SBN, nel caso di specie uguale a 55mm, come riportato nella tabella di fig. 17.

Si prevede poi la determinazione della riduzione di spessore che deve essere impressa dalla stazione di laminazione 19.

Lo spessore di bramma SB2 in ingresso alla stazione di laminazione 19 quando viene processato lo spessore minimo è 24mm.

Il rapporto di spessori RSP della stazione di laminazione 19 è pertanto complessivamente di 24/1,2=20.

Con riferimento alla fig. 16 è possibile apprezzare che per tale rapporto di spessori corrisponde un numero di gabbie uguale a 5.

Facendo riferimento alla colata convenzionale invece, il rapporto di spessori convenzionale è dato dal rapporto fra lo spessore di bramma nominale SBN e lo spessore minimo SMIN del nastro, nel caso di specie 45/1,2=37,5. Con riferimento alla fig. 16, a tale rapporto di spessori corrisponde un numero di gabbie uguale a 6. Da questo esempio è possibile apprezzare come a parità di produttività annua dell’ impianto sia possibile, rispetto alla modalità di produzione convenzionale, ridurre di un’unità il numero di gabbie di laminazione.

Con riferimento al secondo caso illustrato nelle figg. 20-22 viene ora illustrata un’ulteriore modalità di scelta della tipologia di impianto e del numero di gabbie di laminazione della stazione di laminazione 19.

In particolare, sulla base del range di spessori di nastro variabili fra 0,8mm e 3,0mm ed in relazione al grafico di fig. 12 risulta vantaggioso adottare un layout di impianto in grado di implementare una modalità di laminazione di tipo endless.

Si prevede poi l’impostazione di una velocità di colata di circa 6,0m/min a cui corrisponde, per una larghezza media LN di 1400mm ed una produttività di l,4Mton/anno, uno spessore di bramma nominale SBN di circa 50mm come derivabile anche graficamente dalla fig. 15. Sulla base di tale valore SBN è possibile determinare lo spessore H del prodotto colato P che è da 10mm a 15mm maggiore rispetto al valore di bramma nominale SBN, nel caso di specie uguale a 65mm, come riportato nella tabella di fig. 20.

Si prevede poi la determinazione del rapporto di spessori che deve essere impresso dalla stazione di laminazione 19.

Lo spessore di bramma SB2 in ingresso alla stazione di laminazione 19 quando viene processato lo spessore minimo è 34mm.

Il rapporto di spessori RSP della stazione di laminazione 19 è pertanto complessivamente di 34/0,8=42,5.

Con riferimento alla fig. 16 è possibile apprezzare che per tale rapporto di spessori corrisponde un numero di gabbie uguale a 6.

Facendo riferimento alla colata convenzionale, invece, il rapporto di spessori convenzionale è dato dal rapporto fra lo spessore di bramma nominale SBN e lo spessore minimo SMIN del nastro, nel caso di specie 50/0,8=62,5. Con riferimento alla fìg. 16 a tale rapporto di spessori corrisponde un numero di gabbie uguale a 7. Da questo esempio è possibile apprezzare come a parità di produttività annua dell’impianto sia possibile, rispetto alla modalità di produzione convenzionale, ridurre di un’unità il numero di gabbie di laminazione.

E chiaro che al metodo di produzione di un nastro metallico, ed all’impianto di produzione che implementa tale metodo fin qui descritto possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall’ambito del presente trovato.

È anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz’altro realizzare molte altre forme equivalenti di metodo di produzione di un nastro metallico, e di impianto di produzione che implementa tale metodo, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell’ambito di protezione da esse definito.

Nelle rivendicazioni che seguono, i riferimenti tra parentesi hanno il solo scopo di facilitare la lettura e non devono essere considerati come fattori limitativi per quanto attiene all’ambito di protezione sotteso nelle specifiche rivendicazioni.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di produzione di nastri metallici (N) comprendente la colata di un prodotto colato (P) attraverso una macchina di colata (11) provvista di un cristallizzatore (15a) per ottenere una bramma (B), e la laminazione a caldo di detta bramma (B) in una stazione di laminazione (19) per l’ottenimento di nastri metallici (N) aventi spessori di nastro (SN) diversi fra loro, in cui detta macchina di colata (11), durante la colata, esercita un’azione di riduzione di spessore del prodotto colato (P) in uscita dal cristallizzatore (15a), caratterizzato dal fatto che detta macchina di colata (11) viene selettivamente impostata, di volta in volta al variare di detti spessori di nastro (SN), per esercitare una diversa azione di riduzione dello spessore del prodotto colato (P).
2. 2. Metodo come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che a parità di dimensioni del cristallizzatore (15a), il metodo comprende una prima fase di produzione di un primo nastro avente un primo spessore (SN’), in cui la macchina di colata (11) esercita un primo rapporto di riduzione di spessore (TAU A’) del prodotto colato (P), ed una seconda fase di produzione di un secondo nastro avente un secondo spessore (SN”), inferiore al primo spessore (SN’), in cui la macchina di colata (11) esercita un secondo rapporto di riduzione di spessore (TAU A”) del prodotto colato (P) diverso dal primo rapporto di riduzione di spessore (TAU A’).
3. 3. Metodo come nella rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il primo rapporto di riduzione di spessore (TAU A’) è inferiore rispetto al secondo rapporto di riduzione di spessore (TAU A”).
4. 4. Metodo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta macchina di colata (11) viene selettivamente impostata per esercitare un’azione di riduzione dello spessore del prodotto colato (P) in uscita dal cristallizzatore (15a), definita dalla relazione:

   in cui: K: è un parametro variabile fra 0,8 e 1,1; A: è un coefficiente uguale a 4689; H: è lo spessore del prodotto colato (P) in uscita dal cristallizzatore a: è un coefficiente uguale a -0,37; SN: è lo spessore del nastro che si vuole ottenere alla fine della laminazione.
5. 5. Metodo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta macchina di colata (11) comprende un dispositivo di pre-laminazione a rulli (16) il quale esercita un’azione di riduzione dello spessore del prodotto colato (P) in uscita dal cristallizzatore (15a) mediante pre-laminazione a cuore liquido.
6. 6. Metodo come nella rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di pre-laminazione a rulli (16) è provvisto di una pluralità di rulli contrapposti e fra i quali passa detto prodotto colato (P) e detti rulli vengono selettivamente avvicinati/allontanati fra loro per esercitare un’azione selettiva di riduzione a cuore liquido dello spessore di detto prodotto colato (P).
7. 7. Metodo come nella rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che detta macchina di colata (11) comprende un gruppo di traino (18) il quale esercita un’azione di riduzione dello spessore del prodotto colato (P) in uscita da detto dispositivo di pre-laminazione a rulli (16), mediante laminazione a cuore solido del prodotto colato (P).
8. 8. Metodo come nella rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il gruppo di traino (18) viene selettivamente impostato per esercitare un’azione di riduzione dello spessore del prodotto colato (P) a cuore solido, definita dalla relazione:

   in cui: Q: è un parametro variabile fra 0,8 e 1,1; B: è un primo coefficiente uguale a 10928; H: è lo spessore del prodotto colato (P) in uscita dal cristallizzatore (15a); b: è un secondo coefficiente uguale a -1,659; SN: è lo spessore del nastro; C: è un terzo coefficiente uguale a 10648; c: è un quarto coefficiente uguale a -1,596.
9. 9. Metodo come nella rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che la riduzione dello spessore del prodotto colato (P) a cuore solido viene applicata per spessori di nastro (SN) compresi fra 0,6mm e 3,5mm.
10. 10. Metodo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende la determinazione dello spessore (H) di detto prodotto colato in uscita dal cristallizzatore (15a) che è un numero compreso fra 10mm e 15mm in più rispeto ad uno spessore di bramma nominale (SBN) definito dalla relazione SBN=PR/ORE OPERATIVE/(VC*LN*PS), in cui PR è la produtività dell’impianto, VC è una velocità di colata scelta fra 4,5m/min e 6m/min, LN è la larghezza media del nastro, e PS è il peso specifico dell’acciaio.
11. 11. Metodo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende la determinazione di un rapporto di spessori (RSP) applicato dalla stazione di laminazione (19) calcolato come rapporto fra il valore dello spessore di bramma (SB2) in ingresso a deta stazione di laminazione (19), quando viene processato il nastro (N) di spessore minimo (SMIN), e il valore di deto spessore minimo (SMIN) del nastro (N).
12. 12. Metodo come nella rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che comprende la determinazione del numero di gabbie di laminazione della stazione di laminazione (19), in cui: - per un rapporto di spessori compreso fra 4 e 12 vengono previste quatro gabbie di laminazione; - per un rapporto di spessori compreso fra 12 e 21 vengono previste cinque gabbie di laminazione; - per un rapporto di spessori compreso fra 21 e 52 vengono previste sei gabbie di laminazione; - per un rapporto di spessori compreso fra 52 e 110 vengono previste sete gabbie di laminazione.
13. 13. Impianto di produzione di nastri metallici (N) comprendente una macchina di colata (1 1) provvista di un cristallizzatore (15a) configurato per colare un prodotto colato (P) ed ottenere una bramma (B), ed una stazione di laminazione (19) di detta bramma (B) per l’ottenimento di nastri metallici (N) aventi spessori di nastro (SN) diversi fra loro, in cui detta macchina di colata (11), durante la colata, è configurata per esercitare un’azione di riduzione di spessore del prodotto colato (P) in uscita dal cristallizzatore (15a), caratterizzato dal fatto che detta macchina di colata (11) è selettivamente configurabile, di volta in volta, al variare di detti spessori di nastro (SN), per esercitare una diversa azione di riduzione dello spessore del prodotto colato (P).