ITUD960006U1 - Cilindri di laminazione e taglio per gabbia di laminazione a caldo per impianti di produzione in continuo di barre, - Google Patents

Description

Descrizione di brevetto per modello industriale

Titolo: Cilindri di laminazione e taglio per gabbia di laminazione a caldo per impianti di produzione in continuo di barre, tondini o filo.

DESCRIZIONE

Oggetto dell'innovazione

Il presente trovato ha per oggetto cilindri di laminazione e taglio per gabbia di laminazione a caldo per impianti di produzione in continuo di barre, tondini o filo.

Campo di applicazione

L'innovazione trova particolare seppure non esclusiva applicazione nel settore della produzione di barre, tondini o filo mediante laminazione a caldo di , metalli, particolarmente acciaio.

Stato della tecnica

Allo stato attuale della tecnica sono noti diversi metodi di produzione, fra i quali quello maggiormente in uso riguarda la laminazione delle billette provenienti da un impianto di colata continua, per progresslVamèntè assotigliarle nella sezione, sino a pervenire al diametro della barra, tondino o filo che si deve ottenere.

Nel caso di laminati di piccola sezione, risulta evidente che la lavorazione è notevolmente dispendiosa sia in termini di tempo che di complessità e di costo, tanto che per essere produttivi si è incrementato costantemente e continuamente la velocità di laminazione superando ampiamente i 30 mt/sec. per barre diritte e i 100 mt/sec. per barre da avvolgere in bobina.

L’incremento di velocità comporta comunque limiti non facilmente superabili, per cui arrivati vicino al limite massimo, non è più possibile ottenere apprezzabili incrementi se non a costi di impianto, produzione e manutenzione proibitivi.

Tentativi si sono proposti per la laminazione in parallelo, partendo da colata continua in billetta.

La laminazione in parallelo non ha però mai avuto fortuna e nonostante i numerosi progetti e brevetti, allo stato della tecnica, non ha mai trovato grande applicazione per la sua complessità.

La necessità di intervento su una sola linea, ad esempio per inceppamento, rende praticamente impossibile la laminazione sull’altra linea.

Attualmente è molto usata la laminazione con "split", che consiste ne) produrre due tondi da una precedente sagomatura.

Si fanno anche quattro tondini con due split successivi, contemporaneamente sulla stessa gabbia di laminazione, partendo dalla stessa billetta.

Questa laminazione parte sempre da billetta proveniente da forno di riscaldo, non collegata direttamente alla colata continua, perché la velocità di colata per billette di dimensioni convenientemente produttive (es. 160x160 mm) è molto lenta, ca.3 m./sec. max., pari ad una produzione oraria di 37 Ton./h. (teorico), cioè bassa.

Tale velocità di laminazione (3 mt./min. - 0,05 mt/sec.) non è sopportata dalle gabbie di laminazione e causerebbe cricche e rotture ai cilindri per eccessivo riscaldamento degli stessi.

Inoltre partendo da una billetta di 160x160 mm, per ottenere un tondo di 8,5 mm di diametro, sono necessarie circa 18 gabbie.

Per essere produttivi, questi impianti devono avere una velocità di ingresso della billetta nella prima gabbia di laminazione, più alta della velocità di colata (circa tre volte).

Di conseguenza le gabbie di laminazione devono essere alimentate da più di una linea di colata continua (2 o 3 linee minimo).

Altro svantaggio è t'aumento di sprechi per spuntatura di testa e di coda necessari su ogni filo prodotto.

Scopo della presente innovazione

Scopo del presente trovato è quello di ovviare ai succitati inconvenienti ed anche con velocità di laminazione non elevata, e di permettere di produrre quantità sensibilmente maggiori di laminato.

Rivelazione dell'essenza innovativa

Questo ed altri scopi vengono raggiunti come rivendicato mediante una coppia di cilindri di laminazione/taglio a caldo per la produzione in continuo di barre, tondini o filo, del tipo in cui il laminato viene tagliato longitudinalmente da utilizzarsi in un impianto per:

• utilizzare da colata continua bramme sottili;

• laminare con cilindri piani di schiaccio, la detta bramma sottile fino a ridurla ad un largo piatto con spessore vicino a quello della sezione massima del profilo finale da ottenere, mentre la larghezza del largo piatto sarà pari ad almeno un multiplo di detta sezione massima del profilo da ottenere in numero superiore a due;

• laminare ulteriormente detto largo piatto con cilindri contrapposti scanalati anularmente in contrapposizione, per sagomare in contrapposizione le superfici a gobbe ed incavi contrapposti ai fini di portare la sezione del largo piatto come una forma di ovali o losanghe una attaccata all'altra;

• separare longitudinalmente i detti ovali o losanghe, in corrispondenza dei rispettivi minimi di spessore, creando un letto in avanzamento continuo di profili, ciascuno costituente la futura barra o tondino o filo da ottenere

• proseguire eventualmente la laminazione dei singoli profili sino airottenimento della sagoma del prodotto finito.

caratterizzata dal fatto che i cilindri della coppia in detto impianto sono dotati di una pluralità di scanalature anulari una adiacente all'altra con bordi affilati compenetranti per operare contemporanemamente sull'intero largo piatto con funzione di taglio in senso longitudinale.

Vantaggiosamente, anche dopo la divisione longitudinale del largo piatto, l'intero insieme di profili continuerà ad essere laminato da gabbie di laminazione a canali di laminazione multipli, tanti quanti saranno i profili in laminazione sino a pervenire alla sezione definitiva.

Qualora si debbano ottenere sezioni tonde, si potrà ottenere primariamente una sezione ovale schiacciata con bave contrapposte di taglio longitudinale, poi si provvederà alla loro rotazione di 90° ed ad una successiva laminazione contrapposta per portarli alla sezione tonda definitiva.

In questo modo si ha il vantaggio di eliminare anche le bave.

A valle, i profili così ottenuti potranno essere tagliati in barre, normalizzati, raffreddati, impaccati e legati come nella tecnica usuale o previa spuntatura, direttamente inviati a rispettive bobinatrici (produzione di vergella o filo).

Il taglio di separazione longitudinale del largo piatto sagomato, sarà effettuato con qualsiasi mezzo della tecnica nota.

Vantaggiosamente detto taglio longitudinale sarà effettuato mediante cilindri contrapposti a canalette sfalsate, oppure con coltelli separatori fissi anche contrapposti, non esclusi quelli rotanti a disco.

L'ausilio di vomeri, anche rotanti (dischi) o lame separatrici, in detta separazione potranno essere di ausilio.

In alternativa ad una continuità della linea coliegata alla colata, o per accorciamento della linea stessa, possono essere previsti anche degli avvolgitori/svolgìtori di largo piatto.

Vantaggi delia Innovazione

In questo modo si ha l'immediato vantaggio di:

- collegamento diretto e vantaggiosamente produttivo, del laminatoio alla colata continua, poiché la velocità di colata della bramma sottile è compatibile con la velocità della prima gabbia di laminazione;

- incremento della produzione a velocità di avanzamento non necessariamente elevata;

- semplificazione dell'impianto e riduzione degli spazi occupati con evidente riduzione anche dei costi della infrastruttura e del capitale investito;

- riduzione dell'energia utilizzata e degli sprechi energetici;

- riduzione dei costi di manutenzione per la semplificazione dell'Impianto; - riduzione dell'impiego dei mezzi di raffreddamento;

- riduzione degli scarichi inquinanti;

- riduzione del personale impiegato a parità di produzione;

- maggiore sicurezza di gestione.

Descrizione di alcune forme preferite di realizzazione Questi ed altri vantaggi appariranno dalla successiva descrizione di soluzioni preferenziali di realizzazione con l'aiuto dei disegni allegati i cui particolari di esecuzione non sono da intendersi limitativi ma solo forniti a titolo di esempio.

La Fig. 1 rappresenta una vista schematica del modo di trasformazione del laminato durante la sua laminazione, ove la sezione finale indicativa è rappresentata come tonda, ma ovviamente potrebbe essere quadra, rettangolare, od altro desiderato.

La Figura 2 é una vista schematica di fianco di un esempio dì impianto di laminazione a ciclo continuo partendo da colata continua per arrivare a barra impaccata e legata in fasci od opzionalmente a bobina.

La Fig.3 rappresenta una vista schematica di pianta dell'impianto di Fig.2. La Fig.4 rappresenta una vista schematica frontale di una coppia di cilindri di laminazione comportanti la pluralità di scanalature contrapposte per la formazione degli ovali preparatori, che successivamente separati diventeranno profili, tondi o tondini.

La Fìg.5 rappresenta un modo alternativo dì separare uno dall'altro i detti ovali, per la formazione dei detti profili, tondi o tondini.

La Figura 6 rappresenta schematicamente un gruppo di avvolgimento monomandrino con una pluralità di bobine in avvolgimento.

Facendo riferimento alle figure si rileva che:

Con 1 è indicato l'impianto di colata continua.

Con 10 e indicata la linea di colata continua per ottenere una bramma sottile continua (ca. 50x800 mm.) rif. A.

Con 11 è indicato un forno ad induzione per riportare la bramma continua alla temperatura idonea di laminazione o equalizzatone;

Con 12 è indicata una discagliatrice per asportare le scaglie dalla bramma in avanzamento continuo (velocità di ca. 0,1 metri/sec.);

Con 2 è indicata la serie di gabbie di laminazione a cilindri contrapposti in numero conveniente ed idoneo, che provvederanno progressivamente:

- la prima gabbia di laminazione (21) a cilindri verticali, ha la funzione di laminare di costa la bramma, per assicurare una larghezza costante;

- le gabbie (22) sono tutte con cilindri piani di schiaccio, ed hanno la funzione di schiacciare la bramma, dallo spessore di colata fino ad uno spessore vicino al prodotto finale.

- le gabbie (23) mediante laminazione a cilindri incavati anularmente in contrapposizione, formano la sagomatura del largo piatto in ovali preparatori o losanghe longitudinali adiacenti ed uno attaccato all'altro; come rivendicato (C).

Con 24 sono indicati i mezzi di separazione dei detti ovali per formare detti profili grezzi (D), nel caso specifico con dischi contrapposti di taglio compenetranti (24 Fig.5).

Con 25 sono indicati eventuali mezzi di rotazione dei profili grezzi (D) per lo meno di 90°.

Con 26 viene indicata una gabbia di laminazione di finitura ai fini di fornire la forma definitiva ai detti ovali o losanghe per l'ottenimento dei profili (barre, tondi ecc.) come desiderato (E).

Queste fasi di trasformazione sono esemplificativamente indicate in Fig.1 in connessione con Fig.3 con i riferimenti A,B,C,D,E.

Con (A) è indicata la bramma sottile; con (B) è indicato il largo piatto; con (C) è indicato il piatto sagomato, con (D) sono indicati gli ovali o losanghe separati; con (E) sono indicati i profili (barre o tondi ecc.) finiti.

A valle della laminazione come sopra esposto, potrà aversi una linea di bobinatura in continuo con una corrispondente pluralità di bobine, una per filo, come bobinatrice multifilo (8, 81-82).

La spuntatura sarà garantita da una cesoia volante (3) con coppia di coltelli rotanti per il taglio in contrapposizione deH'insieme dei fili.

Altrettanto vantaggiosamente potrà essere installata a valle, in alternativa, una linea di formazione, barre, utilizzando; una cesoia volante (3), un sistema di trasferimento delle barre trasversalmente (4) per depositarle su un sottostante letto di raffreddamento (placca 5), da ove saranno, come da tecnica nota, inviate all'impaccamento (formatore fasci 51), legatura (6) ed immagazzinamento (61).

Questo insieme viene indicato anche con EBD in Fig.3.

Ovviamente i particolari di esecuzione potranno variare in forme innumerevoli di realizzazione, senza per altro uscire dall'ambito del trovato che consiste appunto nell'operare su un singolo largo piatto, sagomandolo in ovali preparatori e tagliandolo in strisce longitudinali quali profili che, sempre laminati neH'insieme parallelo perverranno alla sezione finale desiderata prima della spuntatura ed eventuale spezzonamento a lunghezza di barra, od inviati, direttamente in continuo, al'avvolgimento.

Vantaggiosamente a valle dell'ultima fase di laminazione, si può proseguire in tunnel continuo di trattamento termico (7).

II taglio o separazione longitudinale per ottenere i profili separati può essere anche ottenuto mediante uso di cilindri sagomatori-separatori (Fig.4) mediante bordi divisori dei rispettivi canali, molto affilati, in modo che basterà una sola incisione o movimentazione o flessione per staccare i singoli profili uno dall'altro; oppure a dischi compenetranti (Fig. 5)

I parametri di velocità di avanzamento saranno sensibilmente più bassi rispetto alle velocità di laminazione di una singola barra.

Ad esempio la colata avanza con bramma larga e sottile (50x800mm) alla velocità di 0,1 m/sec.

Alla gabbia finale di laminazione si potranno avere ad esempio per tondi da 8,5 mm di diametro: 54 tondi con una velocità di avanzamento di 1 ,25 m/sec., con una produttività di circa 110 Tonnellate/ora.

Ciò significa che la serie di tondi (o quadri, ecc.) così prodotta potrà essere tagliata per ottenere barre a misura commerciale (6-12 mt) direttamente dalla cesoia volante (3) in uscita dall'ultima gabbia.

Come detto, lo strato di barre a misura finita potrà essere scaricato direttamente nella placca di raffreddamento (4-5).

Si potrà anche prevedere un raffreddamento forzato prima del taglio (3), od anche dopo.

All'uscita del letto di raffreddamento (placca 5), si formeranno i fasci o pacchi di barre diritte, che dopo legatura (6), verranno avviati ai bancali di deposito (61).

Per la produzione di vergella, come precedentemente accennato, lo strato di barre uscente dall'ultima gabbia finitrice, previa spuntatura (3), verrà avviato direttamente alle bobinatrici (8, 81-82) che avvolgeranno tutti i tondini in filo continuo contemporanemamente.

Ciò significa che nel caso di tondini di 8,5 mm di diametro come sopra esposto, ci saranno 54 bobine di avvolgimento (8) che invece di due bobinatrici (81-82), potrebbero stare anche tutte su una sola bobinatrice a singolo mandrino, ossia una accanto all'altra e divise da opportuni separatori anulari.

Le bobine saranno poi trasferite con tecnica nota mediante trasportatori di bobine 9.

Se il peso della colata fosse per esempio di 50 tonnellate, si formeranno n.54 bobine da 925 Kg. cadauna sulla stessa macchina di avvolgimento. Oppure lo strato potrebbe essere avviato metà su un gruppo avvolgitore e metà su un altro da 27 bobine l'uno (81-82).

Con riferimento alla Figura 6 si vede chiaramente che il mandrino orizzontale può avvolgere un numero plurimo di fili per formare una accanto all'altra un numero di bobine pari al numero dei fili (E).

La eventuale rotazione dei profili (D) prima della laminazione a sagoma finale (E) sarà convenientemente effettuata contemporanemamente con idonei mezzi rotazionali della tecnica nota.

i cilindri di sagomatura del piatto (23) possono essere in numero multiplo per ottenere una deformazione progressiva del largo piatto nella zona di deformazione "C".

Vantaggiosamente a valle della detta colata continua (1) ed a monte della laminazione con i detti cilindri piani (22) e/o nella laminazione con i detti cilindri piani (22), si installa almeno un sistema avvolgitore/svogitore per avvolgere e svolgere il largo piatto durante la laminazione per la riduzione del suo spessore in spazi ridotti od anche per parcheggio (non illustrato perché di tecnica nota).

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Coppia di cilindri di laminazione/taglio a caldo per la produzione in continuo di barre, tondini o filo, del tipo in cui il laminato viene tagliato longitudinalmente da utilizzarsi in un impianto per: • utilizzare da colata continua dramme sottili (1 -A); • laminare con cilindri piani di schiaccio (22) la detta bramma sottile (A) fino a ridurla ad un largo piatto con spessore (B) vicino a quello della sezione massima del profilo finale da ottenere (E), mentre la larghezza del largo piatto (B) sarà pari ad almeno un multiplo di detta sezione massima del profilo da ottenere (E) in numero superiore a due; • laminare ulteriormente detto largo piatto (B) con cilindri contrapposti scanalati anularmente in contrapposizione (23-24), per sagomare in contrapposizione le superfici a gobbe ed incavi contrapposti ai fini di portare la sezione del largo piatto come una forma di ovali o losanghe una attaccata all'altra (C); • separare longitudinalmente i detti ovali o losanghe, in corrispondenza dei rispettivi minimi di spessore, creando un letto in avanzamento continuo di profili (D), ciascuno costituente la futura barra o tondino o filo da ottenere (E); • proseguire eventualmente la laminazione dei singoli profili (D) sino all'ottenimento della sagoma del prodotto finito (E). caratterizzata dal fatto che i cilindri della coppia in detto impianto sono dotati di una pluralità di scanalature anulari una adiacente all'altra con bordi affilati compenetranti con funzione di taglio in senso longitudinale (24), che si ripetono ed estendono per l'intera larghezza dei cilindri per operare contemporaneamente sull'intero largo piatto (C).
2. 2. Coppia di cilindri secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caraterizzata dal fato che le dete scanalature sono a sezione semicircolare od ovaie.
3. 3. Coppia di cilindri secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caraterizzata dal fatto che le dette scanalature sono a sezione di losanga.
4. 4. Coppia di cilindri secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che le dette scanalature sono a sezione rettangolare o trapezoidale aperta.
5. 5. Gabbia di laminazione comportante almeno una coppia di cilindri di laminazione (24) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
6. 6. Impianto dì laminazione (24) dotato di almeno una coppia di cilindri secondo le rivendicazioni precedenti.
7. 7. Impianto di laminazione (2) associato a colata continua (1) dotato di almeno una coppia di cilindri (24) secondo le rivendicazioni precedenti.