BR0305948B1 - sistema e método para receber produtos laminados a quente. - Google Patents

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Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA E MÉTODO PARA RECEBER PRODUTOS LAMINADOS A QUENTE".
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
1. Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a Iaminadores de barra a quente, contínuos e, particularmente, a um sistema e método para distribuir os pro- dutos quentes de ditos laminadores em um leito de resfriamento.
2. Descrição da Técnica Anterior
Em modernas Iaminadoras atualmente em operação, os produ- tos em barra, laminados a quente, saem do último estágio da Iaminadora e são submetidos a resfriamento ao serem passados através de uma ou mais caixas. Os produtos em barra são, então, subdivididos em segmentos em barra por meio de um cisalhamento de divisão, que inclui um mecanismo de troca para direcionar, de modo alternado, os segmentos em barra para um ou outro dos dois trajetos de distribuição a jusante que leva ao leito de res- friamento. Unidades de cilindros puxadores, almofadas de atrito, ou simila- res, servem para desacelerar os segmentos em barra que fazem o trajeto ao longo dos trajetos de distribuição, o resultado sendo que os segmentos em barra deslizam gradativamente até parar, antes de serem lateralmente trans- feridos para o leito de resfriamento.
Taxas de tonelagem relativamente altas podem ser obtidas com esse tipo de disposição quando o Iaminador está laminando produtos maio- res, por exemplo, com diâmetros acima de 10.0 a 12.0 mm. Esses produtos grandes têm uma resistência à coluna suficiente para resistir ao empena- mento à medida que são empurrados através da caixas de água a velocida- des relativamente altas de distribuição de laminação da ordem de 10 a 30 m/segundo.
Porém, à medida que o tamanho do produto diminui, também diminui a resistência à coluna, o resultado sendo que a velocidade de distri- buição precisa ser reduzida para evitar empenamento ao empurrar os tama- nhos menores de produto através das caixas de água.
Assim, por exemplo, um Iaminador de uma só cadeia para lami- nar uma haste de 8,0 mm para distribuição para uma "laying head" pode o- perar a uma velocidade de distribuição de 60 m/segundo, ou superior, pro- duzindo uma capacidade de 85 toneladas/hora. Porém, uma laminação se- melhante em barra de 8,0 mm para distribuição em um leito de resfriamento precisa, necessariamente, laminar a uma velocidade de distribuição signifi- cativamente reduzida, de cerca de 32 m/segundo, com uma redução na ca- pacidade de cerca de 45 toneladas/hora. A velocidade de distribuição redu- zida para produtos em barra deve-se, em grande parte, à incapacidade de sistemas de manuseio de barra convencional para trazer mais rapidamente os produtos antes de estes serem transferidos lateralmente para o leito de resfriamento.
Um objeto da presente invenção é aumentar a proporção de to- nelagem, na qual os Iaminadores podem laminar produtos em barra, em par- ticular, tamanhos menores de produtos, por exemplo, tendo diâmetros meno- res do que cerca de 12,0 mm.
Um outro objeto da presente invenção é aumentar a velocidade na qual os produtos em barra menores são distribuídos do Iaminador e, en- tão, desacelerar ditos produtos em barra antes de estes serem resfriados em caixas de água antes de serem distribuídos para o leito de resfriamento.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
De acordo com a presente invenção, os produtos em barra lami- nados a quente são subdivididos por um cisalhamento de divisão de seg- mentos em barra e os segmentos em barra são alternativamente direciona- dos para um ou para o outro dos dois trajetos intermediários a jusante. Uma troca em cada trajeto intermediário direciona, então, alternativamente, os segmentos em barra para um ou para o outro dos dois trajetos de distribui- ção, a jusante, que leva a um leito de resfriamento. Os segmentos em barra que fazem o trajeto ao longo de quatro trajetos de distribuição são desacele- rados, preferivelmente em pelo menos dois estágios. O primeiro estágio de desaceleração opera para diminuir os segmentos em barra a uma velocida- de intermediária menor do que a velocidade na qual os produtos em barra são distribuídos do laminador, e o segundo estágio de desaceleração opera para diminuir, ainda, os segmentos em barra para uma velocidade menor, adequada para distribuição para o leito de resfriamento. Os segmentos em barra são esfriados entre o primeiro e o segundo estágios de desaceleração, enquanto fazem o trajeto na velocidade intermediária.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A figura 1 é uma vista plana de um sistema, de acordo com a presente invenção, em uma configuração adequada para lidar com produtos em barra com velocidade mais elevada e diâmetro menor;
as figuras 2A, 2B e 2C são vistas ampliadas, respectivamente, das áreas entre os planos de referência A-B1 B-C e C-D da figura 1;
a figura 3 é uma vista seccional, em uma escala ampliada, to- mada ao longo da linha 3-3 da figura 2B;
a figura 4 é uma vista dianteira, ampliada, de um par de unida- des de cilindros puxadores, tomada ao longo da linha 4-4 da figura 2C;
a figura 5 é uma vista seccional, parcial, plana e horizontal, to- mada ao longo das linhas 5-5 da figura 4;
a figura 6 é uma vista similar à figura 2B, mostrando o sistema reconfigurado para lidar com produtos em barra com diâmetro maior que se movem a uma menor velocidade; e
a figura 7 é uma vista plana que mostra dois dos sistemas mos- trados na figura 1, em uma disposição de imagem de espelho lado a lado.
Com referência inicialmente às figuras 1 e 2A-C, um sistema de acordo com a presente invenção é mostrado entre a última cadeia de Iami- nação 10 de um Iaminador com barra de laminação a quente, contínua, e um leito de resfriamento de transporte convencional, 12. O produto em barra que sai da cadeia de laminação 10 ao longo do trajeto Pa é passado através de uma série de caixas de água 14, após o que é subdividido em segmentos em barra por um cisalhamento de divisão 16. O cisalhamento 16, que pode ser de um design convencional, conhecido pelos versados na técnica, inclui um mecanismo de troca que direciona, alternativamente, os segmentos em barra subdivididos para um ou outro dos dois trajetos intermediários a jusan- te, PB, Pc- Um elemento de troca 18, no trajeto intermediário PB) serve, en- tão, para direcionar, de modo alternado, os segmentos em barra para um ou outro dos dois trajetos de distribuição a jusante PD, Pe e um elemento de troca 20 no trajeto intermediário Pc direciona, similarmente, os segmentos de produto, alternativamente, para um ou outro dos dois trajetos de distribui- ção a jusante PF, Pg- Os conjuntos lado a lado dos trajetos de distribuição Pd, Pe e Pf, Pg levam através de uma série de caixas de água 22 para as unidades de cilindro puxador 24, 26 e, em seguida, um elo lateral definido, em parte, por duas curvas opostas ISO0C1, C2. A curva Ci é parcialmente formada por uma seção guia removível, 28. O elo lateral inclui caixas de á- gua 30 e, na curva C2, os dois conjuntos de trajetos de distribuição PD, Pe e Pf e Pg são levados para um alinhamento vertical antes de continuar para as unidades de cilindros puxadores 32, 34 procedendo para o leito de resfria- mento 12.
Com referência à figura 3, será visto que a unidade guia em filei- ras individuais 36, 38, com tubos guia lateralmente espaçados, 40, são em- pregados para direcionar os segmentos em barra ao longo dos conjuntos lateralmente dispostos e verticalmente distantes de trajetos de distribuição Pd, Pe e Pf e Pg e duas unidades em fileiras individuais 42 são empregadas para direcionar os segmentos em barra quando os dois conjuntos de trajetos de distribuição são alinhados verticalmente.
Como se pode ver melhor nas figuras 4 e 5, a unidade de cilin- dro puxador 32 tem dois conjuntos de cilindros puxadores 44, 46 alinhados, respectivamente, com trajetos de distribuição Pq e Pf e a unidade de cilindro puxador 34 também tem dois conjuntos de cilindros puxadores 48, 50 ali- nhados, respectivamente, com os trajetos de distribuição P0 e PE. Cada con- junto de cilindro puxador é independentemente acionado via eixos de acio- namento 52, uma caixa de mudança 54 e motores de acionamento 56. Os cilindros puxadores são acionados a velocidades selecionadas para efetuar uma desaceleração apropriada de segmentos em barra presos por atrito en- tre estes.
As unidades de cilindro puxador 24, 26 são similarmente cons- truídas, mas dispostas ligeiramente diferentes para alinhamento com trajetos guia lateralmente dispostos e verticalmente escalonados.
Uma operação exemplificativa do sistema acima descrito será agora descrito com referência à distribuição para o leito de resfriamento de um produto em barra com 8,0 mm de diâmetro que sai da última cadeia de laminação 10, a uma velocidade elevada de 60 m/segundo e a uma tempe- ratura de cerca de 950-1050°C. As caixas de água 14 são desligadas, permi- tindo que o produto em barra passe livremente através daí para o cisalha- mento 16, onde é subdividido para segmentos sucessivos em barra. O me- canismo de troca do cisalhamento direciona, alternativamente, os segmentos em barra para os trajetos intermediários Pb, Pc- Os segmentos em barra que fazem o trajeto Pb são, então, alternativamente direcionados pelo elemento de troca 18 para os trajetos de distribuição Pd, Pe e os segmentos em barra que percorrem o trajeto intermediário Pc são, da mesma forma, alternativa- mente direcionados pelo elemento de troca 20 para os trajetos de distribui- çã PF, Pg.
As unidades de cilindro puxador 24 e 26 operam, então, para inicialmente desacelerar os segmentos em barra para uma velocidade inter- mediária, inferior, de cerca de 30 m/segundo. As seções em barra são dire- cionadas pela seção-guia curvada, 28, em torno do elo e através das caixas de água 30. A distância linear entre as unidades de cilindro puxador 24, 26 e as caixas de água 30 é, preferivelmente, menor do que o comprimento dos segmentos em barra. Assim, os segmentos em barra entram nas caixas de água 30 a uma velocidade beneficamente reduzida e, enquanto ainda atuam nas unidades de cilindro puxador 24, 26. As caixas de água 30 operam para resfriar os segmentos para baixo, para cerca de 500-600°C antes de negoci- ar a curva C2. As unidades de cilindro puxador 32, 34 operam, então, para desacelerar, ainda, os segmentos em barra para uma velocidade de cerca de 3-8 m/segundo, o que ainda permitirá que os segmentos em barra desli- zem para uma parada na extremidade de entrada do leito de resfriamento 12. A partir daqui, os mecanismos de transferência (não mostrados) operam para mudar os segmentos em barra lateralmente através do leito de resfria- mento, onde passam por resfriamento antes de alcançar o lado de distribui- ção do leito.
De particular importância para a presente invenção é a provisão de múltiplos trajetos de distribuição para os segmentos em barra sucessivos que saem do cisalhamento de divisão 16 acoplado aos trajetos de distribui- ção múltipla para os produtos que passam através dos elementos de troca 18, 20. No exemplo anterior, os segmentos em barra sucessivos seriam submetidos, repetidamente, à seguinte seqüência:
Trajetos Intermediários Trajetos de Distribuição
Pb Pd
Pc Pf
Pb Pe
Pc Pg
Apenas todo quarto segmento em barra é direcionado para cada trajeto de distribuição, permitindo, assim, um amplo espaço e tempo ao Ion- go de cada trajeto de distribuição para um segmento em barra começar a desacelar antes que o próximo segmento em barra seja recebido.
Conforme mostrado na figura 6, ao lidar com produtos em barra mais lentos, com diâmetro maior, o sistema é reconfigurado substituindo-se a seção guia curvada 28 por uma seção guia reta, afunilada, 58. Isso passa pelo elo lateral formado entre as voltas 180° C1 e C2.
Nesse modo operacional, a resistência maior da coluna do pro- duto de diâmetro maior e a velocidade de distribuição menor da laminação irão permitir que ocorra o resfriamento nas caixas de água 22. Duas desace- lerações de estágio irão ocorrer, inicialmente pelas unidades de cilindro pu- xador 24, 26 e, a seguir, pelas unidades de cilindro puxador 32, 34.
Será, então, visto que o sistema da presente invenção é extre- mamente flexível no sentido de que pode acomodar uma ampla variedade de produtos em proporções de tonelagem beneficamente elevadas. Produtos com diâmetro menor, por exemplo, os que variam em diâmetro de cerca de 6,35 a 12,0 mm podem ser tratados a velocidades relativamente elevadas de distribuição de laminação, da ordem de 60 a 32 m/segundo, passando livre- mente através das caixas de água 22 e sofrendo uma desaceleração inicial por unidades de cilindro puxador 24, 26 antes de ser feito o resfriamento em caixas de água 30. Os produtos de diâmetro maior, que excedem 12,0 mm de diâmetro e deixam a laminação em velocidades menores do que cerca de 30 m/segundo podem ser esfriados nas caixas de água 22 antes da desace- leração inicial pelas unidades de laminação 24, 26.
Conforme mostrado na figura 7, os dois sistemas do tipo mos- trado na figura 1 podem ser dispostos lado a lado para alimentar o mesmo leito de resfriamento.

Claims (13)

1. Sistema para receber produtos em barra laminados a quente a partir de uma Iaminadora e para distribuir o produto em barra para um leito de resfriamento, dito aparelho compreendendo: meios de cisalhamento (16) para subdividir os produtos em segmentos em barra e para alternativamente direcionar os segmentos em barra para um ou outro dos dois trajetos intermediários (Pb; Pc) a jusante para aí realizar um trajeto contínuo; um elemento de troca (18, 20) em cada trajeto intermediário (Pb; Pc) direciona, alternativamente, os segmentos em barra para um ou outro dos dois trajetos de distribuição (Pd; Pf; Pe, Pg) respectivos, a jusante, para aí realizar uma viagem contínua para o dito leito de resfriamento (12); caracterizado por compreender meio de desaceleração (24, 26, 32, 34) para diminuir os segmentos em barra que fazem o trajeto ao longo de trajetos de distribuição (PD; Pf; Pe; Pg); em que o meio de desaceleração compreende primeiro e segundo desaceleradores (24, 26, 32, 34) espaçados um do outro ao longo dos trajetos de distribuição (Pd; Pf; Pe; Pg)> o primeiro desacelerador (24, 26) sendo operável para reduzir os segmentos de barra a uma velocidade intermediária mais baixa do que a velocidade na qual o pro- duto laminado é distribuído pelo Iaminador (10), e o segundo desacelerador (32, 34) sendo operável para reduzir ainda os segmentos de barra a partir da velocidade intermediária a uma velocidade inferior adequada para a distribu- ição ao leito de resfriamento (12), em que a distância entre o primeiro e o segundo desaceleradores (24, 26, 32, 34) é maior do que o comprimento dos segmentos de barra.
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender, ainda, meios de resfriamento (22, 30) para resfriar os segmen- tos em barra que fazem o trajeto ao longo de ditos trajetos de distribuição (PD-, PF: Pe: PG)-
3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por dito meio de resfriamento compreender primeiro e segundo meios de resfri- amento (22, 30) espaçados um do outro ao longo de ditos trajetos de distri- buição (Pd; Pf; Pe; Pg), o dito primeiro meio de resfriamento (22) sendo locali- zado a montante do dito primeiro desacelerador (24, 26) e o dito segundo meio de resfriamento (30) sendo localizado entre o primeiro e o segundo desaceleradores (32, 34).
4. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a distância entre o dito primeiro desacelerador (24, 26) e o dito segundo meio de resfriamento (30) ser menor do que o comprimento dos segmentos em barra.
5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o desacelerador (24, 26, 32, 34) compreender unidades de cilindro puxador.
6. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o meio de resfriamento (22, 30) compreender caixas de água para aplicar água aos segmentos em barra.
7. Sistema para receber um produto em barra, laminado, e para distribuir o produto em barra para um leito de resfriamento (12), dito aparelho compreendendo: meios de cisalhamento (16) para subdividir o produto em barra de segmentos em barra e para, alternativamente, direcionar os segmentos em barra um para o outro dos dois trajetos intermediários (PB; Pc) a jusante, para aí fazer um trajeto contínuo; um elemento de troca (18, 20) em cada trajeto intermediário (PB; Pc) para direcionar, então, alternativamente, os segmentos em barra para um ou outro dos dois trajetos de distribuição (Pd; Pr Pe; Pg) respectivos, a jusante, para um trajeto contínuo para dito leito de resfriamento (12); caracterizado por primeiro e segundo meios de desaceleração (24, 26, 32, 34) espaçados um do outro ao longo de ditos trajetos de distribui- ção, o dito primeiro meio de desaceleração (24, 26) sendo operável para di- minuir os segmentos em barra para uma velocidade intermediária inferior à velocidade na qual o produto em barra é distribuído de dito Iaminador (10), o dito segundo meio de desaceleração (32, 34) sendo operável para ainda dimi- nuir os segmentos em barra de dito velocidade intermediária para uma veloci- dade inferior, adequada para distribuição a dito leito de resfriamento (12); e primeiro e segundo meios de resfriamento (22, 30) espaçados um do outro ao longo de ditos trajetos de distribuição (Pd; Pf; Pe; Pg), o dito primeiro meio de resfriamento (22) sendo localizado a montante do dito primeiro meio de desa- celeração (24, 26) e o dito segundo meio de resfriamento (30) sendo Iocaliza- do entre o dito primeiro (24, 26) e o segundo meios de desaceleração 32, 34).
8. Sistema para receber um produto em barra, laminado, e para distribuir o produto em barra para um leito de resfriamento (12), dito aparelho compreendendo: meios de cisalhamento (16) para subdividir o produto em barra de segmentos em barra e para, alternativamente, direcionar os segmentos em barra para um ou outro dos dois trajetos intermediários (Pb; Pc) a jusan- te, para aí fazer um trajeto contínuo; um elemento de troca (18, 20) em cada trajeto intermediário (PB; Pc) para direcionar, então, alternativamente, os segmentos em barra para um ou outro dos dois trajetos de distribuição (Pd; Pf; Pe; Pg) respectivo, a ju- sante, para um trajeto contínuo para o dito leito de resfriamento (12); caracterizado por primeiro e segundo meios de desaceleração (24, 26, 32, 34) espaçados um do outro ao longo de ditos trajetos de distribu- ição (Pd; Pf; Pe; Pg), o dito primeiro meio de desaceleração (24, 26) sendo operável para diminuir os segmentos em barra para uma velocidade inter- mediária inferior à velocidade na qual o produto em barra é distribuído de dito Iaminador (10), o dito segundo meio de desaceleração (32, 34) sendo operável para ainda diminuir os segmentos em barra de dito velocidade in- termediária para uma velocidade inferior, adequada para distribuição para dito leito de resfriamento (12); e; primeiro e segundo meios de resfriamento (22, 30) espaçados um do outro ao longo de ditos trajetos de distribuição, o dito primeiro meio de resfriamento (22) sendo localizado a montante do dito meio de desacelera- ção (24, 26) e o dito segundo meio de resfriamento (30) sendo localizado entre os ditos primeiro e segundo meio de desaceleração (24, 26, 32, 34), a distância entre o dito primeiro meio de desaceleração (24, 26) e o dito se- gundo meio de desaceleração (32, 34) sendo inferior ao comprimento dos segmentos em barra.
9. Método para receber um produto laminado a quente, de um laminador (10), e distribuir o produto para um leito de resfriamento (12), dito método compreendendo: subdividir o produto em barra de segmentos em barra e, alterna- tivamente, direcionar os segmentos em barra um para o outro dos dois traje- tos intermediários (PB; Pc) a jusante, para aí fazer um trajeto contínuo; direcionar, alternativamente, os segmentos em barra que fazem o percurso ao longo de ditos trajetos intermediários (PB; Pc) para um ou ou- tro dos dois trajetos de distribuição (Pd; Pf; Pe; Pg) respectivos para aí fazer um trajeto contínuo para dito leito de resfriamento (12); caracterizado por desacelerar os segmentos em barra que fa- zem o trajeto ao longo de ditos trajetos de distribuição (Pd; Pf; Pe; Pg) em dois estágios, primeiro estágio de desaceleração (24, 26) sendo operável para reduzir os segmentos de barra a uma velocidade intermediária mais baixa do que a velocidade na qual o produto laminado é entregue pelo Iami- nador (10), e segundo estágio de desaceleração (32, 34) sendo operável para ainda reduzir os segmentos de barra a uma velocidade intermediária mais baixa do que a velocidade adequada para a distribuição ao leito de res- friamento (12).
10. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por compreender, ainda, o resfriamento dos segmentos em barra que fazem o trajeto ao longo de ditos trajetos de distribuição (PD; Pf; Pe; Pg)·
11. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por o segundo estágio de desaceleração (32, 34) ocorrer após o primeiro estágio de desaceleração (24, 26) ter sido completado.
12. Método, de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracteri- zado por compreender ainda resfriar os segmentos em barra que fazem o trajeto ao longo de ditos trajetos de distribuição (PD; Pf; Pe; Pg)-
13. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por dito resfriamento ocorrer enquanto dito segmento em barra passa por desa- celeração no primeiro estágio (24, 26).
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