BR0306683B1 - processo e instalação de laminação para a produção de arame, barras ou tubos sem costuras. - Google Patents
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Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOE INSTALAÇÃO DE LAMINAÇÃO PARA A PRODUÇÃO DE ARAME,BARRAS OU TUBOS SEM COSTURAS".
A presente invenção refere-se a um processo e a uma instalaçãode laminação para a produção de arame, barras ou tubos sem costuras, emuma instalação de laminação para a laminação de material metálico aqueci-do, abrangendo - olhando-se na direção de laminação - opcionalmente umIaminador de perfuração, um Iaminador de estiramento com múltiplas arma-ções servindo de estágio de estiramento principal, um Iaminador extensível,um Iaminador acabador e um bloco de laminação de arame, bem como dis-positivos conectados antes, entre ou depois, tais como um forno de prea-quecimento e um forno de reaquecimento, filetes de laminação, dispositivosde separação e um resfriadouro.
Para viabilizar um melhor aproveitamento da instalação de Iami-nação e para que na produção de tubos não seja mais necessária uma outrainstalação de laminação além daquela para a produção de arame, barras ououtro material de laminação semelhante, tornou-se conhecido através da DE199 35 647 A1 o procedimento de executar a laminação de arame, barras ousimilares, bem como a laminação de tubos sem costuras, na mesma instala-ção de laminação em duas linhas de laminação, sendo que uma parte dosagregados de instalação é usada tanto na laminação de tubos (tubos semcostura), quanto na laminação massiva (arame, barras ou similares). Emboradesse modo a quantidade dos agregados requeridos no total possa ser re-duzida, porque, por exemplo, os fornos, os dispositivos de separação, o res-friadouro e seções dos filetes de laminação existentes na instalação de lami-nação podem ser aproveitados de modo universal, atrás do forno que aque-ce o material de laminação a uma temperatura de laminação e de um dispo-sitivo de transporte transversal disposto em seguida ao forno são necessári-as, lado a lado, uma linha de laminação para arame ou barras e uma linhapara tubos, isto é, duas linhas de laminação separadas e dispostas uma aolado da outra paralelamente. Estas só são, então, reunidas muito mais tardepara formar novamente uma linha de laminação em comum no fluxo de ma-terial, respectivamente na direção de laminação.
Por isso, a presente invenção pretende criar um processo delaminação e uma instalação de laminação do tipo mencionado ao início, quepermitam um funcionamento otimizado com um dispêndio em instalação ain-da mais reduzido.
Esse objetivo é alcançado, de acordo com a invenção, com umprocesso, devido ao fato de que no estágio de estiramento principal é em-pregado um Iaminador contínuo com 3 cilindros e ele é usado tanto para alaminação de tubos, quanto para a laminação massiva, na produção de bar-ras, arame ou similar, sendo que para isso, no caso da laminação massiva,uma barra de mandril, inserida para a laminação de tubos, é levada parauma posição fora de operação, e cilindros de aço em barras já preparados,com cilindros calibrados para uma grande redução de diâmetro, são troca-dos pelos cilindros com seus cilindros calibrados para a laminação de tubos.Por "laminador contínuo", algumas vezes chamado de "laminador contínuode tubos", o técnico entende um laminador formado por várias armações delaminação sucessivas, com barra de mandril situado em seu interior, talcomo se tornou conhecido, por exemplo, através da DE-Z "Berg- undHüttenmãnnische Monatshefte 130 (1985), caderno 7, páginas 205-211".
Enquanto que na instalação de laminação conhecida a linhamassiva está disposta separadamente da linha de laminação de tubos, deacordo com a invenção pode-se usar uma linha única para as duas finalida-des, o que faz com que não apenas os custos de investimento sejam subs-tancialmente reduzidos, como também os custos de operação e de manu-tenção. Isso tem como base o aproveitamento conseqüente da tecnologia de3 cilindros, porque foi reconhecido que, apesar das exigências contraditórias- no caso da laminação de tubos, para se evitar desvantagens em função doprocesso, geralmente o diâmetro externo é pouco modificado e a grandeextensão surge devido ao orifício central, enquanto que no caso da Iamina-ção massiva, é preciso garantir uma grande redução de diâmetro para seobter a extensão necessária - é possível uma laminação universal. Isso, ain-da, porque em relação aos Iaminadores diagonais de perfuração convencio-nais com armações de 2 cilindros na zona nuclear de material, não ocorrenenhuma tensão de tração, mas sim tensões de pressão, o que restringeconsideravelmente o risco de ocorrência de defeitos internos. O comporta-mento de tensão no material de laminação, no caso de laminação em Iami-nadores diagonais com 2 ou 3 cilindros, é descrito detalhadamente em"Herstellung von Rohren", editora Stahleisen, 1975, pág. 28-31.
Na transição de um tipo de laminação para o outro, de acordocom a invenção são previstos cilindros diferentes para a laminação de tubose para a laminação massiva, cilindros estes nos quais, devido à diferentecalibragem adaptada, é diferente a seção transversal, cuja forma externa, noentanto, é constante, de tal modo que é possível executar uma troca fácil. Aquantidade concreta das disposições de 3 cilindros, respectivamente arma-ções de 3 cilindros, no estágio de estiramento principal alinha-se, nessecaso, segundo o grau desejado do estiramento, sendo que a redução depontos, respectivamente a distribuição da redução, no caso do aço em bar-ras difere daquela da laminação de tubos. Já são conhecidas as providênci-as a serem tomadas para isso, em função do bloco de inserção, respectiva-mente bloco oco, e das respectivas propriedades de material.
Uma configuração vantajosa do processo de acordo com a in-venção prevê que também para o Iaminador de perfuração, conectado antesdo estágio de estiramento principal, seja empregado um Iaminador diagonalcom 3 cilindros, cujos cilindros de perfuração para a laminação massiva combarras de mandril de perfuração removidas são trocados por cilindros de açoem barras já preparados com cilindros calibrados para uma redução de diâ-metro. O Iaminador diagonal com 3 cilindros de acordo com a invenção, emum Iaminador de perfuração, possibilita, então, no caso de barras de mandrilde perfuração afastadas para a laminação massiva, a produção de diferen-tes diâmetros de aço em barras no sentido de uma pré-redução, isto é, nosentido de uma redução de seção transversal proporcional em relação à re-dução total de todos os Iaminadores acionados. Desse modo, o Iaminadordiagonal de perfuração também cumpre uma função universal.
Uma instalação de laminação para a execução do processoapresenta, de acordo com a invenção, no estágio de estiramento principal,um Iaminador contínuo com 3 cilindros e várias armações, configurado paraa admissão de cilindros de aço em barras ou cilindros de tubos, e um dispo-sitivo para a remoção da barra de mandril. O Iaminador contínuo, respecti-vãmente o estágio de estiramento principal, admite em um quadro a arma-ção ou as outras armações, respectivamente conjuntos de cilindros, consti-tuídas cada uma de três cilindros. Para a troca, além do Iaminador contínuo,podem ser colocadas à disposição armações correspondentes que, então,depois da retirada da armação anterior do quadro, são levadas para a posi-ção de operação. Alternativamente, é possível uma construção em forma decassete ou, também, a troca apenas dos cilindros nas caixas de armaçãorestantes no quadro. Na reequipagem do Iaminador contínuo de 3 cilindrospara a laminação massiva, a barra de mandril pode ser deslocada, no casomais simples, para uma posição fora de operação, com a ajuda do dispositi-vo de retenção de barra de mandril. Isso também vale para a barra de man-dril de perfuração do Iaminador diagonal conectado opcionalmente antes doestágio de estiramento principal, no caso da laminação de tubos, Iaminadoreste que, segundo uma configuração da invenção, também está configuradocomo um Iaminador diagonal de 3 cilindros que pode ser usado universal-mente.
Uma forma de execução preferida da invenção prevê que ao Ia-minador contínuo de 3 cilindros do estágio de estiramento principal estejaalocada uma regulagem de número de rotações. Com isso, é possível reali-zar vantajosamente as velocidades de laminação diferentes no caso da Ia-minação de tubos e de barras.
Se o Iaminador extensível disposto atrás do estirador principalapresentar vantajosamente duas unidades de armação dispostas à distânciauma da outra, com uma tesoura de extremidades que pode ser introduzidaentre elas, as extremidades ruins, no caso de laminação massiva podem sercortadas facilmente antes da continuação da laminação. Ao contrário, nocaso de laminação de tubos, pode-se prescindir do uso das tesouras.
Ao Iaminador extensível segue-se vantajosamente um forno dereaquecimento. De lá, então, o aço em barras tratado a quente ou, porexemplo, os tubos de aço em liga ou não em ligas, chegam ao laminadoracabador. Este pode abranger um Iaminador dimensional, um laminador re-dutor ou um Iaminador redutor de extensão ou uma combinação dessesagregados.
Se um aço em barra deve ser laminado para se transformar emarame, de acordo com a invenção, um filete de laminação que conduz aobloco de arame fica disposto atrás do resfriadouro.
Outros detalhes da invenção resultam do desenho de execução,que, em uma única figura, mostra de modo bastante esquemático uma ins-talação de laminação de acordo com a invenção em uma vista de cima.
A instalação de laminação universal representada no esquemade instalação processa em uma linha, isto é, diferentemente da representa-ção desenhada, a parte de instalação mostrada na metade inferior da figuraseguem-se linearmente as partes de instalação da metade superior do de-senho, conforme é indicado através da linha sinuosa, um material prévio for-necido (bloco de inserção) para ser transformado em tubos sem costuras ouem barras, arame ou material de laminação massiva similar.
Na figura 1 mostra-se um forno 1 com um dispositivo de alimen-tação 2 para o material prévio a ser laminado, respectivamente blocos, dematerial de fundição contínua. No forno, os blocos são aquecidos a umatemperatura de laminação. No exemplo de execução, de lá um bloco de in-serção aquecido é conduzido a um Iaminador diagonal de perfuração confi-gurado como laminador diagonal de 3 cilindros 3, onde o bloco é conduzidoem uma calha de alimentação e é deformado por laminação sobre uma barrade mandril provida de um mandril de perfuração, para formar um bloco ococomo preparação para a laminação subseqüente que deverá gerar um tubosem costuras. Um Iaminador diagonal 3 desse tipo, construído com 3 cilin-dros, já é conhecido na produção de tubos. Caso não se pretenda laminartubos, mas sim barras ou arame, então no Iaminador diagonal de 3 cilindros3, estando a barra de mandril de perfuração recolhida ou retirada da linha delaminação, ocorre uma redução massiva do bloco e uma compressão daarmação.
A partir do Iaminador diagonal de 3 cilindros 3 ocorre a alimenta-ção dos blocos ocos ou dos blocos massivos para os dispositivos de Iamina-ção subseqüentes. Estes abrangem um estágio de estiramento principal 4,que aqui está configurado como Iaminador contínuo de 3 cilindros e 6 arma-ções 5. No entanto, também é possível uma outra quantidade de armações.
A este segue-se um Iaminador extensível 6, que, aqui, apresenta duas uni-dades de armação 6a, 6b dispostas à distância uma da outra. Tanto entre oIaminador contínuo de 3 cilindros e várias armações 5 e o Iaminador exten-sível 6, quanto entre as duas unidades de armação 6a, 6b do Iaminador ex-tensível 6, estão previstas tesouras de extremidades 8, 9.
Na produção de tubos, no Iaminador contínuo de 3 cilindros e 6armações 5 um bloco oco é estirado e depois da retirada da barra de mandril- que é executada por um dispositivo de retenção de barra de mandril que sedesloca para a frente e para atrás - ele é reduzido como lingote nas duasunidades de armação 6a, 6b do Iaminador extensível 6, enquanto que nocaso da laminação massiva já o Iaminador contínuo de 3 cilindros e 6 arma-ções 5, assim como o Iaminador extensível 6, reduz o aço em barra atravésde diminuição do diâmetro. Antes que o lingote reduzido ou o aço em barrareduzido seja acabado de ser laminado para formar um tubo, respectiva-mente uma barra, em um Iaminador redutor de medidas ou Iaminador redu-tor de estiramento 10, o material de laminação é levado a uma temperaturanecessária em um forno de reaquecimento 11.
Uma serra de extração 12, disposta pelo lado de saída do Iami-nador redutor de medidas ou redutor de estiramento 10, divide o tubo pronto,respectivamente o aço em barra já laminado, nos comprimentos desejados.Depois disso, os comprimentos acabados são levados para um resfriadouro13. Se, ao contrário, o aço em barra deve ser laminado para formar arame,então o aço em barra será conduzido a um bloco de arame 15 através de umprolongamento do filete de laminação de resfriadouro 14.
Desse modo, a instalação de laminação universal descrita per-mite laminar em uma linha tanto tubos sem costuras, quanto barras ou ara-me. Para tanto, no caso da laminação massiva no Iaminador contínuo de 3cilindros e 6 armações 5, antes disso os cilindros dimensionados com umacalibragem para a laminação de tubos são trocados por cilindros calibradospara uma laminação massiva e a barra de mandril é levada para uma posi-ção fora de operação, na medida em que, por exemplo, o dispositivo de re-tenção de barra de mandril seja deslocado para sua posição inicial recolhida.
Claims (9)
1. Processo para a produção de arame, barras ou tubos semcosturas, em uma instalação de laminação para a laminação de materialmetálico aquecido, abrangendo - olhando-se na direção de laminação - opci-onalmente um Iaminador de perfuração, um Iaminador de estiramento commúltiplas armações servindo de estágio de estiramento principal, um Iamina-dor extensível, um Iaminador acabador e um bloco de laminação de arame,bem como dispositivos conectados antes, entre ou depois, tais como um for-no de preaquecimento e um forno de reaquecimento, filetes de laminação,dispositivos de separação e um resfriadouro, caracterizado pelo fato de queno estágio de estiramento principal (4) é empregado um Iaminador contínuocom 3 cilindros (3) e ele é usado tanto para a laminação de perfuração naprodução de tubos, quanto para a laminação massiva, na produção de bar-ras, arame ou similar, sendo que para isso, no caso da laminação massiva,uma barra de mandril, inserida para a laminação de perfuração, é levadapara uma posição fora de operação, e cilindros de aço em barras já prepara-dos, com cilindros calibrados para uma redução usual de diâmetro maior doque no caso de laminação de tubos, são trocados pelos cilindros calibradospara a laminação de tubos.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que também para um Iaminador de perfuração conectado antes doestágio de estiramento principal (4) emprega-se um Iaminador contínuo de 3cilindros (3), cujos cilindros de perfuração para a laminação massiva, combarra de mandril de perfuração removida, são trocados por cilindros de açoem barra já preparados com cilindros calibrados para uma redução de diâ-metro usual na laminação de aço em barra.
3. Instalação de laminação para a laminação de material metáli-co aquecido, para produzir arame, barras ou tubos sem costuras, abrangen-do - olhando-se na direção de laminação - opcionalmente um Iaminador deperfuração, um Iaminador de estiramento com múltiplas armações servindode estágio de estiramento principal, um Iaminador extensível, um Iaminadoracabador e um bloco de laminação de arame, bem como dispositivos co-nectados antes, entre ou depois, tais como um forno de preaquecimento eum forno de reaquecimento, filetes de laminação, dispositivos de separaçãoe um resfriadouro, caracterizada pelo fato de que o estágio de estiramentoprincipal (4) apresenta um Iaminador contínuo de 3 cilindros e várias arma-ções (5), configurado para a admissão de cilindros de aço em barra ou cilin-dros de tubos, e um dispositivo (7) para o afastamento da barra de mandril.
4. Instalação de laminação de acordo com a reivindicação 3, ca-racterizada pelo fato de que o laminador de perfuração (3) conectado antesdo estágio de estiramento principal (4) está configurado como um Iaminadordiagonal de 2 cilindros ou um Iaminador diagonal de 3 cilindros para a ad-missão de cilindros de aço em barra ou cilindros de perfuração e está muni-do de um dispositivo para o afastamento da barra de mandril de perfuração.
5. Instalação de laminação de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que ao laminador contínuo de 3 cilindros (5) doestágio de estiramento principal (4) encontra-se alocada uma regulagem denúmero de rotações, que regula os números de rotação usuais de laminaçãotanto na laminação de tubos, quanto na laminação de aço em barra.
6. Instalação de laminação de acordo com uma das reivindica-ções de 3 a 5, caracterizada pelo fato de que o Iaminador extensível (6)apresenta duas unidades de armação (6a, 6b) dispostas à distância uma daoutra, com uma tesoura de extremidades (9) que pode ser inserida entreelas.
7. Instalação de laminação de acordo com uma das reivindica-ções de 3 a 6, caracterizada por um forno de reaquecimento (11) subse-qüente ao laminador extensível (6).
8. Instalação de laminação de acordo com uma das reivindica-ções de 3 a 7, caracterizada por um laminador redutor de medidas e/ou deestiramento, disposto atrás do forno de reaquecimento (11), servindo de Ia-minador acabador (10) para tubos e aço em barra.
9. Instalação de laminação de acordo com uma das reivindica-ções de 3 a 8, caracterizada por um prolongamento de filete de laminação(14), disposto atrás do resfriadouro (13), que conduz ao bloco de arame (15).
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