BR102013017092A2 - manta de laminação, linha de laminação e aparelho de fundição contínua - Google Patents

Abstract

manta de laminaq/7\o, llnha de laminaq/ko e aparelho de fundiqao contlnua” manta de laminacéo (28) para uma iinha de laminacao (20) de um aparelho de fundicéo continua que compreende um eixo rotativo (24) que tem uma linha refrigerante (30) pelo que a manta de laminacao (28) é arranjada para ser suportada sobre dito eixo rotativo (24) em uma maneira ?xada em rotacao. a manta de iaminacéo (28) compreende pelo menos um canal refrigerante (32) arranjado para estar em comunicagéo direta com dita iinha refrigerante (30) e uma primeira regiéo extrema (er1), uma segunda regiéo extrema (er2) e uma regiao central (cr) entre dita primeira regiao extrema (er1) e segunda regiéo extrema (er2). a regiéo central (cr) se estende ao longo de pelo menos 50% do comprimento (l) de dita manta de laminacéo (28), e 0 pelo menos um canal refrigerante (32) compreende pelo menos uma entrada de refrigerante (36) e/ou pelo menos uma saida de refrigerante (42) localizada dentro de dita regiao central (cr) da manta de laminacéo (28).

Description

“MANTA DE LAMINAÇÃO, LINHA DE LAMINAÇÃO E APARELHO DE FUNDIÇÃO CONTÍNUA” Campo técnico A presente invenção é relativa a uma manta de laminação para uma linha de laminação de um aparelho de fundição contínua, uma linha de laminação que compreende pelo menos uma tal manta de laminação, e um aparelho de laminação contínua que compreende, pelo menos, uma tal manta de laminação, ou pelo menos uma tal linha de laminação.

Fundamento da invenção Em um processo de fundição contínua, metal derretido escoa a partir de uma concha através de um funil para o interior de um molde que tem paredes resfriadas com água. Uma vez no molde, o metal derretido solidifica contra as paredes do molde resfriadas com água para formar uma casca sólida. Esta casca que contém o metal líquido, agora chamada um fio, é retirada de maneira contínua a partir do fundo do molde. O fio é suportado por linhas de laminação resfriadas a frio e espaçadas de maneira próxima, que atuam para suportar as paredes do fio contra a pressão ferrostática do líquido ainda solidificando dentro do fio. Para aumentar a velocidade de solidificação o fio é borrifado com grandes quantidades de água. Finalmente os fios são cortados para comprimentos predeterminados. O fio pode então continuar através de linhas de laminação adicionais e outros mecanismos que achatam, laminam ou extrudam o produto metal para sua forma final.

As linhas de laminação utilizadas em plantas de fundição contínua são expostas a tensões térmicas elevadas, uma vez que os fios de metal fundido deixam o molde a uma temperatura acima de 900 °C, em particular no caso de fios de aço. Linhas de laminação são, portanto, usualmente dotadas de resfriamento interno. O Pedido de Patente Europeu número EP 1.646.463 é relativo a um laminador guia de tarugo resfriado internamente para uma instalação de fundição contínua. O laminador guia de tarugo compreende um eixo rotativo central e pelo menos um tubo de laminação cilíndrico (uma "manta de laminação") que é suportada sobre dito eixo em uma maneira fixa em rotação. Canais refrigerantes localizados a uma distância constante da superfície exterior do tubo de laminação cilíndrico passam através do tubo de laminação. As passagens refrigerantes são distribuídas de maneira uniforme no interior do tubo de laminação cilíndrico na ou junto à sua periferia e são formados por furos vazados. Refrigerante a partir de uma linha refrigerante, que é arranjada no eixo rotativo central é suprido para as passagens refrigerantes em uma extremidade do tubo de laminação cilíndrico e retornado das passagens refrigerantes para a linha refrigerante na outra extremidade do tubo de laminação cilíndrico através de linhas ramais que se estendem radialmente através do tubo de laminação cilíndrico entre as passagens refrigerantes e a linha refrigerante.

Sumário da invenção Um objetivo da invenção é fornecer uma manta de laminação melhorada resfriada internamente para uma linha de laminação de um aparelho de fundição contínua que compreende um eixo rotativo que tem uma linha refrigerante, pelo que, a manta de laminação é arranjada para ser suportada sobre o eixo rotativo em uma maneira fixada em rotação, e pelo que, a manta de laminação compreende pelo menos um canal refrigerante é arranjado para estar em comunicação direta com a linha refrigerante.

Este objetivo é alcançado por meio de uma manta de laminação que compreende uma primeira região extrema, uma segunda região extrema e uma região central entre a primeira região extrema e a segunda região extrema, pelo que, a região central se estende ao longo de pelo menos 50%, pelo menos 60%, pelo menos 70%, pelo menos 80%, ou pelo menos 90%, do comprimento da manta de laminação e, pelo que, o pelo menos um canal refrigerante compreende, pelo menos, uma entrada de refrigerante e/ou pelo menos uma saída de refrigerante, localizada dentro da região centrai da manta de laminação, isto é, em qualquer lugar dentro da região central da manta de laminação, e não em suas extremidades, ou dentro de suas regiões extremas.

Mantas de laminação são submetidas a desgaste extremo devido a cargas elevadas, altas temperaturas, altas variações de temperatura, umidade elevada, corrosão elevada e contaminação elevada durante utilização. Arranjando pelo menos uma entrada de refrigerante e/ou pelo menos uma saída de refrigerante dentro da região central da manta de laminação e não dentro das regiões extremas da manta de laminação, não haverá dispositivo de vedação e exposto nas regiões extremas da manta de laminação cujas regiões extremas são submetidas às cargas elevadas, altas temperaturas, altas variações de temperatura, umidade elevada, corrosão elevada e alta contaminação. As entradas de refrigerante e/ou saídas de refrigerante e quaisquer dispositivos de vedação necessários serão ao invés disto localizados em uma parte menos carregada e relativamente fria da manta de laminação e eixo. A vida útil de dispositivo de vedação ao redor das entradas de refrigerante e/ou saídas de refrigerante será, portanto, estendida, e o dispositivo de vedação não deverá, portanto, ser substituído tão frequentemente.

Deveria ser observado que é expressão "um eixo rotativo que tem uma linha refrigerante" não é necessariamente projetada para significar um eixo rotativo que tem uma única linha refrigerante. Um eixo rotativo pode ser arranjado para ter qualquer número de linhas refrigerantes.

De acordo com uma modalidade da invenção a manta de laminação compreende uma superfície exterior e o pelo menos um canal refrigerante é arranjado a uma distância não constante a partir da superfície exterior da manta de laminação. A expressão "superfície exterior da manta de laminação" como utilizada neste documento é projetada para significar a superfície que é arranjada para entrar em contato com fios de metal fundido durante um processo de fundição contínua. A expressão "comprimento da manta de laminação" é projetada para significar o comprimento desta superfície exterior.

Se a manta de laminação tem uma superfície exterior horizontal quando em utilização, nenhum canal refrigerante horizontal deverá ser fornecido na manta de laminação, e canais refrigerantes não precisam, necessariamente, se estender através de toda a manta de laminação, o que pode conduzir a menos usinagem ao fabricar a manta de laminação de acordo com a presente invenção.

Deveria ser observado que um canal refrigerante inteiro não necessariamente precisa ser usinado na manta de laminação de acordo com a presente invenção. Um canal, furo ou cavidade, pode, por exemplo, ser usinado na manta de laminação, e então pelo menos um canal refrigerante pode ser formado fornecendo pelo menos um dispositivo de divisão dentro do canal usinado, furo ou cavidade, para formar pelo menos um canal refrigerante que tem pelo menos uma entrada de refrigerante e pelo menos uma saída de refrigerante. O dispositivo de divisão pode compreender metal ou plástico, ou qualquer material adequado, na forma de uma parede ou estrutura divisória.

De acordo com outra modalidade da invenção a pelo menos uma entrada de refrigerante e/ou a pelo menos uma saída de refrigerante é/são arranjadas no centro da manta de laminação, isto é, a meio caminho entre as extremidades da manta de laminação, cujas extremidades delimitam a sua superfície exterior.

De acordo com outra modalidade da invenção a manta de laminação tem uma superfície interior, isto é, a superfície que é arranjada para ser suportada sobre o eixo rotativo de uma linha de laminação, e o pelo menos um canal refrigerante é arranjado para se estender desde a superfície interior da manta de laminação no sentido da superfície exterior da manta de laminação.

De acordo com uma modalidade da invenção o pelo menos um canal refrigerante é arranjado para se estender em uma linha reta no sentido da superfície exterior da manta de laminação, opcionalmente com um ângulo para a superfície exterior. A presente invenção também é relativa a uma linha de laminação para um aparelho de fundição contínua que compreende, pelo menos, uma manta de laminação de acordo com qualquer uma das modalidades da invenção.

De acordo com uma modalidade da invenção dispositivos de vedação são fornecidos entre o eixo rotativo da linha de laminação e a pelo menos uma manta de laminação. Vedações de borracha ou anéis-0 podem, por exemplo, ser utilizados para vedar a área entre o eixo rotativo da linha de laminação e a pelo menos uma manta de laminação. A presente invenção também é relativa a aparelho de fundição contínua que compreende pelo menos uma manta de laminação e/ou pelo menos uma linha de laminação qualquer das modalidades da invenção.

Breve descrição dos desenhos A presente invenção será daqui em diante ainda explicada por meio de exemplos não limitativos com referência às figuras esquemáticas anexas, onde: A figura 1 mostra um processo de fundição contínua. A figura 2 mostra uma linha de laminação de acordo com uma modalidade da invenção.

As figuras 3 - 9 mostram mantas de laminação de acordo com modalidades da invenção.

Deveria ser observado que os desenhos não estão desenhados em escala e que as dimensões de certos aspectos foram exageradas para efeito de clareza.

Descrição detalhada de modalidades. A figura 1 mostra um processo de fundição contínua no qual meta! derretido 10 é afunilado para o interior de uma colher 12. Depois de sofrer quaisquer tratamentos na colher, tais como formação de liga e desgazeificação, e chegando à temperatura correta, metal derretido 10 a partir da colher 12, é transferido por meio de uma envoltória refratária para um funil 14. Metal é drenado a partir do funil 14 para o interior do topo de um molde de base aberta 16. O molde 16 é resfriado com a água para solidificar o metal derretido diretamente em contato com ele. No molde 16 uma casca fina de metal junto às paredes do molde solidifica antes da seção média intermediária, agora chamado um fio, deixa a base do molde 16 para o interior de uma câmara de resfriamento 18; o volume do metal dentro das paredes do fio está ainda derretido. O fio é suportado por linhas de laminação resfriadas com água e espaçadas de maneira próxima 20 que atuam para suportar as paredes do fio contra a pressão ferrostática do líquido ainda solidificando dentro do fio. Para aumentar a velocidade de solidificação o fio é borrifado com grandes quantidades de água quando ele passa através da câmara de resfriamento 18. Solidificação final do fio pode ter lugar depois que o fio tenha deixado a câmara de resfriamento 18.

Na modalidade ilustrada o filme deixa o molde 16 de maneira vertical (ou em um trajeto encurvado próximo a vertical) e quando ele viaja através da câmara de resfriamento 18 as linhas de laminação 20 gradualmente encurvam o fio no sentido da horizontal. (Em uma máquina de fundição vertical o fio permanece vertical quando ele passa através da câmara de resfriamento 18.

Depois de deixar a câmara de resfriamento 18 o fio passa através de linhas de laminação de endireitamento (se fundido em outra máquina diferente de vertical) e linhas de laminação de retirada. Finalmente o fio é cortado para comprimentos predeterminados por meio de tesouras mecânicas ou por meio de tochas de oxiacetileno que se deslocam 22 e ou tomadas para uma pilha de estocagem ou o próximo processo de conformação. Em diversos casos o fio pode continuar através de linhas de laminação adicionais e outros mecanismos que podem achatar, laminar ou extrudar o metal para sua forma final. A figura 2 mostra uma linha de laminação 20 de acordo com uma modalidade da presente invenção, a saber, uma linha de laminação de eixo comum 20. A linha de laminação 20 compreende um eixo 24 que tem um diâmetro exterior 0o e suportado por mancais 26 abrigados em carcaças de mancai e uma pluralidade de mantas de laminação 28 para transportar um fio de metal ao longo da sua superfície exterior 34, tendo um diâmetro interior correspondente 01 que são arranjados para serem suportados de maneira fixa sobre o eixo 24. Deveria ser observado que uma linha de laminação 20 pode compreender mais componentes do que aqueles ilustrados nas figuras, tais como acoplamentos mecânicos e opcionalmente um sistema de lubrificação, etc. Contudo, apenas características de relevância para a presente invenção foram ilustradas para efeito de clareza. A figura 3 é uma seção transversal de uma manta de laminação 28 de acordo com uma modalidade da presente invenção suportada sobre um eixo rotativo 24que tem uma linha refrigerante 30, pelo que, a manta de laminação 28 é arranjada para ser suportada sobre o eixo rotativo 24em uma maneira fixada em rotação. A manta de laminação 28 compreende canais refrigerantes 32 arranjados para estarem em comunicação direta com a linha refrigerante e 30. A manta de laminação compreende uma primeira região extrema ER1, uma segunda região extrema ER2 e uma região central CR entre e a primeira região extrema ER1 e a segunda região extrema ER2, pelo que, a região central CR se estende ao longo de aproximadamente 70% do comprimento L da superfície exterior 34 da manta de laminação 28 na modalidade ilustrada. O comprimento L de uma manta de laminação 28 pode ser 400 - 800 mm.

Os canais refrigerantes 32 compreendem pelo menos uma entrada de fluido 36 e/ou pelo menos uma saída de fluido 42 localizada dentro da região central CR da manta de laminação 28. Na modalidade ilustrada a pelo menos uma entrada de fluido 36 e/ou a pelo menos uma saída de fluido 42 e/são arranjadas no centro da manta de laminação 28. Pelo menos uma entrada de refrigerante 36 e/ou a pelo menos uma saída de refrigerante 42 pode, contudo, ser arranjada em qualquer lugar dentro da região central CR da manta de laminação 28, por exemplo, mais próximo à primeira região extrema ER1 do que a segunda região extrema ER2. Dispositivo de vedação (não mostrado) pode ser fornecido entre o eixo rotativo 24 e a manta de laminação 28, para vedar a área ao redor da entrada de refrigerante 36 e/ou saída de refrigerante 42. A pelo menos uma entrada de refrigerante 36 e a pelo menos uma saída de refrigerante 42 dos canais refrigerantes 32 pode estar em comunicação direta com a linha refrigerante 30 através de um ou mais canais radiais 38 ou canais não radiais no eixo rotativo 24. Deveria, contudo, ser observado que comunicação direta entre a entrada de fluido 36 e os canais refrigerantes 32 e a linha refrigerante 30 pode ser fornecida em qualquer maneira adequada.

Os canais refrigerantes 32 são arranjados a uma distância não constante da superfície exterior 34 da manta de laminação 28 e se estendem em uma linha reta a partir da entrada de refrigerante 34 no sentido da superfície exterior 34 da manta de laminação 28 em um ângulo com ela. Deveria, contudo, ser observado que o pelo menos um canal refrigerante 32 não deve necessariamente ter que se estender em uma linha reta através da manta de laminação 28. O pelo menos um canal refrigerante 32 pode, por exemplo, se estender em uma linha encurvada ou na forma de uma espiral, ziguezague, desenho regular ou irregular ou em qualquer outra maneira adequada através da manta de laminação 28. A figura 4 mostra uma vista em perspectiva cortada e afastada de uma região extrema ER1 ou ER2 de uma manta de laminação 28 de acordo com uma modalidade da invenção na qual as partes das mais exteriores dos canais refrigerantes 32 podem ser vistas. Quando a manta de laminação 28 está em utilização refrigerante irá escoar ao longo de um canal refrigerante 21 em uma direção para fora do plano do papel no sentido da parte 32a do canal refrigerante, e então em uma direção ao longo do plano do papel para a parte 32b do canal refrigerante antes de ser retornado através do canal refrigerante 21 em uma direção para o interior do plano do papel para a linha refrigerante 30 no eixo rotativo 24. Refrigerante pode, portanto, ser arranjado para escoar através das regiões extremas ER1 e/ou ER2 da manta de laminação 28, porém não há entrada ou saída de refrigerante dentro das regiões extremas ER1 e ER2 da manta de laminação 28.

As figuras 5 e 6 mostram como refrigerante pode ser arranjado para escoar através de uma manta de laminação 28 de acordo com uma modalidade da presente invenção. Refrigerante a partir de uma linha refrigerante 30em um eixo rotativo 24 pode ser feito escoar (por meio de bombas, válvulas e distribuidores de fluido, por exemplo) para uma pluralidade de entradas de fluido 32 que podem ser arranjadas ao redor da superfície interior 40 da manta de laminação 28 em sua região central CR. Refrigerante então escoa ao longo de canais refrigerantes 32 na manta de laminação 28 e é retornado para a linha refrigerante 30 no eixo rotativo 24 através de pelo menos uma saída de fluido 42 que pode ser arranjada ao redor da superfície interior 40 da manta de laminação 28 em sua região central CR.

De acordo com uma modalidade da invenção a entrada de refrigerante 36 e a saída de refrigerante 42 são arranjadas adjacentes uma à outra e preferivelmente tão próximas quanto possível. Uma entrada de fluido 36 pode, por exemplo, ser arranjada uma distância a partir de uma saída de refrigerante 42 que é menos do que a dimensão de seção transversal máxima de um canal refrigerante 32 por exemplo menos do que o diâmetro máximo de um canal refrigerante 32 que tem uma seção transversal circular. A distância entre uma entrada de refrigerante 36 e uma saída de refrigerante 42 pode, por exemplo, ser 0,5 a 10,0 mm para facilitar o suprimento de refrigerante e para ela e o retorno do refrigerante a partir dela, respectivamente. A figura 6 mostra dois canais refrigerantes 32 arranjados do mesmo tamanho e forma; uma manta de laminação 28 de acordo com a presente invenção pode, contudo, ser arranjada para compreender qualquer número de canais refrigerantes 32, tal como 1 até 12 canais refrigerantes 32 cada um de qualquer tamanho ou forma.

As figuras 7-9 mostram como refrigerante pode ser arranjado para escoar através de uma manta de laminação 28 de acordo com outra modalidade da presente invenção. Refrigerante a partir de uma linha refrigerante 30 em um eixo rotativo 24 pode ser feito escoar (por meio de bombas válvulas e distribuidores de fluido, por exemplo) para o interior de pelo menos uma entrada de fluido 36 na superfície interior da manta de laminação 28. Refrigerante então escoa ao longo de um ou mais canais refrigerantes 32 na manta de laminação 28 e é retornado para a linha refrigerante 30 no eixo rotativo 24 através de pelo menos uma saída de fluido 42 que pode ser arranjada ao redor da superfície interior da manta de laminação 28. De acordo com uma modalidade da invenção, a pelo menos uma entrada de refrigerante 36 é arranjada a montante da pelo menos uma saída de refrigerante 42. O pelo menos um canal refrigerante 32 pode ser arranjado para se estender, pelo menos parcialmente, ao redor da circunferência da manta de laminação em qualquer maneira adequada.

As mantas de laminação 28 nas modalidades ilustradas foram mostradas como cilindros ocos que têm uma superfície exterior contínua e lisa 28a. Contudo, deveria ser observado que pelo menos uma manta de laminação 28 de uma linha de laminação 20 de acordo com a presente invenção não precisa ser necessariamente um cilindro ou de uma forma simétrica ou seção transversal uniforme e sua superfície exterior não precisa ser necessariamente contínua ou lisa, mas pode ser de qualquer forma tamanho e projeto ou dependendo de sua função e/ou localização em uma planta de fundição contínua.

Outras modificações da invenção dentro do escopo das reivindicações deveríam ser evidentes para uma pessoa versada. Por exemplo, mesmo embora a presente invenção seja relativa a uma manta de laminação que compreende pelo menos um canal refrigerante que é arranjado para estar em comunicação direta com uma linha refrigerante em um eixo rotativo quando em utilização, os assim chamados canais refrigerantes na manta de laminação podem ser utilizados para quaisquer finalidades, isto é, que eles não são apenas adequados para transportar refrigerante através de pelo menos parte da manta de laminação.

REIVINDICAÇÕES

Claims (8)

1. Manta de laminação (28) para uma linha de laminação (20) de um aparelho de fundição contínua que compreende um eixo rotativo (24) que tem uma linha refrigerante (30), em que a manta de laminação (28) é disposta para ser suportada sobre dito eixo rotativo (24) em uma maneira fixada em rotação e, em que a dita manta de laminação (28) compreende pelo menos um canal refrigerante (32) disposto para estar em comunicação direta com dita linha refrigerante (30), caracterizada pelo fato de dita manta de laminação (28) compreender uma primeira região extrema (ER1), uma segunda região extrema (ER2) e uma região central (CR) entre dita primeira região extrema (ER1) e segunda região extrema (ER2), em que a dita região central (CR) se estende ao longo de pelo menos 50%, pelo menos 60%, pelo menos 70%, pelo menos 80 %, ou pelo menos 90% do comprimento (L) da dita manta de laminação (28) e em que o dito pelo menos um canal refrigerante (32) compreende pelo menos uma entrada de refrigerante (36) e/ou pelo menos uma saída de refrigerante (42) localizada dentro de dita região central (CR) da manta de laminação (28).

2. Manta de laminação (28) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender uma superfície exterior (34) e cada um de ditos pelo menos um canal refrigerante (32) ser disposto a uma distância não constante da superfície exterior (34) da manta de laminação (28).

3. Manta de laminação (28) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de dita pelo menos uma entrada de refrigerante (36) e/ou dita pelo menos uma saída de refrigerante (42) ser(em) disposta(s) no centro de dita manta de laminação (28).

4. Manta de laminação (28) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de dita manta de laminação (28) ter uma superfície interior (40) e dito pelo menos um canal refrigerante (32) ser disposto para se estender desde a superfície interior (40) da manta de laminação (28) em direção da superfície exterior (34) da manta de laminação (28).

5. Manta de laminação (28) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de dito pelo menos um canal refrigerante (32) ser disposto para se estender em uma linha reta em direção da superfície exterior (34) da manta de laminação (28).

6. Linha de laminação (20) para um aparelho de fundição contínua, caracterizada pelo fato de dita linha de laminação (20) compreender pelo menos uma manta de laminação (28) do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.

7. Linha de laminação (20) de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de dispositivos de vedação serem providos entre dito eixo rotativo (24) e dita pelo menos uma manta de laminação (28).

8. Aparelho de fundição contínua, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos uma manta de laminação (28) do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5 e/ou pelo menos uma linha de laminação (20) do tipo definido na reivindicação 6 ou 7. f