ES2071434T5 - Procedimiento para el laminado en caliente continuo de productos ferrosos largos. - Google Patents

Abstract

SE PRESENTA UN METODO Y UN APARATO PARA EL LAMINADO CONTINUO EN CALIENTE DE PRODUCTOS FERROSOS ALARGADOS QUE EMPLEA UN BLOQUE DE POSFINALIZACION DE BANCOS DE RODILLOS CORRIENTE ABAJO DE LOS BANCOS FINALIZADORES DEL TREN LAMINADOR. UNOS RECIPIENTES DE AGUA U OTROS DISPOSITIVOS REFRIGERADORES SIMILARES SE ENCUENTRAN INTERPUESTOS PREFERIBLEMENTE ENTRE EL ULTIMO BANCO DE FINALIZACION DEL TREN LAMINADO Y EL BLOQUE DE POSTFINALIZACION INCLUYE AL MENOS DOS BANCOS DE REDUCCION SEGUIDOS POR AL MENOS DOS BANCOS DIMENSIONADORES. LOS BANCOS DE REDUCCION TIENEN UNA SECUENCIA DE PASO OVAL ORES TIENEN UNA SECUENCIA DE PASO REDONDEADO EMPLEAN EMBRAGUES U OTROS MEDIOS EQUIVALENTES EN EL TREN IMPULSOR PARA PERMITIR QUE SE HAGAN CAMBIOS ENTRE LAS RELACIONES DE VELOCIDAD DEL IMPULSO EN EL INTERIOR DEL BANCO DE AL MENOS LOS BANCOS DE REDUCCION, Y TAMBIEN ENTRE ALGUNO O TODOS LOS BANCOS DIMENSIONADORES RESTANTES. SE SUMINISTRA UN PROGRAMA FIJO DE LAMINADO PARA TODOS LOS BANCOS DE LAMINADO DURANTE EL AVANCE DE LOS BANCOS FINALIZADORES. DE ESTA FORMA, EL GRUPO FINALIZADOR RECIBE UNA PRIMERA SECCION DE PROCESAMIENTO QUE TIENE UN AREA Y UNA CONFIGURACION DE SU SECCION DE CORTE SUBSTANCIALMENTE CONSTANTE. LA PRIMERA SECCION DE PROCESAMIENTO PASA A TRAVES DEL GRUPO FINALIZADOR Y EL LAMINADO SE PRODUCE TANTO EN NINGUNO, COMO EN ALGUNO, O COMO EN TODOS LOS BANCOS DE RODILLOS FINALIZADORES, DEPENDIENDO DEL TAMAÑO DEL PRODUCTO FINAL DESEADO. EL PRODUCTO CONTINUA ENTONCES A TRAVES DE LOS RECIPIENTES DE AGUA REFRIGERANTE HASTA EL BLOQUE POSTFINALIZADOR, COMO SEGUNDA SECCION DE PROCESAMIENTO. LAS RELACIONES DE VELOCIDAD DEL IMPULSO DENTRO DEL BANCO DE LOS BANCOS DE RODILLOS EN EL BLOQUE POSTFINALIZADOR SON APROPIADAMENTE AJUSTADAS PARA ACOMODAR EL GIRO DE LOS RODILLOS DE LA SEGUNDA SECCION DE PROCESAMIENTO. LAS REDUCCIONES TOTALES EFECTUADAS EN LOS BANCOS DE REDUCCION INICIALES DEL BLOQUE POSTFINALIZADOR ESTAN SOBRE EL 14%, MEDIANTE LO CUAL SE PRODUCE UN NIVEL INCREMENTADO DE ENERGIA EN EL PRODUCTO SUFICIENTEPARA CREAR UNA DISTRIBUCION SUBSTANCIALMENTE UNIFORME DE LOS GRANOS FINOS. TIPICAMENTE, ESTAS REDUCCIONES TOTALES INICIALES, SERAN DEL ORDEN DE 20-50%. REDUCCIONES SIGNIFICATIVAMENTE MAS LIGERAS DEL ORDEN DE 2-15% TIENEN LUGAR EN LAS SECUENCIAS DE PASO REDONDEADO DOR PARA OBTENER LAS DESEADAS TOLERANCIAS CERRADAS DE DIMENSINAMIENTO EN EL PRODUCTO ACABADO. EL INTERVALO DE TIEMPO ENTRE LA REDUCCION MAYOR EFECTUADA EN LA FRECUENCIA DE PASO OVAL ONDEADO Y LAS REDUCCIONES MAS LIGERAS QUE SE EFECTUAN DURANTE EL DIMENSIONAMIENTO EN LA SECUENCIA DE PASO REDONDEADO REDONDEADO ES TAL QUE EL TAMAÑO DEL GRANO RESULTANTE A LO LARGO DE LA SECCION DE CORTE DEL PRODUCTO NO VARIARA EN MAS DE 2, Y EN LA MAYOR PARTE DE LOS CASOS EN MENOS DE 1 (NUMERO DE TAMAÑO DE GRANO ASTM).

Description

Procedimiento para el laminado en caliente continuo de productos ferrosos largos.

La presente invención se refiere en general al laminado de productos largos, y particularmente a un procedimiento para laminar en caliente continuamente varillas y barras de hierro.

Un procedimiento de este tipo según la parte precaracterizadora de la reivindicación 1 aparece, por ejemplo, descrito en el documento US-A-4907438.

En el laminado convencional de varillas de acero, tal como puede apreciarse esquemáticamente en la figura 1, hay pluralidad de bastidores de tren laminador S1-S27 alineados a lo largo de una línea de laminado para laminar en continuo los tochos o paquetes para laminar recibidos de un horno 10 o de otra fuente similar. Los bastidores de tren laminador están dispuestos en grupos sucesivos que típicamente comprenden un grupo devastador 12, un grupo intermedio 14 y un grupo de acabado 16. Los bastidores de tren laminador de los grupos devastador e intermedio son por lo general accionados individualmente y están dispuestos alternativamente con rodillos de trabajo horizontales y verticales, o en ciertos casos con alojamientos que se pueden ajustar para establecer configuraciones de los rodillos de trabajo horizontales o verticales.

Los bastidores de tren laminador del grupo de acabado 16 suelen estar mecánicamente relacionados entre si, al igual que con un sistema común de accionamiento, para establecer una disposición a la que nos referiremos como "bloque" (representada esquemáticamente en 18, en la figura 1). Los documentos US-E-28.107 Y US-A-4.537.055 dan ejemplos ilustrativos de estos bloques, bien conocidos y ampliamente utilizados en toda la industria metalúrgica. EL plan de laminado se basa normalmente en una secuencia de pasadas forma ovalada - forma redonda, existiendo unas guías dispuestas entre los bastidores del tren de laminación para dirigir el producto de una pasada de laminado a la inmediata a lo largo de una línea de laminación.

Los modernos laminadores del tipo descrito de deben poseer capacidad para atender a las diversas exigencias de la clientela, que van en aumento, no siendo la menos importante de ellas la posibilidad de suministrar una amplía gama de dimensiones del producto. Así por ejemplo, resulta ideal que un laminador de varillas o barras finas sea capaz de suministrar tales varillas redondas de diámetros comprendidos entre 3,5 y 25,5 mm.

Cuando se cambia de un tamaño de producto a otro, debe detenerse el laminador con el fin de dar al personal operador la oportunidad de efectuar los necesarios ajustes en el equipo de laminado. Entre tales operaciones de ajustes están las del cambio de rodillos de trabajo y de guías, lo que hace que queden inoperantes determinados bastidores del tren de laminación, ya sea por tenerlos que sacar de la línea de laminado, ya sea porque deban desmontarse sus cilindros de trabajo (práctica comúnmente llamada en inglés "dummying").

La duración y la frecuencia de tales interrupciones pueden producir un serio impacto negativo en la utilización global de la instalación de laminado. Así por ejemplo, en el laminador ordinario que aparece representado en la figura 1, incluso si se hace un cambio relativamente modesto de laminar una serie de productos cuya dimensión menor sea de un diámetro, en redondo, de 5,5 mm a otra serie de productos cuyo diámetro menor en redondo sea de 6,0 mm, los rodillos de trabajo del laminador pasarán de los bastidores S12 a los S19 del laminador intermedio 14 y deberán cambiarse todos los rodillos de los bastidores S20 a S27 del bloque 18. Además, la mayor parte si no la totalidad de las guías entre los bastidores del tren laminador S12 a S29 habrán igualmente de ser cambiadas. Esto puede llevar hasta una hora, con una importante pérdida en el tiempo de producción y en el beneficio del propietario del laminador.

Debido a ello, los operadores de laminadores se muestran remisos a hacer cambios importantes con frecuencia en las dimensiones del producto, prefiriendo en su lugar hacer los laminados con unidades de dimensiones estrechamente relacionadas, dentro del mismo grupo durante largos períodos. Esto no solamente eleva las necesidades de almacenamiento del producto y los costos de inventario, sino que también deja de aportar la flexibilidad con frecuencia necesaria para cumplir las condiciones del cliente. La necesidad de almacenar una amplía variedad de rodillos de trabajo y de guías aumenta por otra parte los costos de inventario.

Existe por otra parte una creciente demanda de disponer de productos "dimensionados", esto es, con un acabado de laminación que presente tolerancias extremadamente precisas del orden aproximado de las tolerancias en operaciones de estirado en frío. Las tolerancias logradas así permiten emplear los productos tal como salen del laminado, es decir, sin tener que someterlos adicionalmente a costosas operaciones mecánicas tales como de "pelado" o escariación. Tales productos de alta tolerancia son precisos por ejemplo en la fabricación de armazones portabolas de cojinetes, resortes de válvulas automotrices, etc. Por otra parte, según el tipo de acero procesado y la utilización final del producto que se pretenda, el cliente puede requerir también que el laminado de acabado se realice a temperaturas de A3 o aproximadamente (un proceso que puede clasificarse como "laminado termomecánico"). Los productos laminados termomecánicamente por debajo de la temperatura de recristalización conservan una estructura de grano fino plana o "aplastada" que aumenta la resistencia a la tensión al tiempo que se acorta el tiempo necesario para subsiguientes tratamientos por calor, por ejemplo recocido esferoidizado.

En la operación ordinaria de dimensionamiento o calibre, se somete el producto que sale del último bastidor del grupo de acabado 18 del tren de laminado a una ulterior operación laminadora en los llamados bastidores de calibre. Estos bastidores logran las deseadas exactas tolerancias con unas reducciones relativamente ligeras en una secuencia de pasadas redondo-redondo. Un reciente desarrollo en la tecnología de calibrado en cuanto a productos en forma de barra de mayor diámetro aparece descrito en el documento U.S.-A-4.907.438, publicado el 13 de marzo de 1990 a nombre de Sasaki et al. Aquí, los bastidores de calibrado se agrupan en forma de bloque en un emplazamiento situado más allá del extremo de salida de la sección de acabado de un tren laminador de barras. Los bastidores de calibrado presentan grados fijos de velocidad de transmisión entre bastidores y una secuencia de pasada redondo-redondo adaptada para reducciones relativamente ligeras. Cambiando las configuraciones de las acanaladuras y / o de acabado del laminador, resulta teóricamente posible producir una gama incremental de calibres de producto acabado, con lo que se mejora la eficacia del trabajo y la utilización del laminador.

Sin embargo, la experiencia viene indicando que tal mejora puede verse casi anulada y en algunos casos totalmente por causa del desarrollo en determinados productos de una microestructura dúplex, en la que los granos de toda la sección transversal del productor varían de tamaño en más de aproximadamente 2 ASTM1. Este fenómeno conocido comúnmente como "desarrollo anormal del grano", es particularmente pronunciado en los grados de acero con contenido medio de carbono y para cementación.

Se reconoce en general que una variación superior a aproximadamente granos de 2 ASTM, en la sección transversal de una producto puede ser causa de rotura y de rompimiento de superficie cuando se somete al producto a posteriores operaciones de estirado en frío. Tales variaciones en la dimensión del grano contribuyen por otra parte descender las propiedades de recocido, lo que a su vez afecta adversamente a los procesos de deformación en frío.

Se ha determinado ahora que puede producirse un crecimiento anormal del grano como resultado del intervalo de tiempo que ordinariamente se produce entre la última reducción importante que tiene lugar durante el laminado normal y las reducciones más ligeras producidas durante el calibrado.

Más particularmente, en los bastidores del tren de laminado correspondientes a los grupos de desvastado, intermedio y de acabado, el producto es sometido a niveles relativamente altos de reducciones sucesivas del orden de 15 a 30%. Cada una de estas reducciones produce un mayor nivel de energía en el producto suficiente para crear una distribución sensiblemente uniforme de granos finos. Según el tiempo, la temperatura y la composición química, después de cada reducción secuencial, la energía interna producida por la deformación empieza instantáneamente a disiparse por recuperación, recristalización y crecimiento del grano. En cada reducción importante sucesiva se restablece el superior estado energético interno, lo cual refina de nuevo la microestructura. Así, según avanza el producto por el tren laminador y es rápidamente sometido a niveles relativamente elevados de reducciones sucesivas, mantiene una microestructura de grano fino sensiblemente uniforme.

No obstante, tras la última reducción importante, vuelve a comenzar el crecimiento del grano. El grado en el cual continúe el desarrollo del grano dependerá directamente del tiempo, la temperatura y la composición química del acero que se esté laminando. Las relativamente ligeras reducciones operadas a continuación en los bastidores de calibre son insuficientes para que afecten a la total microestructura del producto, ya que solamente se deforman los granos de la superficie del mismo.

Así pues, al menos de que se produzca un calibrado suficientemente pronto tras la última reducción importante en la operación de laminado, el crecimiento global del grano juntamente con la deformación del grano sólo localizada en la superficie durante el calibrado producirá una microestructura de grano dual inadeptable, variando el tamaño de los granos de modo notable a través de la sección transversal del producto.

Este fenómeno aparece representado en las figuras 2A y 2B. La figura 2A incluye fotomicrografías (X150) que muestran la estructura granular en emplazamientos escogidos en la sección transversal de una barra fina de 12,5 mm con un acero de grado 1040, y una estructura granular uniforme antes de la operación de dimensionamiento. La figura 2B comprende fotomicrografías con el mismo grado de aumento de la misma barra o varilla después de haber sido sometida a una reducción de 7,6 en las dos pasadas en redondo de calibrado. Es totalmente evidente la microestructura dúplex resultante.

Según cambia el plan de laminación y se van corriendo progresivamente en tanteo los bastidores hacia atrás a través de las secciones de acabado e intermedio del laminador, para suministrar a los bastidores de calibrado productos progresivamente mayores, aumenta el intervalo de tiempo entre la última reducción importante y el comienzo del calibrado, con lo cual se exacerba el problema de crecimiento anormal del grano.

Se han hecho algunos intentos en cuanto a eliminar las microestructuras dúplex estableciendo reducciones superiores en las pasadas en redondo de los bastidores calibradores. Si bien esta práctica produce microestructuras más uniformes, lo hace al costo de tolerancias menores y de un marcado descenso en la capacidad del laminador de laminar determinada gama de dimensiones de producto sin cambiar las entalladuras de los rodillos (práctica comúnmente conocida como "laminado en dimensión libre").

Los grados fijos de velocidad de transmisión entre bastidores ordinarios de calibrado limitan también gravemente la posibilidad de combinar la operación de dimensionamiento con otras operaciones, por ejemplo, laminado termomecánico.

Resumen de la invención

Un objeto fundamental de la presente invención es el de aportar un procedimiento para establecer una amplía gama de dimensiones del producto, al tiempo que se elimina el crecimiento anormal del grano conducente a una microestructura dúplex en el producto acabado.

Un objeto conjunto de la presente invención es el de suministrar la posibilidad de combinar la operación de calibrado con otras, por ejemplo laminado termomecánico a más baja temperatura, igualmente para una amplía gama de dimensiones del producto, sin crecimiento anormal del grano en el producto acabado.

Un objeto relacionado de la presente invención es el de reducir al mínimo los cambios precisos en el plan de laminado y en el funcionamiento del laminador cuando se cambia de un tamaño de producto a otro, con lo cual se mejora la utilización del laminador.

La presente invención consigue estos y otros objetivos y ventajas mediante las características del procedimiento expuestas en la reivindicación 1, procedimiento que emplea un bloque "post acabado" de bastidores de laminado situado más allá de los bastidores de acabado del laminador. Se interponen de preferencia depósitos de agua u otros dispositivos similares de enfriamiento, entre el último bastidor de acabado del laminador y el bloque post acabado. Este bloque incluye por lo menos dos bastidores de reducción seguidos por cuando menos dos bastidores de calibrado. Los bastidores de reducción corresponden a una secuencia de pasada ovalado-redondo, y los bastidores de calibrado tienen una secuencia de pasada redondo-redondo. Aunque los bastidores de laminado del bloque de post acabado están mecánicamente comunicados entre sí y con una transmisión común, se emplean embragues u otros medios equivalentes en el tren impulsor para permitir efectuar cambios en los grados de velocidad de transmisión entre bastidores, por lo menos entre los bastidores de reducción, y de preferencia también entre algunos o todos los bastidores de calibrado restantes. Se ha dispuesto un plan fijo de laminado para todos los bastidores por delante de los correspondientes al acabado. Así, el grupo de acabado posee una primera sección de proceso que tiene una superficie y configuración de sección transversal sensiblemente constantes. La primera sección de proceso atraviesa el grupo de acabado y la operación de laminado tiene lugar en alguno o en ningún bastidor de laminación de acabado, lo que dependerá del calibre del producto final deseado. Continúa pasando el producto por los depósitos de agua de refrigeración hasta el bloque de post acabado como segunda sección de proceso. Se ajustan apropiadamente los grados de velocidad de transmisión entre bastidores de laminado del bloque post acabado para ajustarse al laminado de la segunda sección de proceso. Las reducciones totales correspondientes a los bastidores de reducción inicial del bloque de post acabado son bastante superiores al 14%, produciendo así un superior nivel de energía en el producto, suficiente para crear una distribución sensiblemente uniforme de granos finos. Típicamente, tales reducciones iniciales totales serán del orden de aproximadamente 20-50%. Se establecen reducciones notablemente más ligeras del orden de 2-15% en las secuencias finales de pasadas en redondo-redondo del bloque de post acabado para obtener las deseadas estrechas tolerancias de dimensionamiento en el producto acabado. El intervalo de tiempo entre las más altas reducciones efectuadas en la secuencia de pasadas ovalado-redondo y las más ligeras reducciones conseguidas durante el calibrado en la secuencia de pasadas en redondo-redondo es tal que el tamaño de grano resultante en toda la sección transversal del producto no variará en más de 2, y en la mayor parte de los casos será de menos del número 1 en el tamaño de grano según ASTM.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista esquemática que representa los cambios de sección transversal de un producto laminado a través de los sucesivos bastidores de un tren de laminado ordinario de barras finas, de alta velocidad.

Las figuras 2A y 2B respectivamente comprenden fotomicrografías de una estructura de grano del producto antes y después de la operación de dimensionamiento o calibrado, con el resultante crecimiento anormal de los granos;

La figura 3 es una vista esquemática que empieza en la línea de referencia 2-2 de la figura 1 y que expone los cambios producidos en la sección transversal de un producto laminado conforme a la presente invención;

La figura 4 es una gráfica que expone las variaciones de temperatura global media según se procesa el producto a través del extremo de acabado de un laminador que se ha representado esquemáticamente y que lleva incorporado un bloque de post acabado;

La figura 5 es una vista en planta de un bloque de post acabado y sus componentes accionadores asociados;

La figura 6 es una ilustración esquemática de la disposición interna de transmisión de los bastidores S28 y S29 del bloque de post acabado;

La figura 7 es una ilustración esquemática de la disposición de accionamiento y transmisión externa correspondiente a los bastidores S28 a S31 del bloque de post acabado; y

Las figuras 8A y 8B respectivamente presentan fotomicrografías de una estructura de grano del producto antes y después de una dimensionamieto o calibrado en pasadas de laminación en redondo / redondo correspondientes a reducciones suficientemente elevadas para evitar el desarrollo anormal del grano.

Descripción detallada de una realización preferida

Con referencia a las figuras 3 y 4, diremos que la presente invención implica la colocación en posición de una bloque 20 de post acabado más allá del bloque 18 que se encuentra típicamente en una instalación ordinaria de laminador de barras finas o varillas. El bloque de post acabado comprende por lo menos dos bastidores de alta reducción S28, S29 que proporcionan de preferencia una secuencia de pasadas ovalo-redondo, seguidos de unos bastidores adicionales de reducción más ligera, de laminado calibrador, S30, S31 que dan una secuencia de pasadas en redondo-redondo.

Con particular referencia a la figura 4, diremos que puede verse que se han interpuesto uno o más depósitos de agua u otros dispositivos similares enfriadores 19 de preferencia entre los bloques 18 y 20. Se han situado uno o más depósitos de agua adicionales 21 entre el bloque 20 y un cabezal de posición 23 situado a continuación. Dicho cabezal de posición procesa la barra a través de una serie de anillos recibidos en un transportador de enfriamiento 25 donde son sometidas las unidades a una refrigeración regulada adicional. La línea indicadora de la gráfica de la figura 4 da los cambios en la temperatura global media del producto que se procesa. Tal como aquí lo empleamos, el término "temperatura global media" significa la temperatura media en sección transversal entre la superficie y el núcleo del producto.

Con adicional referencia a la figura 5, diremos que, como puede verse, los bastidores del tren de laminado S28 y S29 pueden estar contenidos en una sección 18a del laminador de reducción, montada sobre unas guías de corredera 22 para el desplazamiento en uno y otro sentido de la línea de laminado por medio de un accionador lineal 24a. De manera similar, los bastidores de laminado S30, S31 pueden estar contenidos en una sección 18b de laminado de calibre montada sobre unas guías de corredera 22 y desplazable por medio de otro accionador lineal 24b. Los sucesivos bastidores del tren de laminado S28-S31 están dotados respectivamente de pares de rodillos de trabajo acanalados 28, 29, 30 y 31.

Como puede apreciarse mejor en la figura 6, los rodillos de trabajo 28 del bastidor de laminado S28 están montados en voladizo sobre los extremos de los ejes 32 de los rodillos. Los ejes 32 de los rodillos van montados en disposición giratoria entre unos cojinetes 34. Unos engranajes 36 situados sobre los ejes 32 de los rodillos engranan con unos engranajes intermedios 38 de transmisión, estando estos últimos sustentados sobre unos ejes intermedios transmisores 40 igualmente montados en disposición rotativa entre los cojinetes 42. Uno de los ejes intermedios transmisores está provisto además de un engranaje cónico 44 que ajusta con un engranaje cónico 46 situado sobre un eje accionado 48. Los engranajes cónicos 44, 46 regulan la inclinación de los ejes de los rodillos de trabajo. Aunque no se ha representado, debe quedar entendido que se disponen medios para regular la separación entre los rodillos de
trabajo.

Estos rodillos 29 del bastidor de laminado S29 son accionados de igual manera por medio de componentes identificados con las mismas referencias numéricas seguidas del signo " ' ". Aun cuando no se haya representado debe quedar entendido que los bastidores de rodillos de calibre S30 y S31 están configurados de manera similar, con iguales componentes internos dispuestos para accionar sus respectivos pares de rodillos de trabajo 30, 31 a través de ejes accionados 52, 52'.

Los bastidores S28-S31 del tren laminador están mecánicamente intercomunicados entre sí y con un motor común accionador 54 por una serie de cajas de cambios 56, 62. Tal como puede apreciarse en la figura 7, la caja de cambios 60 tiene tres ejes giratorios paralelos 64, 66, y 68. El eje 64 sustenta dos engranajes libremente giratorios G1y G2 separados axialmente por una sección de eje intermedio mayor 70. Las caras enfrentadas de los engranajes G1, G2 están esconzadas tal como en 72 para recibir un endentado interno adaptado para ajustar alternativamente con el endentado externo de un elemento de embrague C1. El elemento de embrague C1 está fijado en disposición giratoria por unas clavijas, ranuras o elementos similares (no representados) a la sección 70 de mayor diámetro del eje, y es axialmente desplazable por medio de una horquilla 74 o elemento similar de una de las dos posiciones operativas en la que sus dientes externos ajustan, a uno u otro de los endentados internos de los engranajes G1, G2.

Los engranajes G1, G2 tienen unos endentados externos que ajustan con los engranajes G3, G4 acoplados por enclavijado o fijados en otra forma sobre el eje 66 para girar con el mismo. Los engranajes G3, G4 ajustan igualmente con los engranajes G5, G6 libremente giratorios sobre el eje 68. Los engranajes G5, G6 quedan también axialmente separados por una sección de eje de mayor diámetro. Un elemento de embrague G2 axialmente desplazable sirve para ajustar en disposición giratoria el eje 68 sobre uno u otro de los engranajes G5, G6.

Los ejes 64, 68 están adaptados para su conexión con los ejes accionados 48, 48' de los bastidores de laminado S28, S29, por medio de unos acoplamientos 76. Similarmente, el eje 66 está unido al eje 78 de la caja de cambios 58 por medio de un acoplamiento 76.

La caja de cambios 58 comprende unos componentes similares a los contenidos en la caja de cambios 60. Así pues, la caja de cambios 58 tiene unos ejes paralelos 78, 80 y 82. Los ejes 78 y 82 llevan montados respectivamente unos engranajes espaciados axialmente y libremente giratorios G7, G8 y G11, G12 que engranan con los engranajes G9, G10 fijados en disposición giratoria sobre el eje 80. Un elemento de embrague C3 establece alternativamente una relación motriz entre el eje 78 y uno u otro de los engranajes G7, G8. Igualmente, un elemento de embrague C4 establece una conexión de accionamiento alternativa entre el eje 82 y los engranajes G11, G12.

El eje 82 está comunicado mediante un acoplamiento 76 con el eje 84 de la caja de cambios 62. Los engranajes G13, G14 van fijados en disposición giratoria sobre el eje 84 y engranan respectivamente con los engranajes libremente giratorios G15, G16 sobre el eje 86. Los engranajes G15, G16 ajustan alternativamente con el eje 86 por medio de un elemento de embrague C5 axialmente desplazable. Los ejes 84, 86 están adaptados para quedar conectados a los ejes accionados 52 y 52' de los bastidores S30, S31 mediante unos acoplamientos 76.

El eje 80 de la caja de cambios 58 está comunicado con el eje 88 de la caja de cambios 56 mediante un acoplamiento 76. También aquí, el eje 88 sustenta unos engranajes de rotación libre G17, G18 ajustables alternativamente con el eje 88 por medio de un elemento de embrague axialmente desplazable C6. Los engranajes G17, G18 engranan con los G19, G20 fijados en disposición giratoria sobre el eje 90, quedando este último comunicado mediante el acoplamiento 76 al eje accionador del motor 54.

Con la disposición descrita de engranes y embrague, se pueden desarrollar diferentes secuencias motrices y grados de velocidad entre bastidores asociados, para obtener una amplía gama de reducciones en los pasos de laminado de los bastidores S28 a S31. La Tabla 1 es ilustrativa, aunque en modo alguno exhaustiva de diversas secuencias posibles de accionamiento y transmisión.

TABLA 1

Secuencia de accionamiento	C1	C2	C3	C4	C5
A	G1	G6	G8	G11	G15
B	G2	G6	G8	G12	G15
C	G1	G5	G7	G11	G15
D	G2	G5	G7	G12	G16
E	G1	G6	G8	G11	G16
F	G2	G6	G8	G12	G16
G	G1	G5	G7	G11	G16
H	G2	G5	G7	G12	G15

Supongamos que los bastidores de acabado del bloque 18 reciben una primera sección de proceso de un diámetro de 18,2 mm. Supongamos también que el plan de laminado de los bastidores de acabado S20-S27 se ha diseñado para producir la secuencia de reducciones que aparecen en la Tabla II.

TABLA II

Bastidor	Porcentaje de reducción superficial	Forma o diámetro (mm)
S20	23	OVAL
S21	16	14,6
S22	23	OVAL
S23	16	11,7
S24	23	OVAL
S25	19	9,5
S26	22	OVAL
S27	18	7,5

Seleccionado entre las secuencias motrices de la Tabla I, y laminando selectivamente mediante los bastidores de acabado y/o efectuando pruebas con tales bastidores del bloque 18, para llevar al bloque 20 de post acabado secciones del segundo proceso de diferentes calibres, es posible lograr reducciones y dimensiones en los productos acabados del tipo expuesto a modo de ejemplo en la Tabla III.

TABLA III Porcentaje de reducciones superficiales

1

Por la Tabla III, puede verse que las reducciones totales combinadas de superficie en la secuencia de pasadas en redondo-redondo de los bastidores de calibrado S30, S31 son adecuadamente ligeras, en la mayor parte de los casos bastante por debajo del 14% que se considera el mínimo para establecer una estructura de grano aceptablemente uniforme.

TABLA IV Comparación de porcentajes de las reducciones de superficie según la tabla III

2

Estas reducciones van inmediatamente precedidas de reducciones de superficie totales combinadas mucho más importantes, del orden de aproximadamente 20-50% en la secuencia de pasadas ovalado-redondo de los bastidores S28 y S29. Esto es así independientemente del número de bastidores anteriores probados en el bloque de acabado 18 para conseguir dimensiones de producto acabado progresivamente mayores.

Con referencia a las comparaciones en la reducción que se indican en la Tabla IV, se observará que se toman reducciones relativamente ligeras, por un total de 3-12% en las pasadas en redondo-redondo de los bastidores S30, S31 (Columna E). Tan ligeras reducciones favorecen la exactitud del calibrado y amplían la gama de productos que pueden dimensionarse sin cambiar de rodillos ni/o de configuraciones de entalladuras.

Las ligeras reducciones efectuadas en los bastidores S30, S31 son en sí mismas insuficientes para establecer los elevados niveles de energía interna precisos para evitar el crecimiento anormal del grano, que conduce al desarrollo de microestructuras dúplex. No obstante, dicho nivel de energía queda más que adecuadamente establecido por las importantes reducciones que tiene lugar en las pasadas ovalo-redondo de los bastidores inmediatamente anteriores S28, S29 (Columnas A y B).

Para asegurarse de que se logra este objetivo, se establece la reducción mínima total de aproximadamente 14% según se desarrollan progresivamente las reducciones menores en las sucesivas pasadas en redondo de los bastidores S29, S30 y S31, siendo la reducción en el bastidor S31 de menos de aproximadamente el 20% del total (Columna D/F en la Tabla IV).

Típicamente, las reducciones totales establecidas en los que se ha dispuesto tres últimos bastidores son de aproximadamente 14-35% (Columna F), teniendo lugar menos del 50% en los bastidores S30, S31 (Columna E/F). La reducción establecida en la pasada ovalada del primer bastidor S28 se añade de manera notable a la capacidad global del bloque, elevando las reducciones totales para las cuatro series de bastidores a un nivel de aproximadamente
30-60% (Columna G). Aquí, la reducción en pasada ovalada supone por lo menos un 40% aproximadamente del total (Columna A/G) contribuyendo los dos últimos bastidores en menos de aproximadamente un 35% del total (Columna E/G).

Puede verse, por consiguiente, que las reducciones combinadas establecidas en la secuencia de pasadas ovalado-redondo de los bastidores S28 y S29 y la serie de pasadas en redondo-redondo de los bastidores S30 y S31 producen un mayor nivel de energía en el producto suficiente para crear una distribución sensiblemente uniforme de granos finos. Se puede mejorar más aun este efecto empleando el depósito de agua 19 para reducir la temperatura de la barra antes de su entrada en el bloque 20 de post acabado. El intervalo de tiempo entre el laminado de mayor reducción en los bastidores S28 y S29 y el calibrado de reducción menor en los bastidores S30, S31 es extremadamente corto. Así por ejemplo, con la serie de dimensiones de producto y secuencias de reducción que aparecen en la Tabla III, el intervalo de tiempo entre el laminado en el bastidor S29 y el bastidor S30 es susceptible de quedar establecido entre aproximadamente 5 a 25 milisegundos, no llevando el laminado a través de los últimos tres bastidores S29-S31 más de aproximadamente 10,4 a 16,0 milisegundos. Por tanto, el calibrado se efectúa mucho antes del desarrollo del crecimiento anormal del grano, con el resultado de productos acabados de una microestructura prácticamente uniforme de fina granulación, es decir, una microestructura en la cual el tamaño de los granos a través de la sección transversal del producto no varía en más de 2 ASTM.

Las figuras 8A y 8B ilustran los beneficios de establecer un mayor porcentaje de reducción en conjunción con la operación de dimensionamiento o calibrado. Las figura 8A incluye unas fotomicrografías (X 150) que muestran la estructura granular en emplazamientos seleccionados en la sección transversal de una barra de 11,0 mm de acero de grado 1035, antes del calibrado. La figura 8B presenta unas fotomicrografías con el mismo aumento del mismo producto después de haber sido sometido a la operación de dimensionamiento en una serie de dos pasadas a niveles más altos de reducción de aproximadamente 16,6%.

La secuencia de pasadas ovalado-redondo de los bastidores S28 y S29 pueden ajustarse tanto a un laminado termomecánico a temperatura normal como a temperatura inferior, haciendo así posible el calibrado de ambos tipos de productos.

No es en absoluto exhaustiva la gama de tamaños de productos acabados que figuran en la Tabla III. Así, regulando los bastidores dentro del grupo intermedio 14 o reajustando el plan de laminado para hacer pasar el grupo de acabado 16 con una sección de proceso menor, se pueden expandir la gama de tamaños de productos acabados para cubrir no solamente dimensiones menores del orden de 3,5 mm, sino también dimensiones mayores, de 25,5 mm y superiores. Igualmente, se puede expandir la reducción de superficie efectuada en la serie de pasadas ovalado-redondo de los bastidores S28 y S29 para abarcar una gama de 16-50%.

Aun cuando se ha representado el bloque 20 de post acabado con rodillos de trabajo montados en voladizo, debe quedar entendido que se pueden emplear también rodillos montados en puente.

Claims (6)

1. Un procedimiento para el laminado en caliente continuo de productos ferrosos en forma de varillas o barras, que comprende:

dirigir los productos a través de una pluralidad de bastidores de tren laminador que incluyen un grupo de acabado (16) seguido por un bloque post acabado (20), dicho grupo de acabado tiene una pluralidad de pasadas de acabado por dos rodillos en forma redonda o en forma ovalada (S20-S27) dispuestos para conferir alternativamente configuraciones transversales ovaladas y redondas a los productos que pasan por allí en los que al menos algunos de los bastidores de tren laminador en el grupo de acabado pueden desmontarse en sus cilindros de trabajo para variar el tamaño del producto que se está alimentando al bloque post acabado, caracterizado porque:

el bloque post acabado tiene al menos cuatro pasadas de acabado por dos rodillos sucesivas (S28-S31), siendo la primera de dichas pasadas post acabado por rodillos (S28) una pasada por rodillos ovalados para conferir una configuración transversal ovalada a los productos que pasan por allí, siendo el resto de dichas pasadas por rodillo post acabado configuradas para impartir configuraciones transversales redondas a los productos que pasan por allí,

dichas pasadas por rodillos post acabado se dimensionan para efectuar reducciones cada vez menores en el área transversal del producto, suponiendo las reducciones en dichas pasadas por rodillos redondos al menos un 14%, del cual, menos del 20% se produce en la última de dichas pasadas por rodillos redondos post acabado,

y siendo el intervalo de tiempo entre laminado en la primera y la última de dichas pasadas por rodillos post acabado siendo tal que el tamaño de grano a través de la sección transversal del producto que está siendo laminado no varía en más de 2 ASTM.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha reducción total varía del 30% al 60%.

3. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2, en el que la reducción total que tiene lugar en dichas dos primeras pasadas por rodillos post acabado es 20% a 50%.

4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que menos del 35% de la reducción total tiene lugar en las dos últimas de dichas pasadas por rodillos post acabado.

5. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichas pasadas por rodillos post acabado están interconectadas mecánicamente a un eje accionado (48), y en el que las relaciones de velocidad de accionamiento entre cada una de dichas pasadas por rodillos redondas post acabado se modifica con el fin de acomodar el laminado de los productos que tienen diferentes secciones transversales.

6. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el producto se enfría (19) antes de someterlo a la primera pasada por rodillos post acabado.