BRPI0721870A2 - Laminador de cilindros para laminar um material particulado - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LAMINADOR DE CILINDROS PARA LAMINAR UM MATERIAL PARTICULADO".

A presente invenção refere-se a um Iaminador de cilindros para laminar um material particulado, como por exemplo, matérias-primas de ci- 5 mento, clínquer de cimento ou materiais similares, o dito Iaminador de cilin- dros compreendendo uma mesa de laminação substancialmente horizontal e um conjunto de cilindros rotativos sobre um eixo vertical, o dito conjunto de cilindros compreendendo uma série de cilindros que giram sobre eixos de cilindro separados, conectados ao eixo vertical através de uma conexão arti- 10 culada que compreende um casquilho de mancai e um moente de mancai assentado sobre o mesmo, e que possibilita um movimento circular livre do cilindro para cima e para baixo em um plano incluindo a linha de centro do eixo de cilindro, o dito conjunto de cilindros sendo configurado para uma o- peração interativa com a mesa de laminação.

Os Iaminadores de cilindros do tipo acima são bem-conhecidos.

Nos Iaminadores de cilindros conhecidos, a conexão articulada que liga o eixo de cilindro ao eixo vertical consiste tipicamente em um mancai de desli- zamento tradicional que pode ser Iubrificado com um lubrificante adequado. A função da conexão articulada é garantir que, independentemente um do 20 outro, os cilindros sejam capazes de acompanhar as variações de altura que ocorrem na camada de material depositado sobre a mesa de laminação du- rante a operação da usina. Em termos de direção e magnitude, a força que deve ser absorvida pela conexão articulada é basicamente constante em relação ao moente de mancai, cujo movimento angular é produzido pelas 25 variações na espessura da camada de material, que, tipicamente, varia den- tro de um intervalo de ± 0,5 a 5 graus. A frequência do movimento angular do moente de mancai ficará normalmente dentro do intervalo de 0,5 a 1 Hz. Quando este Iaminador de cilindros conhecido é usado para laminar um ma- terial particulado, como, por exemplo, matérias-primas de cimento, clínquer 30 de cimento, ou materiais similares, a conexão articulada se submete a uma pressão relativamente elevada, cuja submissão à fricção entre as partes da conexão articulada dará origem a uma geração de calor prejudicial que não poderá ser facilmente reduzida por meio de um lubrificante, uma vez que a aplicação unilateral constante de pressão e os movimentos angulares muito pequenos para frente e para trás do moente de mancai poderão impedir que o lubrificante seja arrastado para a zona de carregamento. Quanto a outros 5 tipos de mancais comercialmente disponíveis, pode-se mencionar um man- cai de deslizamento hidrodinâmico, o qual não poderá ser usado uma vez que o seu moente de mancai não gira continuamente e, portanto, não produz um filme lubrificante hidrodinâmico, um mancai radial hidrostático, o qual, de um ponto de vista técnico, vem a ser uma solução ideal de mancai, garantin- 10 do um nível máximo de contato, tanto em uma operação estática, como quando se submete à rotação, sendo, porém, muito complicado, sensível e caro, e um mancai de esferas, o qual não é adequado, uma vez que seus movimentos angulares pequenos irão impedir que os moentes arrastem o lubrificante para a zona de carregamento. Assim, chega-se à conclusão que 15 nenhum dos tipos de mancais comerciais tradicionais apresenta as caracte- rísticas necessárias para lidar com a situação de carga descrita, sem a im- plicação de desvantagens significativas.

É o objetivo da presente invenção prover um Iaminador de cilin- dros através do qual as desvantagens acima mencionadas são eliminadas ou significativamente reduzidas.

Este objetivo é alcançado por meio de um Iaminador de cilindros do tipo mencionado na introdução, caracterizado pelo fato de que o casqui- Iho de mancai da conexão articulada tem um diâmetro que excede o do mo- ente de mancai que se assenta no mesmo em um fator de pelo menos 1 por cento.

Obtém-se, portanto, o resultado de que a fricção e, por conse- guinte, a geração de calor e a taxa de desgaste entre o moente de mancai e o casquilho de mancai da conexão articulada passa a ser muito menor do que para os tipos de mancai até então utilizados. Isto se explica o fato de o 30 moente de mancai, com relação aos menores movimentos angulares, basi- camente rolar no casquilho do mancai. Além disso, essa conexão articulada pode funcionar sem lubrificação e sem proteção de vedação contra o materi- al que está sendo laminado no Iaminador de cilindros.

A principio, a razão de diâmetro entre o moente de mancai e o casquilho de mancai deve ser selecionada exatamente de modo que os pe- quenos movimentos angulares de alta frequência que correspondem à varia- 5 ção geral na camada de material sobre a mesa de laminação sejam absorvi- dos pelo mancai com relação aos seus movimentos de rolamento sem pro- vocar uma pressão de superfície excessivamente elevada, a qual aumenta em paralelo ao aumento da razão de diâmetro. De acordo com a presente invenção é, portanto, preferível que o casquilho de mancai tenha um diâme- 10 tro maior que o do moente de mancai que se assenta no mesmo em um fator dentre 1 e 25 por cento, de preferência entre 5 e 20 por cento.

O mesmo material, por exemplo, aço, pode ser usado para a fabricação do moente de mancai e do casquilho de mancai. Do ponto de vis- ta das características de resistência e a partir de uma perspectiva de custo, 15 isto vem a ser uma clara vantagem, tornando possível se atingir as mais fa- voráveis condições de fricção na conexão articulada, de acordo com a pre- sente invenção.

A presente invenção será descrita em detalhes a seguir, com referência aos desenhos, que são diagramáticos, e nos quais:

- a figura 1 mostra um diagrama esquemático de um Iaminador

de cilindros de acordo com a presente invenção;

- a figura 2 mostra detalhes da conexão articulada de acordo com a presente invenção; e

- a figura 3 mostra detalhes da função da conexão articulada du- rante a operação.

Nas figuras, é mostrada uma vista em seção de um Iaminador de cilindros 1, compreendendo uma mesa de laminação horizontal 3 e um con- junto de cilindros 4 que operam de forma interativa com a mesma, os ditos cilindros sendo conectados a e giram sobre um eixo vertical 5. Os cilindros 4 30 giram em torno dos eixos de cilindro horizontais separados 6 que conecta- dos ao eixo vertical 5 através de uma conexão articulada 7, o que permite que o cilindro 4, ao girar sobre o eixo, se movimente livremente em uma di- reção ascendente e descendente em um plano que compreende a linha de centro 12 do eixo de cilindro. O plano no qual o cilindro se movimenta não necessariamente inclui a linha de centro do eixo vertical. Para se obter um menor efeito de deslizamento ou de cisalhamento na zona de rolamento, o 5 cilindro é por vezes ou muitas vezes ligeiramente inclinado, o que significa que a sua linha de centro nem sempre passa pela linha de centro do eixo vertical.

O centro de rotação da conexão articulada 7 pode ser colocado no mesmo plano horizontal da linha de centro 12 do eixo de cilindro. Na mo- dalidade mostrada, o centro de rotação da conexão articulada 7, visto em um plano vertical, no entanto, se localiza sob o plano horizontal que inclui o cen- tro de massa 8 para o cilindro 4, o eixo de cilindro 6 e a peça de articulação 7b conectada ao mesmo, mostrada no desenho por uma linha tracejada que, por motivo de simplicidade, coincide com a linha de centro 12 do eixo de ci- lindro. Isto fará com que a força centrífuga que, durante a operação da usi- na, atua sobre o cilindro 4, sobre o eixo de cilindro 6 e sobre a peça de arti- culação 7b conectada ao mesmo, produza um momento sobre a articulação 7 e, por conseguinte, uma força direcionada no sentido descendente, o que contribui para a geração da pressão de rolamento do cilindro 4 contra a me- sa de laminação 3.

Como se torna aparente a partir da figura 2, a conexão articula- da 7 compreende um casquilho de mancai 14 e um moente de mancai 15 que se assenta sobre o mesmo. De acordo com a presente invenção, o cas- quilho de mancai 14 tem um diâmetro maior que o do moente de mancai 15 25 em, pelo menos, um por cento, fazendo com que a fricção e, por conseguin- te, a geração de calor e a taxa de desgaste entre o moente de mancai 15 e o casquilho de mancai 14 da conexão articulada sejam muito menores do que para os tipos de mancais anteriormente utilizados, uma vez que o moente de mancai 15 basicamente gira basicamente no casquilho de mancai 14 com 30 relação aos pequenos movimentos angulares.

A fim de garantir que os pequenos movimentos angulares de alta frequência que correspondem à variação geral da camada de material sobre a mesa de laminação sejam absorvidos de uma maneira ótima por parte do mancai com relação aos movimentos de rolamento, sem fazer com que a pressão de superfície atinja um nível excessivamente elevado, o casquilho de mancai 14 deve ter um diâmetro maior que o do moente de mancai 15 em 5 um fator entre 1 e 25 por cento, de preferência entre 5 e 20 por cento.

Conforme se torna aparente a partir da figura 3, o ponto de con- tato entre o casquilho de mancai 14 e o moente de mancai 15 será transferi- do do ponto A para o ponto B, quando o centro C0 do moente de mancai 15, ao rolar no sentido horário, é transferido para o ponto Ci, o que acontece 10 quando o cilindro 4 rola sobre um ponto elevado da camada de material so- bre a mesa de laminação 3.

Na posição neutra, mostrada em A e C0, a reação F vem a ser um vetor normal para o plano tangente no ponto A. Quando o moente de mancai 15 se movimenta para o ponto C-ι, a reação F será composta de du- 15 as contribuições, quais sejam, de uma força normal Fn e de uma força de fricção Ft. O valor máximo da força de fricção será Ft = Fn x Ms, sendo que μ5 é o coeficiente de fricção estática, que, no caso do "aço contra aço", assumi- rá um valor aproximado de 0,3. Quando o valor de Ft é excedido, o moente de mancai 15 irá se deslizar em direção do ponto A, assumindo uma nova 20 posição neutra para um movimento de rolamento consistente com a posição da camada de material elevada sobre a mesa de laminação 3.

Claims (5)

1. Laminador de cilindros (1) para laminar um material particula- do, como matérias-primas de cimento, clínquer de cimento ou materiais simi- lares, o dito Iaminadorde cilindros (1) compreendendo uma mesa de Iamina- ção substancialmente horizontal (3) e um conjunto de cilindros que giram em torno de um eixo vertical (5); - o dito conjunto de cilindros compreendendo uma série de cilin- dros (4) que giram sobre respectivos eixos de cilindro (6) conectados ao eixo vertical (5) através de uma conexão articulada (7) que compreende um cas- quilho de mancai (14) e um moente de mancai (15) que se assenta sobre o mesmo, - a dita conexão de articulação (7) possibilitando um movimento arqueado livre do cilindro (4) em uma direção ascendente e descendente em um plano que inclui a linha de centro (12) do eixo de cilindro; e -o dito conjunto de cilindros (4) sendo configurado para uma operação interativa com a mesa de laminação (3), - o Iaminador de cilindros sendo caracterizado pelo fato de que o casquilho de mancai (14) da conexão articulada (7) tem um diâmetro maior que o do moente de mancai (15) que se assenta sobre o mesmo em um fa- tor de menos pelo menos 1 por cento.

2. Laminador de cilindros, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizado pelo fato de que o casquilho de mancai (14) tem um diâmetro maior que o do moente de mancai (15) que se assenta sobre o mesmo, em um fator dentre 1 e 25 por cento.

3. Laminador de cilindros, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizado pelo fato de que o casquilho de mancai (14) tem um diâmetro maior que o do moente de mancai (15) que se assenta sobre o mesmo em um fator dentre 5 e 20 por cento.

4. Laminador de cilindros, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizado pelo fato de que o casquilho de mancai (14) e o moente de man- cai (15) são fabricados com o mesmo material.

5. Laminador de cilindros, de acordo com a reivindicação 4, ca- racterizado pelo fato de que o casquilho de mancai (14) e o moente de man- cai (15) são fabricados em aço.