BRPI0600163B1 - Device for carrying metal strips rolls on pallets - Google Patents

Abstract

"dispositivo para transportar rolos de tiras de metal sobre paletas". a presente invenção se refere a um dispositivo para transportar rolos de tiras de metal extremamente pesados, gerados imediatamente ao término de um processo de laminação ao se enrolar a tira de metal laminada, o qual abrange paletas (4) inseridas num sistema de circulação e passagens de rolos (8) que transportam estas paletas adiante, sendo que cada paleta (4) é constituída de longarinas (11) posicionadas afastadas uma das outras e de uma sela portadora de rolos (13) atravessada sobre elas, sendo que a sela portadora apresenta suportes (15) dispostos um defronte do outro e que formam um esquadro de apoio (7), e sendo que pelo menos as longarinas (11) da paleta (4) para transportar um rolo quente são configuradas com contornos (18; 20) que compensam a deformação horizontal e vertical calculada previamente para o efeito da carga e do calor.

Description

DISPOSITIVO PARA TRANSPORTAR ROLOS DE TIRAS DE METAL SOBRE

PALETAS A presente invenção se refere a um dispositivo para transportar rolos de tiras de metal extremamente pesados, gerados imediatamente ao término de um processo de laminação ao se enrolar a tira de metal laminada, o qual abrange paletas inseridas num sistema de circulação e passagens de rolos que transportam estas paletas adiante, sendo que cada paleta é constituída de longarinas posicionadas a certa distância uma das outras e uma sela portadora de rolos atravessada sobre elas, sendo que a sela portadora apresenta suportes dispostos um defronte do outro e que formam um esquadro de apoio.

Sistemas de circulação de paletas deste tipo são utilizados há muito tempo na indústria de alumínio, por exemplo, para rolos de tiras laminadas a frio, isto é, para tiras de metal laminadas a frio e enroladas em sarilhos, ao término de um trem de laminação, para formar rolos. São caracterizados por uma elevada capacidade de transporte de rolos com peso de até 45 toneladas e por reduzidos tempos de ciclo. Não obstante, quando comparados com outros sistemas de transporte, eles movimentam somente massas relativamente reduzidas, o que resulta numa diminuta potência requerida e a possibilidade de ser facilmente posicionado. Ao mesmo tempo, existem também vantagens no que diz respeito à necessidade de manutenção, disponibilidade, obtenção de peças de reposição, e à inclusão e exclusão fácil dos rolos, bem como a uma elevação da capacidade de transporte simplesmente ao se acrescentar paletas suplementares. Além disto, o sistema possui alta flexibilidade e apresenta uma desvinculação da capacidade de carregamento e descarregamento.

Contudo, apesar das grandes vantagens que apresenta, a utilização de um sistema de circulação deste tipo que emprega paletas para o transporte de rolos pesados, por exemplo, apresentando peso entre 30 e 45 toneladas, não foi cogitada até o presente momento para rolos quentes, isto é, para rolos enrolados com uma temperatura superficial de aproximadamente entre 500°C e 800°C, em função das temperaturas elevadas. Isto porque, além aos elevados pesos, somam-se grandes cargas térmicas que inevitavelmente provocam deformações estruturais. Estas cargas térmicas acarretam o deslocamento das paletas, que pode comportar diversos milímetros. Ademais, a distribuição da temperatura pela paleta é desigual, tendo maiores conseqüências na região dos suportes da sela portadora do que na região da sombra do calor irradiado pelo rolo quente e nas regiões que se encontram numa posição perpendicular em relação à superfície de radiação. A presente invenção tem como tarefa fundamental, portanto, criar um dispositivo do gênero citado acima que, a despeito das consequências acumuladas pela carga e o calor, possibilite ser utilizado como sistema de transporte de operação segura.

Esta tarefa é solucionada em conformidade com a presente invenção pelo fato de que a paleta para transportar um rolo de tira laminada a quente é configurada de tal maneira que pelo menos suas longarinas apresentam contornos calculados para compensar a deformação vertical e horizontal ocasionada pela influência da carga e do calor. A presente invenção se fundamenta sobre o conhecimento que se apoia sobre cálculos dos elementos finitos, segundo o qual as paletas com suas longarinas continuarão a permanecer sobre sua trilha determinada pelo friso da roda dos rolos da passagem em rolos e sua capacidade de locomoção poderá ser mantida inalterada, caso pelo menos as longarinas sejam confeccionadas, em conformidade com a presente invenção, tomando como base as deformações que ocorrerão, de modo a compensar as deformações verticais e horizontais. Um arqueamento de suas superfícies de rolamento bem como um abaulamento lateral para fora ou qualquer outra estiragem não acarretam conseqüências negativas sobre o comportamento do deslocamento da paleta, de tal maneira que a utilização das paletas se torna possível para transportar rolos quentes, sem qualquer problema.

Esta formação dos contornos pode compreender um afinamento ou, eventualmente, rebaixos na região do friso da roda, furações em outros componentes da paleta, escalonamentos ou algo similar, isto é, a adoção de medidas tais que confiram às longarinas e, com isto, às paletas, um comportamento de deslocamento pelo menos próximo ao ideal, mesmo quando estejam submetidas às condições de cargas mecânica e térmica. Uma colisão dos rolos quentes ocasionada por motivos de variações da velocidade de transporte ou por impactos é impedida, ainda que os rolos quentes sejam transportados com sua superfície externa voltada para cima. Portanto, não é necessário transportar os rolos quentes com suas superfícies frontais (face em forma de disco) voltadas para cima.

Uma forma de execução privilegiada da presente invenção prevê que a paleta seja formada com meios de proteção térmica que conduzem o calor irradiado de um rolo quente inserido na sela portadora de maneira a diminuir o calor nas longarinas. Estes meios de proteção térmica que, em conformidade com as formas de execução da presente invenção, são constituídos preferencialmente de uma placa de proteção térmica que se estende sobre a largura da paleta e está posicionada acima das longarinas, entre os suportes localizados na base da sela portadora de rolos, bem como de placas de proteção térmica que também se estendem sobre a largura da paleta e estão dispostas, alternativamente ou complementarmente, das faces frontais da paleta em direção aos suportes da sela portadora de rolos, impedem que o calor irradiado avance demasiadamente, fazendo com que a influência deformadora sobre a paleta e suas longarinas seja nitidamente reduzida.

Uma medida particular de moldagem consiste em configurar as superfícies de rolamento das longarinas em conformidade com a presente invenção em forma de patins e fazer com que apresentem, do lado frontal em relação à linha de transporte da passagem em rolos, chanfros ascendentes a um determinado ângulo. A despeito do fato de se ter constatado, de forma surpreendente, que as longarinas sofrem uma flexão para cima, que é ocasionada por uma componente horizontal da carga do rolo quente que está apoiado sobre os suportes da sela portadora, é possível conseguir com isto que permaneça sempre um espaço livre debaixo das chanfras, o que permite um avanço sem falhas e um ulterior transporte da paleta sobre as passagens em rolos.

Numa forma de execução privilegiada do dispositivo em conformidade com a presente invenção, dois patins individuais móveis formam uma longarina. Com isto, a paleta se desloca sobre quatro patins individuais apoiados individualmente de forma móvel e que podem reagir â interferência do calor e ao elevado peso dos rolos de forma independente um do outro, porém complementando-se mutuamente, e que, interagindo com os contornos, conduzem a uma superfície de rolamento idealizada.

Um aperfeiçoamento privilegiado do dispositivo em conformidade com a presente invenção prevê que, entre as chanfras e um segmento plano central que possui um comprimento correspondente pelo menos à divisão dos rolos da passagem em rolos, a longarina seja configurada como um segmento oblíquo apresentando um ângulo menor em relação â linha de transporte. Por meio dos ângulos desiguais desta maneira, que dependem tanto da distância dos rolos ou, eventualmente, da divisão dos rolos das passagens em rolos quanto o segmento plano central das longarinas, garante-se que as longarinas não fiquem arqueadas em direção à passagem em rolos, porém que, ao invés disto, os segmentos oblíquos se convertam num arco ligeiramente côncavo, sendo que o ângulo se modifica em direção ao zero. Da interação com o segmento central para as longarinas, resulta uma área de rolamento plana idealizada que no total é mais longa e que, eventualmente, recobre diversos rolos. O ângulo das chanfras, em contrapartida, permanece quase inalterado, garantindo, assim, a capacidade de avanço sem solavancos.

Em conformidade com outra forma de execução da presente invenção, as longarinas apresentam uma região de deformação elástica e estrangulada, num segmento central entre os suportes da sela portadora de rolos. No local onde acontece a maior influência do calor, a saber, embaixo do rolo acima da chapa de alma ou da chapa de cobertura da paleta, entre os suportes, encontra-se um contorno que compensa a deformação das longarinas. Assim, os segmentos da superfície de rolamento das longarinas que permanecem dos dois lados ao lado do estrangulamento, que são planos até as chanfras do lado das extremidades frontais e que fazem ponte sobre diversos rolos da passagem em rolos, são aliviados do calor irradiado, sendo que, neste caso, a placa de proteção térmica posicionada horizontalmente na base da sela portadora também contribui para a obtenção deste efeito. A proposta em conformidade com a presente invenção é que as longarinas sejam posicionadas com um assento elástico sobre um pino de suporte que sobressai para fora de uma armação da paleta que apresenta a sela portadora de rolos. Este assento móvel, como, por exemplo, guarnições de borracha, plástico ou similar, permite uma folga limitada para movimento e, com isto, possibilita que as longarinas se desviem quando ocorrer um arqueamento lateral ou um abaulamento das paletas, ocasionado pela influência do calor.

Uma outra solução para compensar o arqueamento lateral ou, eventualmente, o abaulamento das paletas prevê, em conformidade com a presente invenção, que por um lado as longarinas estejam posicionadas sobre pinos de suporte que sobressaem para fora de uma armação da paleta que apresenta uma sela portadora para rolos por meio de um assento articulado e, por outro lado, que elas se apoiem de forma a poder ser movimentadas livremente sobre um assento de rolimã da armação da paleta. 0 assento articulado da longarina, que aqui também é mantida afastada da armação da paleta por meio de um anel espaçador ou algo similar, pode ser configurada, por exemplo, como uma espécie de junta cardânica que apresenta elementos de articulação em forma de semi-coquilhas que deslizam um sobre o outro. 0 mancai móvel posicionado a montante da outra extremidade da paleta possibilita um ajuste livre. Impede-se que os elementos possam cair dos assentos do mancai através de dispositivos de segurança contra elevação.

Outras características e particularidades da presente invenção podem ser depreendidas a partir das reivindicações e da descrição feita a seguir dos exemplos de execução da presente invenção conforme ilustrados nos desenhos. São mostrados: Figura 1 - Uma vista longitudinal de um sistema de circulação de paletas para transportar rolos de metal que apresenta passagens em rolos previstos em diferentes planos de altura;

Figura 2 - Uma vista em perspectiva de uma particularidade do sistema de transporte em conformidade com a ilustração da figura 1, que consiste de um dispositivo de elevação integrado nos segmentos de transporte;

Figura 3 - Um segmento da passagem em rolos apresentado numa vista de cima em perspectiva, como detalhe dos segmentos de transporte do sistema de circulação de paletas;

Figura 4 - Como detalhe de uma vista lateral de uma paleta, esta passagem em rolos posicionada a distância por baixo e mostrada de maneira esquemãtica e, representadas no meio, as seqüências de deformação das longarinas da paleta, representadas de maneira extremamente exagerada para ser explícito;

Figura 5 - A paleta em conformidade com a ilustração da figura 4, representada numa vista de cima;

Figura 6 - Uma vista lateral da paleta em conformidade com a ilustração da figura 4,- Figura 7 - Uma outra forma de execução de uma paleta, representada numa vista lateral;

Figura 8 - Uma outra forma ainda de execução de uma paleta, representada numa vista lateral,- Figura 9 - Como detalhe da paleta em conformidade com a ilustração da figura 8, um corte passando ao longo da linha IX - IX;

Figura 10 - Uma outra variante de uma paleta, representada numa vista lateral;

Figura 11 - A paleta em conformidade com a ilustração da figura 10, representada numa vista de cima;

Figura 12 - Como detalhe da paleta em conformidade com a ilustração da figura 10, um corte passando ao longo da linha XII - XII;

Figura 13 - Como detalhe da paleta em conformidade com a ilustração da figura 10, um corte passando ao longo da linha XIII - XIII;

Figura 14 - Representada em vista lateral, uma forma de execução de uma paleta configurada com dois patins individuais móveis; e Figura 15 - A paleta em conformidade com a ilustração da figura 14, representada numa vista frontal parcialmente cortada.

Um sistema de circulação de paletas 1 empregado numa instalação de laminação para a fabricação de tiras metálicas e representado na ilustração da figura 1 de maneira sucinta contém, no caso ilustrado, segmentos de transporte 2 que estão situados na fundação 3 em diferentes planos de altura. Os rolos quentes 5 formados por tiras de metal enroladas em rolos após o processo de laminação são transportados e distribuídos, em particular, são conduzidos para estações de tratamento posterior posicionadas a jusante, pelos segmentos de transporte 2 por meio de paletas 4. Estão representadas diversas estações de trabalho para os rolos quentes 5 a serem transferidos para as paletas 4. Uma armação de elevação 6 integrada no segmento de transporte 2 é responsável pela distribuição dos rolos pelos diferentes planos de altura. A armação de elevação 6 pode ser depreendida com maiores detalhes a partir da ilustração da figura 2. De acordo com a figura 2 pode-se ver que estão previstas diversas paletas 4 nos segmentos inferior e superior da passagem em rolos 7, das quais uma está carregada, no exemplo de execução ilustrado, com um rolo quente 5. Os segmentos de passagem em rolos 7 possuem um grande número de rolos 8 que são acionados por um motor de propulsão 9 central e cadeias individuais 10 acopladas por uma conexão em série (compare com a figura 3).

Conforme se pode depreender a partir das ilustrações das figuras 5 e 6, por exemplo, as paletas 4 consistem de duas longarinas 11 que correm paralelas e distanciadas entre si e que apresentam uma chapa de alma 12 posicionada entre elas e uma sela portadora 13, na qual o rolo quente 5 é depositado (compare com a figura 2) . A sela portadora 13 é composta de dois elementos estruturais 14 posicionados um defronte do outro a certa distância e que fazem ponte sobre as longarinas 11 e apresentam essencialmente uma seção transversal em forma de U, e que são dotados de suportes 15 voltados obliquamente para dentro nas extremidades superiores voltadas para o rolo quente a ser depositado neles. Portanto, o rolo quente 5 é apoiado por quatro suportes 15 {compare com a figura 5) . Os suportes 15 dispostos um defronte do outro formam um ângulo de apoio γ que é otimizado dependendo da faixa de diâmetro dos rolos quentes a serem apoiados e que garante uma distribuição substancialmente igual dos componentes horizontal e vertical da carga.

Ao ser submetida à carga do rolo quente e, em particular, aos efeitos (irradiação e condução térmica) das elevadas temperaturas do rolo quente 5, a paleta 4 se deforma; a distribuição das tensões acarretam deformações, sendo que as longarinas 11 ficam arqueadas para cima e abauladas para o lado, fato que é indicado pela evolução das curvaturas laterais 16 desenhadas de forma exagerada nas ilustrações das figuras 5 e 11, Para garantir, ainda assim, o comportamento de deslocamento da paleta 4 sobre os rolos 8 das passagens em rolos 7 dos segmentos de transporte 2, as longarinas 11 são configuradas com superfícies de rolamento em forma de patins que compensam estes efeitos e que apresentam, do lado das extremidades frontais, chanfras 18 inclinadas para cima num ângulo α em relação à linha de transporte 17 (compare com a figura 4, inferior e figura 10) dos rolos 8 da passagem em rolos 7.

Além disto, no caso da paleta representada em conformidade com as ilustrações das figuras de 4 a 6, está prevista, entre as chanfras 18 e um segmento 19 plano central das longarinas 11, a adoção de segmentos oblíquos 2 0 (linha β) que apresentam um ângulo β menor até a linha de transporte 17 do que o ângulo α das chanfras 18 (linha a) . 0 comprimento do segmento 19 plano central das longarinas 11 é maior que a distância ou, eventualmente, que a divisão T dos rolos 8. Caso não fossem configuradas desta maneira, em função da carga e da influência térmica, as longarinas 11 assumiriam a evolução de curva 21, representada em traço cheio diretamente embaixo da paleta e de maneira exagerada na ilustração da figura 4, em relação à linha zero 38, representada em traço e ponto, da linha de transporte 17 reta e, portanto, elas se curvariam em forma de arco para cima, sendo que as regiões terminais anterior e posterior das superfícies de rolamento das longarinas 11 chegariam a ficar abaixo da linha zero 38 ou, eventualmente, da linha de transporte 17. Ao contrário disto, entretanto, neste caso ocorre a evolução de curva 22 indicada em linha tracejada - e novamente extremamente exagerado -, de acordo com a qual o ângulo β dos segmentos oblíquos 20 (compare com a linha β) se altera em direção ao zero, o que faz com que resulte daí, em conjunção com a deformação do segmento plano central 19, uma superfície de rolamento substancialmente plana e extremamente longa no total, que em hipótese alguma pode se deformar para baixo da linha de transporte 17 ou, eventualmente, da linha zero 38, e que possibilita um transporte exato na trilha. 0 ângulo a das chanfras 18 (compare com a linha a) permanece praticamente inalterado. Para compensar a evolução das curvaturas laterais 16 abauladas, as longarinas 11 são dotadas de rebaixos 23 (compare com a ilustração da figura 6) atribuídos ao friso da roda dos rolos da passagem em rolos 8.

Além do mais, em todas as formas de execução das paletas em conformidade com a presente invenção, contornos em forma de perfurações longitudinais e transversais 24, 25 são configurados nos elementos estruturais 14 das selas portadoras 13 para compensar deformações. Para limitar os efeitos do calor, também está prevista a adoção de placas de proteção térmica 26 ou 27, sendo que, por um lado, posicionadas entre os suportes 15 na base da sela portadora i3, acima das longarinas 11 e, por outro lado, apoiados contra os suportes 15 ou, eventualmente, de seus elementos estruturais 14, a partir das extremidades frontais da paleta 4 {placas térmicas 27) .

No caso da paleta 104 apresentada na ilustração da figura 7, as longarinas 111 apresentam em seu segmento central entre os suportes 15 ou entre os elementos estruturais 14, ao lado das chanfras 18 que correm num ângulo a, uma região de deformação 28 elástica estrangulada. As superfícies de rolamento 2 9 que se encontram de ambos os lados entre as chanfras 18 e a região elástica de deformação 28 possuem um comprimento substancialmente plano que corresponde a diversas vezes a divisão T dos rolos 8.

No caso das paletas 204 configuradas em conformidade com as ilustrações das figuras 8 e 9 ou das paletas 304, em conformidade com as ilustrações das figuras de 10 a 13, as longarinas 211 ou 311, que são configuradas com as chanfras 18 do lado das extremidades frontais, são posicionadas do lado externo num quadro de base da paleta 30 (compare com a ilustração da figura 9 ou com as ilustrações das figuras de 11 a 13) . Para compensar os deslocamentos condicionados térmica e mecanicamente, as longarinas 211 são apoiadas sobre pinos de suporte 31 que sobressaem para fora tendo, intercalado entre eles, um assento elástico 32 (compare com a figura 9) . Uma distância de segurança em relação ao quadro de base 30 é garantida por meio de um anel espaçador 33. A paleta 304 apresentada nas ilustrações das figuras de 10 a 13 é configurada tendo, na extremidade voltada para o lado esquerdo da paleta nas ilustrações das figuras 10 e 11, apoios fixos para as longarinas 311. Ali, as longarinas são posicionadas sobre pinos de suporte 31 por meio de um assento articulado 34 de tipo de rolimã, apresentando um anel espaçador 35 até o quadro de base 30. Em contrapartida, do lado da extremidade voltada para o lado direito da paleta, elas são dispostas sobre um mancai móvel (compare com a ilustração da figura 13), e para tanto são configuradas em forma de sela (compare a representação em corte da metade direita da figura 10) , e são apoiadas por um console do quadro 37 tendo, intercalado, um rolo ou uma esfera 36.

No caso da paleta 404 mostrada nas ilustrações das figuras 14 e 15, as duas longarinas 411 consistem cada uma de dois patins individuais 3 9a, 3 9b. Cada patim individual 3 9a, 3 9b está apoiado no quadro de base da paleta 4 04 por meio de um apoio 40 (compare com a ilustração da figura 15) com mobilidade individual e possui as chanfras 18 previstas com um ângulo α tanto na frente quanto atrás.

REIVINDICAÇÕES

Claims (10)

1. Dispositivo para transportar rolos de tiras de metal (5) extremamente pesados, gerados imediatamente ao término de um processo de laminação ao se enrolar a tira de metal laminada, o qual abrange paletas (4) inseridas num sistema de circulação e passagens em rolos (8) que transportam estas paletas adiante, sendo que cada paleta (4) é constituída de longarinas (11) posicionadas distanciadas uma das outras e uma sela portadora de rolos (13) atravessada sobre elas, sendo que a sela portadora apresenta suportes (15) dispostos um defronte do outro e que formam um esquadro de apoio (7) , CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos as longarinas (11, 111, 211, 311) da paleta (4, 104, 2 04, 3 04) para transportar um rolo quente (5) são configuradas com contornos (18; 20; 23) que compensam a deformação horizontal e vertical calculada previamente para o efeito da carga e do calor.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a paleta (4, 104, 204, 304) está configurada com meios de proteção térmica (26,-27) que reduzem a irradiação e a condução de calor de um rolo quente (5) depositado na sela portadora (13) para as longarinas (11, 111, 211, 311).

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERI ZADO pelo fato de que as superfícies de rolamento das longarinas (11, 111, 211, 311) são configuradas como uma espécie de patins e que apresentam do lado da extremidade frontal, tomando como referência a linha de transporte (17) da passagem em rolos (7), chanfras (18) que ascendem a um ângulo (a).

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que, entre as chanfras (18) e um segmento plano central (19) que possui um comprimento correspondente pelo menos à divisão (T) dos rolos (8) da passagem em rolos (7), a longarina (11) é configurada como um segmento oblíquo (20) apresentando um ângulo menor (β) em relação à linha de transporte (17) .

5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, CARACTERIZADO pelo fato de que dois patins individuais móveis (39a, 39b) formam uma longarina (411) .

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, CARACTERIZADO pelo fato de que as longarinas (111) apresentam uma região de deformação (28) elástica e estrangulada num segmento central entre os suportes (15) da sela portadora (13).

7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, CARACTERI ZADO pelo fato de que as longarinas (211) estão posicionadas com um assento elástico (32) sobre um pino de suporte (31) que sobressai para fora de uma armação da paleta (30) que apresenta a sela portadora (13).

8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, CARACTERI ZADO pelo fato de que, por um lado, as longarinas (311) estão posicionadas sobre pinos de suporte (31) que sobressaem para fora de uma armação da paleta (30) que apresenta uma sela portadora (13) por meio de um assento articulado (34) e, por outro lado, que elas se apóiam de forma a poder ser movimentadas livremente sobre um assento de rolimã (36) da armação da paleta (30).

9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, CARACTERIZADO por compreender uma placa de proteção térmica (26) que se estende sobre a largura da paleta (4, 104, 204, 304) e que está posicionada acima das longarinas (11, 111, 211, 311), entre os suportes (15) localizados na base da sela portadora (13).

10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, CARACTERIZADO por compreender placas de proteção térmica (27) que se estendem sobre a largura da paleta e estão dispostas das extremidades frontais da paleta (4, 104, 204, 304) em direção aos suportes (15) da sela portadora (13).