ES2172483T3 - Desbarbadora mecanica para la eliminacion de rebabas y grumos producidos por el oxigeno de corte tras el fraccionado termoquimico transversal o longitudinal de productos de acero como son planchones, lingotes opalanquillas. - Google Patents

Abstract

Herramienta mecánica para quitar rebabas y residuos producidos por oxicorte después del corte termoquímico transversal o longitudinal de piezas de acero, tal como desbastes planos, lingotes y palanquillas en caliente y en frío, estáticos o moviéndose sobre un camino de rodillos, caracterizada porque un rodillo desbarbador o un segmento de un rodillo desbarbador, montados en horizontal, son giratorios en sus respectivos muñones del eje horizontal o porque un plato desbarbador montado de forma ligeramente inclinada hacia la horizontal giratorio en sus munones del eje, ligeramente inclinados hacia la vertical mediante un motor eléctrico o un accionamiento hidráulico o accionado por la pieza desplazada a través de palancas de avance y engranajes, porque las sujeciones para las cuchillas de descascarillado o las cuchillas mismas pueden ser elevados por medios elásticos y, porque la camisa del rodillo desbarbador o del segmento de un rodillo desbarbador está dotada de cuchillas espirales de descascarillado que rodean el mismo total o parcialmente o, porque el platillo desbarbador presenta en su supercie bandas de cuchillas de descascarillado dispuestas radialmente o a modo de radios excéntricos inclinadas o en paralelo, o constituyendo también bloques de descascarillado rectangulares o en forma de paralelogramo, o también bloques de descascarillado redondos, pudiendo las cuchillas de descascarillado o los bloques de descascarillado atacar a la rebaba en un ángulo de 10 á 80 áproximadamente y cortar la misma de modo continuo o pieza por pieza. Para ello, el bloque de descascarillado es aplicado solamente en la cuarta parte que está dirigida hacia la rebaba a eliminar, para descascarillar la misma de la superficie inferior de la pieza. Una particular rueda para entallar está dispuesta cerca de la herramienta para quitar rebabas o en la misma, con tal de entallar las rebabas producidas por oxicorte en piezas de un material viscoso, y gira dentro de una palanca para entallar basculante, montada debajo de la rebaba, y comprende uno o varios engranajes escalonados, situados al lado de una cuchilla para entallar de varios los, para soportar las cuchillas para entallar y que son girados por la pieza a desbarbar mediante fricción o por un accionamiento particular. La palanca para entallar reposa, con su extremo que lleva el engranaje escalonado, sobre el vástago del émbolo de un cilindro de aire comprimido, el cual es hundido al girar el engranaje escalonado, y puede saltar hacia arriba después del escalón. En un camino de rodillos tipo disco, en el espacio entre los discos, unos platillos están montados sobre el eje, laminando las rebabas, que pasan entre los discos, de manera que no sobresalgan más de 3 mm de la supercie inferior de la pieza para poder entallarlas mejor antes de eliminarlas. Los platillos cónicos, además, al laminar rebabas más altas, que sobrepasan aproximadamente los 10 mm de altura, las inclinan hacia un lado, mejorando de esta manera el entallado y, porlo tanto, la interrupción de la rebaba durante el desbarbado. Además, los platillos están dotados de los cortantes de cuchilla que pueden ser utilizados directamente para entallar la rebaba producida por oxicorte. Para raer pequeños residuos de la rebaba, que han sido doblados hacia arriba por la herramienta desbarbadora, un rascador con resorte está dispuesto detrás de la herramienta desbarbadora, el cual consta de un resorte laminar o de un resorte espiral, de un soporte para el resorte y de un rascador, y que tiene elasticidad en el sentido contrario a la dirección de rascado o en un ángulo recto u otro similar.

Description

Desbarbadora mecánica para la eliminación de rebabas y grumos producidos por el oxígeno de corte tras el fraccionado termoquímico transversal o longitudinal de productos de acero como son planchones, lingotes o palanquillas.

En relación con el aumento a escala mundial de instalaciones de colada continua de acero, del empleo predominante del oxicorte para el seccionado o el corte longitudinal de piezas producto y la racionalización y mejora de instalaciones ya existentes, adquiere el desbarbado o desgrumado semiautomático o automático una cada vez mayor relevancia. Con la operación de desbarbado nos referimos a la eliminación de las barbas formadas durante el corte con oxígeno generalmente en los bordes inferiores de los planchones, lingotes y palanquillas, mientras que con el desgrumado entendemos la eliminación de los grumos formados durante el mismo proceso de corte en la parte superior de esas mismas piezas producto. De manera especial, unas desbarbadoras económicas, seguras, de reducido mantenimiento, de fácil ordenación y elevado ratio de desbarbado, resultan imprescindibles para obtener unas altas prestaciones productivas en equipos modernos.

Existe, obviamente, un gran número de desbarbadoras en buen funcionamiento, pero que, debido a los costes, los ratios de desbarbado, el esfuerzo de mantenimiento, su mejorable ubicación en la línea de producción y, sobre todo, su peligrosidad y elevado nivel de ruido, dejan aun mucho que desear.

En todas las desbarbadoras aun en uso con éxito, así como también las fabricadas según las referencias documentales adjuntadas, rigen los siguientes principios de desbarbado con sus principales componentes y sus objeciones, defectos y desventajas.

Principios de desbarbado

Las piezas producto se apoyan de manera estacionaria con sus salientes rebabas de oxicorte de los despuntes anteriores o posteriores encima de la desbarbadora para ser desbarbadas por el empuje de la vía de rodadura, rodillos o instalación de desplazamiento.

Las piezas producto se apoyan de manera estacionaria con sus salientes rebabas en los despuntes anteriores o posteriores encima de la desbarbadora para ser desbarbadas por el desplazamiento de la propia desbarbadora (o mediante giro de su tambor rotativo) contra la pieza hasta liberarla de su rebaba.

Las piezas producto son movidas a la velocidad de trabajo o de transporte de la vía de rodadura con sus salientes rebabas en los despuntes anteriores y posteriores para ser éstas eliminadas mediante el desplazamiento lineal de la desbarbadora por adelantamiento y ulterior retroceso.

Las piezas producto son movidas a la velocidad de trabajo o de transporte de la vía de rodadura con sus salientes rebabas en los despuntes anteriores y posteriores para ser éstas eliminadas mediante el desplazamiento rotatorio de la desbarbadora por adelantamiento y ulterior contrarrotación.

Las desbarbadoras estacionarias o móviles del los tres primeros sistemas descritos anteriormente están formadas por regletas de cuchillas rectas dispuestas en posición horizontal o paralela, quizá también por tacos cortantes elásticos, ascendentes y descendentes, rectangulares o redondos.

Las desbarbadoras del cuarto sistema emplean para desbarbar pequeños martillos articulados repartidos por todo el perímetro y toda la longitud de su rotor que, al alcanzar una alta velocidad de rotación, actúan por su fuerza centrífuga partiendo en múltiples y pequeños trozos las barbas de oxicorte en movimiento.

Otra fabricación de desbarbadora igualmente exitosa pero que difiere de los sistemas referidos arriba, es el de una máquina móvil que recorre a velocidad de avance la rebaba de oxicorte en sentido longitudinal y que está compuesta por un útil de corte en forma de disco con una palanca que actúa presionando la pieza por su lado inferior y que, al oscilar pendularmente, rompe o corta la rebaba. Este diseño, aplicado mayormente sobre piezas en reposo, es, debido al tamaño limitado del útil de corte, de producción igualmente limitada. Se empleada bajo determinadas y limitadas cir-
cunstancias dado que requiere una elevada disponibilidad en tiempo, un gran espacio y unos altos costes de instalación.

Desde el punto de vista actual los tres tipos de desbarbadora más exitosos son los que se describen brevemente a continuación.

Una desbarbadora estacionaria o móvil con un cuerpo de pistones formado por continuos pistones neumáticos montados con cuchillas que son elevadas contra la superficie inferior de la pieza producto y que, según la composición y temperatura del material, cortan o comprimen la rebaba de oxicorte cuando la desbarbadora o el producto es avanzado. El inconveniente principal de esta desbarbadora reside en su limitada o condicionada utilización dado el continuo movimiento de sus componentes, la elevada cantidad de esos componentes en movimiento y su reducido ratio de desbarbado (por debajo del 99%), es decir, la permanencia de pequeños restos de rebaba en la pieza. Incluso pueden quedar atrapados pequeños restos de rebaba de oxicorte en los pistones y cuchillas contiguas reduciendo considerablemente la eficacia de la desbarbadora. Esto conlleva también una reducción del ratio de desbarbado. Accesibilidad, seguridad, disponibilidad y menor ruido de trabajo, sin embargo, son las ventajas que ofrece esta desbarbadora.

De manera estacionaria y con la posición de la pieza producto encima, trabaja la denominada desbarbadora de tambor o rotativa sobre cuyo tambor quedan colocadas de forma contigua y repartida en todo su perímetro las cuchillas de corte. Estas últimas pueden ser de forma anular, redondas y elásticas. El tambor es elevado hidráulicamente y rotado lentamente para que, de este modo, la rebaba de oxicorte apoyada justo encima sea cortada o empujada. El modo robusto y enérgico de esta operación de trabajo permite una producción segura incluso en rebabas de mayor tamaño. Pero el ruido, el tiempo necesario (parada y posicionado) así como su deficiente ratio de desbarbado y su elevado esfuerzo constituyen una desventaja en este tipo de desbarbadora.

Una desbarbadora basculante con regleta de corte delante y detrás del avance lineal es el modelo más sencillo y económico aun cuando a cada movimiento de basculación esta regleta de corte actúe presionando sobre la superficie inferior de la pieza producto. Esto resulta también en un bajo ratio de desbarbado teniendo una superficie de la pieza producto inclinada, convexa o cóncava. También el inevitable movimiento de ida y venida forman el imperdonable y gran inconveniente de esta desbarbadora aun cuando sus fuerzas de desbarbado y su ruido de producción queden muy reducidos por su reparto uniforme sobre la regleta de corte.

La desbarbadora sin duda más favorable, independiente del tiempo, rápida y sin necesidad de provocar la parada de la pieza producto en su avance continuo y que ocupa un espacio mínimo en la vía de rodadura, por ejemplo detrás de una colada continua, es una desbarbadora rotativa integrada por un rotor equipado con martillos de giro rápido. Obviamente, el esfuerzo y los costes del equipo son elevados, pero el estado inclinado, convexo y cóncavo de la superficie inferior de la pieza producto y las distintas velocidades de marcha, no son, con creces, obstáculo alguno para esta desbarbadora si, sobre todo, se mantiene la tolerancia mínima acotada hacia la superficie inferior.

Sin embargo, destacan mayormente estos otros problemas:

Dado que la rebaba de oxicorte es quebrada por el golpe de muchos pequeños martillos con elevada fuerza no uniforme y a gran velocidad, el ruido resultante es considerable. El desgaste es desproporcionadamente elevado y con frecuencia se producen roturas en estos pequeños martillos. Igualmente, y con mucha frecuencia, las barbas quedan dobladas hacia dentro en lugar de ser totalmente cortadas.

El esfuerzo en trabajos de mantenimiento al sustituir o reponer los pequeños martillos y el desmontaje y montaje necesario de las protecciones es especialmente alto teniendo en cuenta que han de quedar muy bien fijados dada la proyección de restos de rebaba y de trozos de martillo por su elevada velocidad llegándose a producir graves heridas o daños por estos trozos de metal proyectados.

Más silenciosa y segura es una desbarbadora de marcha lenta que, como mucho, se desplace a la velocidad de la vía de rodadura. Para ello se coloca un conjunto en forma de viga equipado con pistones neumáticos debajo de la pieza producto que al ser desplazado presiona sobre la rebaba en reposo o en marcha lenta hasta eliminarla. También puede ser movida la propia pieza producto con su rebaba contra la desbarbadora estática. Esto ocurriría doblemente, tanto hacia un extremo como al otro de los despuntes de la pieza con lo que ocasionaría la proyección peligrosa de pequeñas partículas metálicas por el aire aunque no exista la protección conveniente. En este caso la pieza producto necesita de más tiempo y espacio por ser desplazada hacia una dirección u otra. Sin embargo, también en este procedimiento quedan partes de la rebaba dobladas hacia dentro.

Del US-A-4 672 726 se desprende la existencia de un equipo para la eliminación de rebabas mediante tacos de acero en el cual quedan ordenadas sobre un tambor una gran cantidad de útiles de percusión a modo de martillo. Con la rotación del tambor las rebabas no son cortadas sino en parte golpeadas por los tacos de acero. El resultado es un ruido considerable y un fuerte desgaste de las herramientas de percusión.

Por otro lado, la JP-A-56021712 la conocemos como una desbarbadora para desbarbar en una sola dirección de giro y en la que las cuchillas de desbarbar van colocadas elásticamente sobre un rodillo desbarbador. En este caso las cuchillas elásticas se introducen por varias estrías mecanizadas en sentido longitudinal al eje del rodillo. En piezas producto anchas estas cuchillas de desbarbar van colocadas de manera espiral en el rodillo desbarbador, incluso de manera escalonada o en zigzag. En este tipo de instalación las cuchillas pueden llegar a atascarse durante la operación de desbarbado.

Es tarea de la invención crear un modelo de desbarbadora mecánica para la eliminación de rebabas y grumos ocasionados por el oxicorte y de acuerdo con las características nombradas al principio que sea capaz de seguir reduciendo el ruido y el desgaste.

Inventivamente, la tarea queda resuelta mediante una desbarbadora mecánica que elimina rebabas y grumos de oxicorte tras el corte transversal o longitudinal termoquímico de productos de acero como son planchones, lingotes y palanquillas en estado frío o caliente, en reposo o en movimiento sobre vía de rodillos, con un tambor desbarbador apoyado horizontalmente o sobre un sector de tambor rotados por electromotor o grupo hidráulico desde los cubos del eje horizontal. Estos cubos con soporte de rodamiento ceden elásticamente y permiten que la envoltura del tambor o del sector desbarbador con la totalidad o parte de las cuchillas rotatorias insertadas en un ángulo de 10º a 80º ataquen ininterrumpidamente la rebaba hasta cortarla.

Otras formaciones del invento son subsecuentes.

\global\parskip0.900000\baselineskip

De acuerdo con ello la espiral simple o múltiple de cuchillas envuelve de manera total o parcial el tambor desbarbador considerando que la distancia entre espirales puede ser tanto uniforme como desigual.

Además, las espirales de cuchillas pueden quedar ordenadas también en sentido opuesto, es decir ir cruzadas y de forma simple o múltiple o envolviendo total o varias veces todo el tambor o rodillo desbarbador.

Otra configuración ventajosa de la desbarbadora mecánica consiste en introducir las cuchillas individuales dentro de la estría espiralada con forma de cola de milano o de ranura en T y entre 20 y 500 mm de longitud pudiendo ser estás torsionadas o arqueadas en toda la longitud de la envoltura del rodillo desbarbador.

Por otra parte, el rodillo desbarbador es apoyado sobre dos soportes de rodamiento independientes y ajustables en altura para poder compensar las diferencias de inclinación.

Además, los cubos del eje del tambor segmentado de desbarbar quedan aplanados y son desplazables en altura y colocados en sus correspondientes palancas de las caras frontales del tambor para descansar en los cilindros de elevación hasta tocar la superficie inferior de la pieza producto.

De lo que a continuación se describe y de lo anteriormente citado resulta como novedad merecedora de ser protegida el modelo de desbarbadora (1) de las imágenes 1, 1a, 1b y 1c y elementalmente representada por diseño y sistema funcional que corresponde a una desbarbadora. Es decir, una barba (2) o grumo (2) de oxicorte en una pieza producto (3) es cortada y eso a una velocidad uniforme, continuada y considerablemente lenta de aproximadamente 3 a 150 m/min por encima de la velocidad de la barba y a lo largo de ella aun cuando esté formada por cuchillas (4) continuas de 20 a 500 mm encargadas de presionar sobre la barba de oxicorte (2) de la pieza producto (3). La cuchilla de corte (4) se haya en posición inferior a 15º del ángulo de la rebaba (2) y por debajo de 75º del sentido de avance de la cuchilla (4). Esta cuchilla (4) con un ángulo de corte = ángulo de cuchilla = ángulo de trabajo de 30º a 90º está desarrollada a modo de espiral (4) o doble espiral de corte (4) y a la distancia conveniente del despunte de entrada de la barba; es decir, como espiral larga con un gran diámetro y un gran paso de vuelta que cubre la cubierta del rodillo (1) o del sector del rodillo de desbarbado (1).

Durante la rotación sólo se produce el contacto de la cuchilla (4) con la pieza producto (3) y con la rebaba de oxicorte (2) en un solo punto ya sea tanto en sentido de avance como de retroceso mediante una elevación elástica y amortiguada de al menos un lado mientras el otro lado reposa girando al nivel de la superficie inferior. Esta elevación o rotación correspondiente sobre un lado puede obviamente también ser constructivamente diseñada para la sección de apoyo en la cimentación.

La desbarbadora (1 a 18) propuesta está formada por los siguientes componentes y sus correspondientes cometidos (imágenes 1 a 1d). El rodillo desbarbador (1) lleva para el corte de la barba de oxicorte (2) de la pieza producto (3) una espiral de corte (4) formada por varias cuchillas (4) de 20 a 500 mm de longitud cada una correctamente conformadas a la torsión y a la curva. Sus cubos del eje (5) van introducidos en rodamientos deslizantes (6) ajustables en altura dentro de sus correspondientes soportes de apoyo (7) para ser girados mediante reductores (8) con motores (9). Un ajuste de altura para presionar el rodillo desbarbador (1) con su espiral de cuchillas (4) contra la parte inferior de la pieza producto (3) que es transportada por la vía de rodadura (12) se consigue mediante cilindros de fuelle (10) ubicados debajo de los rodamientos deslizantes (6) y sus soportes de apoyo (7). Entre los reductores (8) y los soportes de apoyo (7) o los rodamientos deslizantes (6) se encuentran los soportes antigiro (11) previstos para evitar que de vueltas de motor. Es conveniente que un rodamiento deslizante (6), de acuerdo con la posición normal de la superficie inferior de la pieza producto (3) pueda ser ajustado y fijado y sólo se trabaje adaptando constantemente el otro rodamiento (6).

De igual modo, pueden verse en las imágenes 1 a 1d el invento diseñado de cuchillas de desbarbar (4) como espiral ranurada (4) en forma de T o de cola de milano sobre la envoltura del rodillo desbarbador (1) con sus tacos de corte (4) introducidos uno tras otro y con la pieza de apriete (13) con muelle (14). Una vez introducidas las cuchillas de corte (4) por su ranura espiralada (1) con el ángulo conveniente propuesto de 15º, se encaja finalmente la pieza de apriete (13) con muelle (14) que hará de cierre. Para extraer dicha pieza de apriete (13) y las cuchillas (4) con un cambio rápido y sencillo bastará sacar sólo la primera con una herramienta simple, como por ejemplo un destornillador, de su estría espiralada sirviéndose de la ayuda de la rampa rebajada en la envoltura del rodillo desbarbador.

Mientras en la imagen 1 (hasta 1d) se muestra el rodillo desbarbador (1-18) con una espiral de cuchillas (4) rodeando de forma continua la envoltura del rodillo (1) según el paso de vuelta, diámetro y longitud del mismo, en la imagen 2 a 2d puede apreciarse una invención alternativa para la espiral de cuchillas basada en varias líneas parciales de dichas cuchillas en posición alterna y contrapuesta. Existen para este diseño varios motivos:

-

aun cuando el desbarbado se realiza de forma completa, los restos de rebaba se evacuan mejor

-

el área de rodadura necesario para adelantar la rebaba de oxicorte (2) es menor y las relaciones de movimiento son más fáciles de ajustar

-

en caso de reparación, los tacos de corte (4) son más rápidos de sustituir

-

en piezas producto anchas, como en el caso de los planchones, no es necesario aplicar un rodillo desbarbador (1) de gran diámetro

\global\parskip1.000000\baselineskip

Estas consideraciones condujeron finalmente a solicitar también la protección de un modelo de desbarbadora (1-20) según se representa en la imagen 3 (hasta 3d). En lugar de un rodillo o tambor cilíndrico de gran diámetro se opta por un sector de rodillo (1) con un radio mayor que el del cilindro base y ajustable en altura mediante el cuadro de palancas (15). El cuadro de palancas (15) apoyan sobre rodamientos (16) que descansan sobre una bancada (18), es accionado por pistón actuador (17) desde su posición inicial X pasando por la posición intermedia Y hasta alcanzar la posición final Z con el cometido de adelantar la rebaba (2) del despunte inicial de la pieza producto (3) en movimiento y cortarla. El movimiento de desbarbado inverso ocurre cuando el despunte final de la pieza producto (3) entra en la zona de la desbarbadora. Este sector de rodillo desbarbador (1) está formado por cilindros (19) y carros de elevación (20) y es guiado y ajustado en altura hacia el extremo superior del cuadro de palancas para poderse adecuar a la forma tanto cóncava como convexa de la superficie inferior de la pieza producto (3).

Leyenda

1-13 Desbarbadora, -20 Desbarbadora con sector de rodillo, -28 Desbarbadora para piezas producto pequeñas, -30 Desbarbadora con plato de corte, -37 Desbarbadora activada por colada continua

1

Rodillo desbarbador o sector de rodillo desbarbador

2

Rebaba de oxicorte o grumo de oxicorte

3

Pieza producto (palanquilla, lingote, planchón o chapa gruesa)

4

Cuchilla de corte, taco de corte o espiral con cuchillas de corte

5

Cubo del eje

6

Rodamiento deslizante

7

Soporte de rodamiento

8

Reductor

9

Motor

10

Cilindro de fuelle

11

Soporte antigiro

12

Vía de rodadura

13

Pieza de apriete

14

Muelle de apriete

15

Palanca de desbarbado o cuadro de palancas de desbarbado

16

Rodamiento de giro

17

Cilindro actuador o cilindro de percusión

18

Bancada

19

Cilindro de elevación

20

Carro de elevación

Claims (6)

1. Desbarbadora mecánica para la eliminación de rebabas y grumos de oxicorte (2) producidos después del fraccionado transversal o longitudinal termoquímico de productos de acero (3) como son planchones, lingotes y palanquillas en estado frío o caliente, en reposo o en movimiento sobre vía de rodadura (12) mediante rodillo desbarbador rotatorio horizontal (1) o mediante sector de rodillo desbarbador que son girados a través de los cubos del eje horizontal (5) por medio de electromotor o grupo hidráulico (9) y cuyos soportes de rodamiento (7) ceden elásticamente para ajustarse en altura. La envoltura del rodillo desbarbador (1) o del segmento del rodillo desbarbador (1) se encuentra total o parcialmente rodeado por espirales de cuchillas de corte (4) dispuestas en un ángulo aproximado de 10º a 80º con respecto a la rebaba de oxicorte (2) para que ésta pueda ser acometida y cortada de manera continua.

2. Desbarbadora mecánica según la exposición 1 y caracterizada por espiras de de cuchillas (4) envolviendo el rodillo desbarbador (1) parcial o totalmente en lo cual la distancia entre espiras (4) puede ser tanto uniforme como desigual.

3. Desbarbadora mecánica según una de las exposiciones 1 y 2 y caracterizada por espiras de cuchillas (4) contrapuestas, es decir en posición cruzada, simples o múltiples, colocadas envolviendo total o en varias veces el rodillo desbarbador (1).

4. Desbarbadora mecánica según una de las exposiciones 1 a 3 y caracterizada por espiras (4) con las cuchillas de corte individuales introducidas a lo largo de las estrías en forma de cola de milano o de T mecanizadas en la envoltura del rodillo desbarbador (1) y que poseen una longitud de 20 a 500 mm y pueden ser torsionadas o encorvadas.

5. Desbarbadora mecánica según una de las exposiciones 1 a 4 y caracterizada por el apoyo del rodillo desbarbador (1) sobre dos soportes de rodamiento (7) independientes y ajustables en altura para compensar las diferencias de inclinación.

6. Desbarbadora mecánica según una de las exposiciones 1 a 5 y caracterizada por el aplanado y ajuste en altura de los cubos del eje (5) del rodillo desbarbador (1) que ubicados en sus correspondientes palancas de sector permiten mediante cilindros de elevación (19) presionar sobre la superficie inferior de la pieza producto (3).