BR112015005525B1

BR112015005525B1 - cabeça de posicionamento para a formação de um produto laminado e bico tubular

Info

Publication number: BR112015005525B1
Application number: BR112015005525-7A
Authority: BR
Inventors: William Shen; Peiliang P. Zhang; Jianping Zhang
Original assignee: Primetals Technologies USA LLC
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2020-11-17
Also published as: TWI595936B; JP6242900B2; CN104768669B; MX2019011368A; RU2015113438A; EP2895281A1; IN2015DN02052A; CN104768669A; KR102090987B1; TW201420227A; EP3791972A1; JP2015531686A; PL2895281T3; MX2015003323A; EP2895281B1; WO2014042926A1; ES2868246T3; BR112015005525A2; KR20150053969A; RU2632048C2

Abstract

CABEÇA DE POSICIONAMENTO PARA A FORMAÇÃO DE UM PRODUTO LAMINADO E BICO TUBULAR. A presente invenção refere-se a uma Cabeça de posicionamento (10) para a formação de um produto laminado a quente que se move de modo axial em uma série de anéis helicoidais que compreende uma árvore (12) que pode girar ao redor de um eixo X, com um corpo tubular 12a montado para a rotação entre os mancais (14, 16) espaçados de modo axial, e um bico (36) que se projeta de modo axial e para frente a partir do seu corpo tubular. Um guia de produto é transportado pela árvore (12). O guia de produto é configurado para formar o produto em uma série de anéis helicoidais. Um canal guia (50) fornece uma extensão helicoidal do guia de produto. As partes principais do guia de produto e do canal guia (50) são transportadas em um suporte helicoidal contínuo (42) no bico (36) da árvore (12). O canal guia (50) tem o formato de canaleta, com um fundo contínuo que define a aba do suporte helicoidal, e com paredes laterais que podem ser separadas e segmentadas.

Description

Antecedentes Campo

[0001] Os aspectos da presente invenção se referem às unidades laminadoras de haste de alta velocidade e, mais particularmente, às melhorias às cabeças de posicionamento utilizada em tais laminadoras para formar o produto laminado a quente em uma série helicoidal de anéis.

Descrição da Técnica Relacionada

[0002] Com referência à figura 1, uma cabeça de posicionamento 10 convencional inclui um compartimento que contém a árvore oca acionada de maneira giratória 12. A árvore é subdividida em um corpo tubular 12a montado para a rotação entre os mancais espaçados de modo axial 14, 16 e um bico 18 preso de forma separada por meio de um flange de montagem 20 ao corpo tubular 12a. O bico se projeta de modo axial e para frente de modo em cantiléver a partir do corpo tubular.

[0003] A árvore 12 carrega um guia de produto, tipicamente sob a forma de uma tubulação de posicionamento curva de modo tridimensional 22. A tubulação de posicionamento tem uma extremidade de entrada 22a alinhada ao eixo rotacional "X" da árvore 12, e uma seção intermediária curva 12b que conduz a uma extremidade de liberação 12c espaçada de modo radial a partir do eixo X.

[0004] A haste de aço laminada a quente é direcionada para a extremidade de entrada 22a da tubulação de posicionamento 22 ao longo do eixo X, e sai a partir da extremidade de liberação 22c como uma formação helicoidal de anéis (não mostrada). Mediante a saída da extremidade de liberação 22c da tubulação de posicionamento 22, os anéis são ainda confinados e movidos para frente por um canal guia helicoidal 24 circundado por um invólucro cilíndrico 26. O canal guia 24 é configurado e dimensionado para coatuar com o invólucro 26 no fornecimento de uma extensão helicoidal confinada de modo axial e radial da trajetória guia definida pela tubulação de posicionamento 22.

[0005] Embora esse confinamento entendido provou-se ser altamente benéfico ao resistir à distorção e torção das extremidades de produtos à medida que eles saem da cabeça de posicionamento 10, a maneira de sustentar o canal guia 24, bem como o seu design, resultou em dificuldades que comprometem a operação em alta velocidade da cabeça de posicionamento.

[0006] Por exemplo, a parte intermediária curva 22b da tubulação de posicionamento 22 é sustentada no bico 18 por escoras que se projetam de modo radial 28, enquanto o canal guia 24 é transportado em um suporte de canal em formato de disco separado 30 montado de modo separado na extremidade do bico em cantiléver 18.

[0007] Com referência adicional às figuras 2 e 3, o suporte de canal em formato de disco 30 pode ser visto como incluindo um cubo 32 no centro de uma placa helicoidal 34 na aba externa da qual encontram-se segmentos de canal em formato de canaleta fixa tipicamente indicados como 24'.

[0008] A placa helicoidal 34 é tipicamente soldada ao cubo 32, com a estrutura resultante do suporte de canal 30 sendo robusta e, consequentemente, pesada a fim de suportar os estresses que resultam da operação de alta velocidade da cabeça de posicionamento. Além disso, as dificuldades são encontradas ao alinhar de maneira precisa o suporte de canal 30 com o eixo rotacional X da cabeça de posicionamento, mesmo com um ligeiro desalinhamento causando vibrações perturbadoras em altas velocidades.

[0009] Uma desvantagem adicional se refere aos segmentos de canal convencionais 24', que compreendem tipicamente as fundições unitárias de investimento caro. Os materiais de fundição tradicionais revelaram uma falta de resistência adequada ao desgaste ocasionado pelo contato por atrito com o produto laminado a quente. As tentativas em lidar com esse problema incluem o aumento da espessura das paredes laterais de segmento de canal, mas o aumento de peso resultante revelou contribuir ainda mais para a instabilidade da cabeça de posicionamento.

Sumário

[0010] Conforme exposto de maneira ampla, os aspectos da presente invenção incluem o suporte tanto do guia de produto, que pode compreender uma tubulação de posicionamento, quanto o canal guia, em um suporte helicoidal contínuo formado como um componente integral do bico que se projeta de modo axial e para frente a partir do corpo tubular da árvore.

[0011] De acordo com outros aspectos da presente invenção, os segmentos de canal guia são subdivididos em um fundo contínuo que compreende a aba externa do suporte helicoidal, com as paredes laterais sendo segmentadas, presas de forma separada ao fundo do canal e podem ser prontamente substituídas quando desgastadas.

[0012] Esses e outros objetivos, características e vantagens da presente invenção ficarão mais evidentes mediante a leitura da descrição detalhada a seguir em conjunto com os desenhos anexos.

Breve Descrição dos Desenhos

[0013] A figura 1 é uma vista lateral, com partes em seção, de uma cabeça de posicionamento convencional;

[0014] a figura 2 é um vista frontal em perspectiva do bico e montagem de canal guia da cabeça de posicionamento convencional mostrado na figura 1;

[0015] a figura 3 é uma vista em perspectiva explodida de modo parcial da montagem de canal guia convencional mostrada nas figuras 1 e 2;

[0016] a figura 4 vista em perspectiva posterior do bico de uma cabeça de posicionamento árvore de acordo com uma modalidade de exemplo da presente invenção, com a tubulação de posicionamento e o canal guia transportado em um suporte helicoidal contínuo que compreende um componente integral do bico;

[0017] a figura 5 é uma perspectiva frontal do bico mostrado na figura 4;

[0018] a figura 6 é uma vista que mostra um lado do bico mostrado na figura 5;

[0019] a figura 7 é uma vista que mostra o lado oposto do bico mostrado na figura 5;

[0020] a figura 8 é uma vista em corte em uma escala ampliada considerada ao longo da linha 8-8 da figura 4 e que mostra os detalhes de segmentos de canal de acordo com uma modalidade de exemplo da presente invenção; e

[0021] as figuras 9A e 9B são vistas em perspectiva e laterais, respectivamente, de um segmento de parede lateral de canal guia de acordo com uma modalidade de exemplo da presente invenção.

Descrição Detalhada

[0022] De acordo com a presente invenção, a montagem convencional do bico 18 e o suporte de canal em formato de disco separado 30 mostrado na figura 1 é substituído por um bico unitário 36, uma modalidade de exemplo do qual é mostrada na figura 4. O bico unitário 36 tem um corpo tubular central 38 fornecido em uma extremidade com um flange de montagem 40 adaptado para ser conectado ao corpo tubular 12a da cabeça de posicionamento convencional árvore 12 mostrada nas figuras 1 a 3. Um suporte helicoidal, que pode compreender uma placa contínua de parafuso sem- fim 42 configurada como uma voluta de desenrolamento em espiral, é unido de forma permanente ao corpo central 38.

[0023] Como pode ser visto pela referência adicional às figuras 5 a 7, a placa de parafuso sem-fim 42 se estende de forma contínua a partir do flange de montagem 40 até a extremidade distal do corpo central 38. Um segmento da placa 42 transporta os bráquetes 44 na sua aba. Conforme pode ser melhor visto na figura 4, os bráquetes 44 coatuam com grampos 46 para prender a tubulação de posicionamento 22 na sua posição operacional. A aba restante da placa de parafuso sem-fim 42 é definida por um colar contínuo que serve como o fundo 48 de um canal guia em formato de canaleta 50.

[0024] Ao sustentar tanto a tubulação de posicionamento 22 quanto o canal guia 50 sobre uma placa contínua de parafuso sem-fim 52 formada como um componente integral do bico em cantiléver 36, as concentrações de estresse são reduzidas de maneira significativa. Isso, por sua vez, possibilita a redução do peso do bico 36, com o resultado de que o centro de gravidade da montagem de rotação da cabeça de posicionamento é deslocado de maneira vantajosa para trás e mais próximo aos mancais 14, 16. A rigidez e a resistência geral à vibração são assim aumentadas de maneira benéfica.

[0025] Com referência às figuras 8, 9A e 9B, os lados 52 do canal guia 50 são segmentados e presos de forma separada ao fundo 48 por fechos convencionais que podem compreender parafusos 54 e porcas 56. Uma modalidade de exemplo de um segmento de parede lateral de canal 52 é mostrado nas figuras 9A e 9B.

[0026] Quando os segmentos individuais de parede lateral 52 passam por desgaste acelerado, eles podem ser prontamente substituídos sem ter que substituir outros que passaram por menos desgaste.

[0027] De preferência, os segmentos de parede lateral 52 são idênticos. Os segmentos de parede lateral podem ser fundidos ou fabricados a partir dos materiais de peso leve resistentes ao desgaste, os exemplos ilustrativos que incluem alumínio, ligas de alumínio, fibras de carbono, termoplásticos, etc.. Além disso, ou em alternativa, as superfícies internas 52' dos segmentos de parede lateral 52 podem compreender ou ser revestidas por um material resistente ao desgaste, por exemplo, um nanometal.

[0028] A descrição e os desenhos supracitados são meramente ilustrativos dos princípios da presente invenção e não devem ser construídos em um sentido limitador. As várias alterações e modificações ficarão evidentes aos versados na técnica.

Claims

1. Cabeça de posicionamento (10) para a formação de um produto laminado que se move de modo axial a quente em uma série de anéis helicoidais, caracterizada pelo fato de que compreende, uma árvore (12) que pode girar ao redor de um eixo geométrico X , a dita árvore (12) que tem um corpo tubular 12a montado para a rotação entre os mancais (14,16) espaçados de modo axial, e que tem um bico (36) que se projeta de modo axial e para frente a partir do dito corpo tubular; um guia de produto transportado pela dita árvore (12), o dito guia de produto que tem uma entrada e alinhado com o dito eixo geométrico X e disposto para receber o dito produto laminado a quente, e que tem uma parte curva intermediária que conduz a partir da dita extremidade de entrada até uma extremidade de liberação espaçada de modo radial a partir do dito eixo geométrico X e a partir do qual o dito produto laminado a quente é descarregado como a dita série de anéis helicoidais; um canal guia (50) que fornece uma extensão helicoidal da dita guia de produto, a parte curva intermediária e a extremidade de liberação do dito guia de produto e do dito canal guia (50) sendo transportadas em um suporte helicoidal contínuo (42) no bico (36) da dita árvore (12), sendo que o suporte helicoidal contínuo (42) é formado como um componente integral do bico (36).

2. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o bico (36) da dita árvore (12) compreende uma estrutura unitária que inclui o dito suporte helicoidal.

3. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o dito suporte helicoidal compreende uma placa de parafuso sem-fim configurada como uma voluta em espiral que se projeta de modo radial a partir do dito bico (36).

4. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o dito bico (36) é preso de forma separada ao dito corpo tubular.

5. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o dito suporte helicoidal é um componente fabricado e unido de modo integral ao dito bico (36).

6. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o dito guia de produto compreende uma tubulação.

7. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a dita tubulação é presa de forma separada ao dito suporte helicoidal.

8. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o dito canal guia (50) compreende um fundo definido por uma aba externa do dito suporte helicoidal, com paredes laterais que podem ser separadas e que se projetam de modo radial para fora a partir do dito fundo.

9. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que as ditas paredes laterais que podem ser separadas são subdivididas em segmentos.

10. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que os ditos segmentos de parede lateral são idênticos de maneira substancial.

11. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que os ditos segmentos de parede lateral são fabricados a partir de ligas de alumínio ou alumínio.

12. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que os ditos segmentos de parede lateral são fabricados a partir de fibra de carbono.

13. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que os ditos segmentos de parede lateral são fabricados a partir de termoplásticos.

14. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que os ditos segmentos de parede lateral são revestidos por um material resistente ao desgaste.

15. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o dito material resistente ao desgaste compreende a nanometal.

16. Cabeça de posicionamento (10) para a formação de um produto laminado que se move de modo axial a quente em uma série de anéis helicoidais, caracterizada pelo fato de que compreende, uma árvore (12) que pode girar ao redor de um eixo geométricoX, a dita árvore (12) que tem um corpo tubular 12a montado para a rotação entre os mancais (14, 16) espaçados de modo axial, e que tem um bico (36) que se projeta de modo axial e para frente a partir do dito corpo tubular; um guia de produto transportado pela dita árvore (12), o dito guia de produto que tem uma entrada e alinhado com o dito eixo geométrico X e disposto para receber o dito produto laminado a quente, e que tem uma parte curva intermediária que conduz a partir do dito extremidade de entrada até uma extremidade de liberação espaçada de modo radial a partir do dito eixo geométrico e a partir do qual o dito produto laminado a quente é descarregado como a dita série de anéis helicoidais; e um canal guia (50) em formato de canaleta que fornece uma extensão helicoidal do dito guia de produto, o dito canal guia (50) em forma de canaleta que tem um fundo contínuo e paredes laterais separáveis e segmentadas, sendo que a extensão helicoidal é formada como um componente integral do bico (36).

17. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que a parte curva intermediária e a extremidade de liberação do dito guia de produto e do dito canal guia (50) são transportadas sobre um suporte helicoidal contínuo (42) fabricado como um componente integral do dito bico (36)

18. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o fundo do dito canal guia (50) em forma de canaleta compreende uma aba externa do dito suporte helicoidal.

19. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, caracterizada pelo fato de que o dito bico (36) é preso de forma separada ao dito corpo tubular.

20. Cabeça de posicionamento (10), de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o dito guia de produto compreende uma tubulação presa de forma separada a uma aba externa do dito suporte helicoidal.

21. Bico tubular (36) adaptado para se projetar axialmente em balanço a partir da árvore (12) rotativa de uma cabeça de posicionamento de unidade de laminação, caracterizado pelo fato de que a dita árvore (12) que carrega um guia de produto que possui uma terminação de entrada alinhada com um eixo geométrico X de rotação da árvore, e que possui uma parte curvada intermediária que direciona a partir da dita terminação de entrada para uma extremidade de entrega que se comunica com através de uma guia que fornece uma extensão helicoidal do dito guia de produto, dito bico que possui uma placa de parafuso sem-fim (42) configurada e organizada para fornecer suporte contínuo por através da dita guia e para a parte intermediária curvada e extremidade de entrega do dito guia de produto, sendo que a placa de parafuso sem-fim (42) é formada como um componente integral do bico (36).

22. Bico tubular (36) de acordo ∞m a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de a dita placa de parafuso sem-fim (42) ser fabricada como um componente integral do dito bico.

23. Bico tubular (36) de acordo com a reivindicação 21 ou 22, caracterizado pelo fato de uma borda exterior da dita placa de parafuso sem-fim (42) compreender um fundo do dito guia.

24. Bico tubular (36) de acordo ∞m qualquer uma das reivindicações 21 a 23, caracterizado pelo fato de que possui uma extremidade do mesmo configurada e arranjada para ser fixada de modo destacável à dita árvore.

25. Bico tubular (36) de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 24, caracterizado pelo fato de que a parte curva intermediária e extremidade de entrega do dito guia de produto são fixadas por suportes em uma borda da dita placa de parafuso sem-fim (42).