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ITMI20092113A1 - Treno universale reversibile compatto per la produzione di profili medio grandi - Google Patents

Treno universale reversibile compatto per la produzione di profili medio grandi Download PDF

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ITMI20092113A1
ITMI20092113A1 IT002113A ITMI20092113A ITMI20092113A1 IT MI20092113 A1 ITMI20092113 A1 IT MI20092113A1 IT 002113 A IT002113 A IT 002113A IT MI20092113 A ITMI20092113 A IT MI20092113A IT MI20092113 A1 ITMI20092113 A1 IT MI20092113A1
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IT
Italy
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universal
stand
reversible
train
production
Prior art date
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IT002113A
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English (en)
Inventor
Zotti Andrea Delli
Marco Lange
Domenico Vergara
Original Assignee
Siemens Vai Metals Tech Sas
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Publication date
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Priority to ES10778938.0T priority patent/ES2529711T3/es
Priority to US13/513,269 priority patent/US20120279269A1/en
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Priority to PL10778938T priority patent/PL2506991T3/pl
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Priority to CN201080054646.8A priority patent/CN102648059B/zh
Priority to EP10778938.0A priority patent/EP2506991B1/en
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Description

TRENO UNIVERSALE REVERSIBILE COMPATTO PER LA PRODUZIONE
DI PROFILI MEDIO GRANDI
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La presente invenzione si riferisce ad un treno universale reversibile compatto per la produzione di profili medio grandi.
Nell’ultimo decennio lo sviluppo economico e la ricerca hanno spinto all’adozione di soluzioni ingegneristiche civili sempre più all’avanguardia con ampio utilizzo di profili per la maggiore versatilità, leggerezza ed elasticità, e hanno portato i produttori di acciaio a richiedere al mercato soluzioni per la produzione di tali profili. L’utilizzo, infatti, di strutture leggere ed elastiche sta diventando un requisito essenziale per la realizzazione sia di edifici particolarmente alti sia di soluzioni architettoniche sempre più estreme. La crescita demografica in zone già densamente popolate sta poi costringendo la costruzione di grattacieli sempre più alti con la necessità di passare a strutture elastiche ma allo stesso tempo rigide.
In questo contesto, quindi, la richiesta di profili medio grandi del mercato à ̈ aumentata notevolmente, con il risultato di portare i grandi gruppi industriali a considerare il mercato dei profili sempre più redditizio e quindi a rivalutare gli investimenti per impianti in grado di produrre questo tipo di prodotto. Vista tale richiesta, i produttori di impianti si sono spinti verso l’ingegnerizzazione di impianti per la produzione di sezioni medie grandi (travi, IPE, IPN, HE, palancole, angolari etc.)
Le soluzioni impiantistiche e tecnologiche attualmente proposte sono sostanzialmente tre:
1. Treno di laminazione profili con processo continuo.
2. Treno di laminazione profili con processo semicontinuo.
3. Treno di laminazione travi con processo reversibile. I vantaggi del treno reversibile della terza soluzione rispetto ad un treno continuo delle prime due sono diversi, ma l’impatto più grosso à ̈ sostanzialmente il minor costo di investimento iniziale.
Il treno di laminazione reversibile permette, infatti, di avere un numero inferiore di macchine per la laminazione, di avere una minore estensione di capannoni e opere civili connesse, vantaggi di processo e produttività, etc.
Si à ̈ dunque orientati verso questa tipologia, vale a dire quella dei treni reversibili.
E’ noto dal brevetto EP 256 409 B1 di SMS un processo di produzione di tali travi con treno reversibile, noto con il nome “X-H†.
La soluzione di processo X-H adottata da SMS per la produzione di travi prevede uno o più break-down reversibili e un treno intermedio-finitore reversibile (tandem) composto da una gabbia universale preparatrice, una gabbia duo e una gabbia universale che ha la doppia funzione di essere usata come preparatrice e come finitrice.
Il nome “X-H†del brevetto à ̈ dovuto al fatto che la forma del canale della gabbia universale differisce se viene usata come preparatrice, ossia con una forma ad X, da quando viene usata come finitrice, ossia con una forma ad H.
In tal modo à ̈ permesso di ridurre il numero di gabbie nel treno reversibile.
Tale soluzione però non à ̈ priva di svantaggi.
Il più consistente à ̈ la necessità di usare l’ultima gabbia del treno finitore come gabbia preparatrice e come finitrice. Questo ovviamente crea non pochi problemi all’usura dei cilindri che, sottoposti a carichi consistenti per la riduzione del materiale nei passaggi intermedi, genera un’usura tale da costringere al cambio frequente dei cilindri per rimanere nelle tolleranze dimensionali volute.
E’ anche praticata una soluzione alternativa per la produzione di travi con treno reversibile diversa.
Tale soluzione prevede uno o più break-down, un treno intermedio reversibile composto da una prima gabbia universale preparatrice (Universale con canale di forma ad X), da una seconda gabbia duo orizzontale o refolatrice (H) e da una terza gabbia universale preparatrice (Universale con canale di forma ad X) (ossia in configurazione U - H – U) ed un treno finitore continuo composto da una gabbia orizzontale (opzionale — che ha la funzione di refolatrice) e da una gabbia universale finitrice (Universale con canale di forma ad H).
La gabbia universale finitrice aggiuntiva à ̈ proposta lontana dal treno intermedio reversibile e quindi collegata tramite via a rulli e posta come gabbia finitrice vicino alla placca di raffreddamento.
In quest’ultima soluzione alternativa al brevetto SMS con la gabbia universale finitrice aggiuntiva non accade che l’ultima gabbia sia usata per i passaggi intermedi. Tale gabbia aggiuntiva à ̈ quindi caricata molto meno e la minor usura permette di laminare molte più tonnellate senza compromettere la qualità del prodotto finito.
In questa soluzione l’ultima gabbia universale finitrice ha una durata che risulta di ben 2-3 volte più alta rispetto alla soluzione del suddetto brevetto SMS generando molte meno soste nella produzione per la sostituzione dei cilindri e quindi una rilevante minor manutenzione.
Tale scelta sfrutta la gabbia aggiuntiva, differendo così dal brevetto sopra citato.
Peraltro, questa disposizione costringe ad aggiungere equipaggiamenti specifici per la produzione di travi. Infatti, la gabbia finitrice, la via a rulli e tutte le opere civili e i capannoni connessi ad una lunghezza maggiore dell’impianto portano infatti l’investimento globale del cliente a lievitare.
Scopo generale della presente invenzione à ̈ quello di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.
Altro scopo à ̈ quello di realizzare un treno reversibile più compatto rispetto a quelli attualmente proposti. Altro scopo à ̈ quello di realizzare un treno reversibile che riduca al minimo i costi impiantistici correlati alle opere civili nonché ai capannoni necessari.
In vista degli scopi suddetti, secondo la presente invenzione, si à ̈ pensato di realizzare un treno universale reversibile compatto per la produzione di profili medio grandi, avente le caratteristiche esposte nelle rivendicazioni allegate.
Le caratteristiche strutturali e funzionali della presente invenzione ed i suoi vantaggi nei confronti della tecnica conosciuta risulteranno ancora più chiari ed evidenti da un esame della descrizione seguente, riferita ai disegni allegati, che mostrano forme di realizzazione di un treno universale reversibile compatto per la produzione di profili medio grandi del presente trovato.
Nei disegni:
- la figura 1 mostra un treno universale reversibile compatto per la produzione di profili medio grandi del presente trovato nelle sue parti essenziali;
- la figura 2 mostra una prima forma di realizzazione di un impianto, denominato “I shape†, che incorpora un treno secondo il trovato;
- la figura 3 mostra una seconda forma di realizzazione di un impianto, denominato “U shape†, che incorpora un treno secondo il trovato;
- la figura 4 mostra una terza forma di realizzazione di un impianto, di tipo misto, che incorpora anch’essa un treno secondo il trovato.
Con riferimento principalmente alla figura 1, un treno universale reversibile compatto per la produzione di profili medio grandi à ̈ complessivamente indicato con 10.
Come mostrato, secondo la presente invenzione, il treno universale reversibile 10 prevede di disporre una gabbia universale finitrice 11 quale ultima gabbia aggiuntiva di un gruppo intermedio reversibile 12 a cavallo di una via a rulli 13 portante una barra 17 in lavorazione.
Il gruppo intermedio reversibile 12 comprende una prima gabbia universale preparatrice 14, una gabbia duo 15 e una seconda gabbia universale preparatrice 16.
La funzione di questa gabbia aggiuntiva 11 non cambia in quanto viene utilizzata sempre e solamente come finitrice. Quindi la gabbia 11 rimane sempre aperta durante i passaggi intermedi e viene chiusa solamente prima che la barra compia l’ultima passata del ciclo di produzione.
In una soluzione alternativa, di cui compare solo la freccia F in figura 1, si prevede che la gabbia 11 sia mantenuta chiusa ma in una posizione di stand-by fuori dalla via a rulli 13 e che venga inserita solo prima dell’ultimo passaggio della barra 17.
La gabbia 11 risulta quindi di tipo traslante perpendicolarmente rispetto alla direzione di avanzamento delle barre 17 via via lavorate dalla gabbia stessa 11. Tale movimento viene ad esempio realizzato tramite un apposito gruppo attuatore, schematizzato in 18, con eventuale collegamento e scollegamento rispetto agli attuatori propri della gabbia 11.
In questo modo rimangono invariati i valori di durata canale che danno i vantaggi di produzione che abbiamo visto in precedenza.
Tale disposizione consiste in una soluzione per le tre gabbie universale di tipo X — X — H con l’adozione di un treno reversibile costituito da quattro gabbie totali limitando sostanzialmente al minimo la distanza tra la gabbia finitrice 11 e il gruppo intermedio reversibile 12.
Tale gabbia finitrice 11, infatti, non à ̈ più collocata distante dal gruppo intermedio reversibile 12, come descritto nella tecnica precedente, ma à ̈ posta subito dopo l’ultima gabbia universale del gruppo reversibile 12 stesso.
Questo genera una lunghezza totale di impianto inferiore rispetto alla soluzione finora adottata, e quindi una minor quantità di equipaggiamenti meccanici e una minore estensione totale di capannoni per la copertura del treno con ovvi risparmi da parte del cliente nel caso di impianti sia chiavi in mano che non.
La presenza di una gabbia finitrice aggiuntiva realizza per di più una miglior qualità del prodotto finale oltre un beneficio di flessibilità di processo.
Non solo, la possibilità di proporre ai clienti impianti sempre più compatti, quali sono quelli della presente invenzione, permetterebbe di potersi introdurre in offerte, dove l’area di installazione ha un impatto non determinante, ma anche di entrare con offerte anche per impianti dove l’effettiva planimetria assume un ruolo determinante per l’installazione del treno.
In virtù di una produzione più elevata, la maggiore spesa iniziale dell’impianto dell’invenzione rispetto a quelli precedentemente noti viene comunque recuperata in meno di un anno di esercizio dello stesso, in funzione della capacità dell’impianto e delle tonnellate per campagna.
La vita dei cilindri della gabbia universale finitrice della presente invenzione à ̈ di circa 2000 [t] per i profili più piccoli e di circa 3000 [t] per quelli più grossi.
Ciò può significare che per le campagne più piccole con la nostra soluzione l’impianto non si deve mai fermare per il cambio dei canali, rispetto a 1 o 2 fermi per il cambio dei cilindri della gabbia finitrice nella tecnica nota. Vantaggi simili si possono avere per le campagne più grandi con riduzione delle fermate al massimo ad una volta per il cambio dei cilindri della gabbia finitrice.
In questo modo rimangono invariati i valori di durata canale che danno i vantaggi di produzione che abbiamo visto precedentemente.
La soluzione proposta possiamo chiamarla “XXH†.
I vantaggi della soluzione XXH rispetto alla soluzione attuale sono minore ingombro totale dell’impianto e possibilità di produrre due barre in placca per un blumo sfornato riducendo l’ottimizzazione delle cariche del forno.
Con la soluzione XXH gli impianti avranno un costo decisamente inferiore per quanto riguarda la parte civile.
Da un punto di vista operativo, la disposizione proposta consente di avere una maggiore compattezza dell’impianto o comunque un’ottimizzazione consistente del processo. La soluzione proposta genera un sistema di cambio unico per le gabbie del treno reversibile e quindi una sezione di rollshop più compatta, un utilizzo dei carroponte contenuto ed ottimizzato, una dispersione di parti di ricambio inferiore e quindi una gestione di magazzino migliore. Questo ovviamente porta alla presenza di un minore numero del personale di manutenzione e minore tempo di cambio del treno (le 4 gabbie vicine permettono la presenza di un solo operatore).
Non solo, la gestione di magazzino e la movimentazione delle gabbie, facilitata dalla non dispersione delle gabbie di ricambio, permetterebbe anche di delocalizzare la rollshop in posizioni diverse senza quindi compromettere l’operatività della stessa e quindi della produttività del treno.
La soluzione “I Shape†mostrata in figura 2 porta ad un layout più compatto e permette una minor lunghezza delle vie rulli, tubazioni di lubrificazione, idraulica, aria, acqua e grasso con quindi un minor impatto sia sulla parte operativa che manutentiva.
In questa forma di realizzazione dell’impianto si ha la disposizione a monte di un gruppo forno 21 con relativi ausilii (tipo discagliatore 23) prima di un gruppo sbozzatore 24. Segue il treno 10 secondo il trovato prima di una placca di raffreddamento 27, di stazioni di taglio ed impilatura 29 e stazioni finali.
In maniera molto simile, fatta eccezione per la disposizione, la soluzione “U shape†mostrata in figura 3 con placca 27 più distanziata (dovuta e necessaria per la disposizione dell’equipaggiamento di impilatura, legatura e smistamento del prodotto finito) porta in ogni caso, a seguito dello spostamento dell’ultima gabbia, ad avere un layout più compatto.
In qualsiasi caso la soluzione compatta può permettere di sfruttare al meglio lo spazio dopo la gabbia finitrice e consentire di allungare la distanza tra questa e la placca di raffreddamento con un minore investimento consentendo di laminare un prodotto finito più lungo proveniente da una sezione di partenza di peso superiore e tagliarlo in multipli della lunghezza della placca prima della placca con l’utilizzo della sega. Questo ovviamente genera maggior produttività e resa (yield) ed una maggiore produttività dell’impianto a costo di investimento più basso.
La figura 4 mostra una terza realizzazione di un impianto che incorpora il treno secondo il presente trovato e che associa caratteristiche dell’impianto “I shape†a quelle dell’impianto “U shape†mostrati in precedenza, mescolandole e adattandole.
In estrema sintesi, Ã ̈ possibile parlare dei seguenti vantaggi rispetto al brevetto SMS:
- vantaggi per la riduzione dei tempi di cambio della gabbia finitrice che comportano un minor fermo impianto e quindi una maggiore produzione;
- inoltre il minor numero di cambi riduce i tempi ed i costi di preparazione della gabbia finitrice in officina;
- ottimizzando la vita del canale finitore che nella soluzione proposta svolge solo la funzione di finitore e non anche di preparatore si possono anche ridurre i costi di investimento del numero di rulli;
- la soluzione con 4 gabbie permette una maggiore flessibilità nella laminazione e potendo utilizzare i due passi preparatori per ogni sequenza permettono una maggiore produttività dell'impianto;
- migliori tolleranze sul prodotto finito perché la gabbia finitrice ha un canale dedicato che si usura meno nel tempo.
E dei seguenti vantaggi rispetto al precedente gruppo (definito 3+1) con gabbia finitrice separata, ossia: - riduzione degli spazi necessari a produrre il profilo;
- minor consumo di energia perché la barra viene finita subito dopo lo sbozzatore senza ulteriori perdite di temperatura.
Da quanto sopra descritto con riferimento alle figure, appare evidente come un treno universale reversibile compatto per la produzione di profili medio grandi secondo il trovato sia particolarmente utile e vantaggioso. E’ così conseguito lo scopo menzionato al preambolo della descrizione.
Naturalmente, le forme del treno universale reversibile compatto per la produzione di profili medio grandi del trovato possono essere diverse da quella mostrata a solo titolo di esempio non limitativo nei disegni, come pure diversi possono essere i materiali.
L’ambito di tutela del trovato à ̈ pertanto delimitato dalle rivendicazioni allegate.

Claims (7)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Treno universale reversibile compatto per la produzione di profili medio grandi comprendente almeno una prima gabbia universale preparatrice (14), una gabbia duo (15) e una seconda gabbia universale preparatrice (16) a realizzare un gruppo intermedio reversibile (12) a cavallo di una via a rulli (13) portante una barra (17) in lavorazione, caratterizzato dal fatto che immediatamente a valle di detto gruppo intermedio reversibile (12) si prevede una gabbia universale finitrice (11) quale ultima gabbia aggiuntiva a cavallo anch’essa della comune via a rulli (13), detta gabbia finitrice (11) essendo mantenuta aperta durante passaggi intermedi del ciclo e venendo chiusa solamente prima che la barra (17) compia l’ultima passata del ciclo di produzione.
  2. 2) Treno universale reversibile compatto per la produzione di profili medio grandi comprendente almeno una prima gabbia universale preparatrice (14), una gabbia duo (15) e una seconda gabbia universale preparatrice (16) a realizzare un gruppo intermedio reversibile (12) a cavallo di una via a rulli (13) portante una barra (17) in lavorazione, caratterizzato dal fatto che immediatamente a valle di detto gruppo intermedio reversibile (12) si prevede una gabbia universale finitrice (11) quale ultima gabbia aggiuntiva spostabile perpendicolarmente (secondo F) rispetto a detta via a rulli (13), detta gabbia finitrice (11) essendo mantenuta chiusa fuori di detta via a rulli (13) durante passaggi intermedi del ciclo e venendo spostata a cavallo di detta via a rulli (13) solamente prima che la barra (17) compia l’ultima passata del ciclo di produzione.
  3. 3) Metodo per la produzione di profili medio grandi in un treno universale reversibile, il quale treno comprende almeno una prima gabbia universale preparatrice (14), una gabbia duo (15) ed una seconda gabbia universale preparatrice (16) a realizzare un gruppo intermedio reversibile (12) a cavallo di una via a rulli (13) portante una barra (17) in lavorazione, nel quale treno si prevede immediatamente a valle di detto gruppo intermedio reversibile (12) una gabbia universale finitrice (11) quale ultima gabbia aggiuntiva a cavallo anch’essa della comune via a rulli (13), ove in detto metodo vi à ̈ una fase in cui detta gabbia finitrice (11) à ̈ mantenuta aperta durante passaggi intermedi del ciclo ed una fase successiva in cui detta gabbia finitrice (11) à ̈ chiusa solamente prima che la barra (17) compia l’ultima passata del ciclo di produzione.
  4. 4) Metodo per la produzione di profili medio grandi in un treno universale reversibile, il quale treno comprende almeno una prima gabbia universale preparatrice (14), una gabbia duo (15) ed una seconda gabbia universale preparatrice (16) a realizzare un gruppo intermedio reversibile (12) a cavallo di una via a rulli (13) portante una barra (17) in lavorazione, nel quale treno si prevede immediatamente a valle di detto gruppo intermedio reversibile (12) una gabbia universale finitrice (11) quale ultima gabbia aggiuntiva spostabile perpendicolarmente (secondo F) rispetto a detta via a rulli (13), ove in detto metodo vi à ̈ una fase in cui detta gabbia finitrice (11) à ̈ mantenuta chiusa fuori di detta via a rulli (13) durante passaggi intermedi del ciclo e una fase successiva finale in cui viene spostata a cavallo di detta via a rulli (13) solamente prima che la barra (17) compia l’ultima passata del ciclo di produzione.
  5. 5) Impianto per la produzione di profili medio grandi comprendente essenzialmente un gruppo forno (21) con relativi ausilii (23) prima di un gruppo sbozzatore (24), una placca di raffreddamento (27), stazioni di taglio (29) e stazioni finali in cui tra detto gruppo sbozzatore (24) e detta placca di raffreddamento (27) si prevede un treno universale reversibile compatto (10) come rivendicato nelle rivendicazioni 1 o 2.
  6. 6) Impianto secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di prevedere detta placca di raffreddamento (27) immediatamente a valle di detto treno universale reversibile compatto (10).
  7. 7) Impianto secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di prevedere detta placca di raffreddamento (27) distanziata a valle di detto treno universale reversibile compatto (10).
ITMI2009A002113A 2009-12-01 2009-12-01 Treno universale reversibile compatto per la produzione di profili medio grandi. IT1397191B1 (it)

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