ES2191486T5 - Dispositivo de guiado de producto largo que comprende una construccion rotativa para cambiar rodillos de soporte provistos de medios de enfriamiento. - Google Patents

Dispositivo de guiado de producto largo que comprende una construccion rotativa para cambiar rodillos de soporte provistos de medios de enfriamiento.

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Abstract

Dispositivo de guiado de banda para guiar una banda de metal caliente (20), que comprende: - un marco (1); - una construcción de soporte (3) que está alojada en el marco (1) de tal modo que puede girar sobre un eje (4); - medios de arrastre para la rotación gradual de la construcción de soporte (3) en el marco (1); - al menos dos rodillos de soporte (10, 11) que están dispuestos rotativamente y extraíbles en la construcción de soporte (3); - medios de aislamiento que están conectados a la construcción de soporte (3) y que están posicionados entre los rodillos de soporte (10, 11); y - medios de enfriamiento para enfriar cada rodillo de soporte (10, 11); en los cuales los medios de enfriamiento para cada rodillo de soporte (10, 11) comprenden un cuerpo refrigerante (25, 26) que está conectado a la construcción de soporte (3) y se extiende en la dirección longitudinal en toda la longitud del rodillo de soporte asociado (10, 11), en los cuales cada cuerpo refrigerante (25, 26) delimita exteriormente el rodillo de soporte asociado (10, 11) en más de 90° de la circunferencia, y está posicionado a una distancia del rodillo de soporte (10, 11), enfriando cada cuerpo refrigerante (25, 26) el rodillo de soporte asociado (10, 11) como resultado de la radiación directa.

Description

Dispositivo de guiado de producto largo que comprende una construcción rotativa para cambiar rodillos de soporte provistos de medios de enfriamiento.
La invención se refiere a un dispositivo de guiado de banda del tipo que tiene una construcción de soporte rotativa con rodillos de soporte.
Se conocen dispositivos de guiado de este tipo, entre otros documentos, de DE-C-3401792. Este documento describe un dispositivo de guiado de banda que está destinado a guiar una banda de metal caliente encima de rodillos de soporte entre o dentro de cámaras de horno horizontales de un horno de recocido continuo. En este caso, la banda de metal cuelga libremente entre dos o más dispositivos de guiado de banda a medida que se desplaza a través de las cámaras del horno. Los hornos de recocido continuo son de uso muy extendido, por ejemplo, para el recocido por oxidación de bandas de acero inoxidable en una cadena llamada de decapado y recocido. Estos hornos operan a altas temperaturas y con altas capacidades de producción. El dispositivo de guiado de banda del documento DE-C-34 01 792 comprende una construcción de soporte en forma de rodillo que está alojado rotativamente en un marco. Dos cavidades cilíndricas, diametralmente opuestas, están formadas en la construcción de soporte en forma de rodillo, en las cuales dos rodillos de soporte están alojados de manera que pueden girar libremente. La construcción de soporte en forma de rodillo comprende sustancialmente un cuerpo compacto con tubos refrigerantes que se extienden en su interior. El cuerpo compacto proporciona aislamiento contra las altas temperaturas presentes en el interior de la cámara del horno, para el rodillo de soporte que no está en uso. El mantenimiento del rodillo de soporte que está en la parte superior durante el uso puede realizarse haciendo girar la construcción de soporte a 180º.
Un inconveniente del dispositivo de guiado de banda conocido es que la vida de servicio de los rodillos de soporte está limitada por la acción aislante. La temperatura del rodillo de soporte que está operando y encima del cual la banda de metal caliente es guiada sube considerablemente, lo cual tiene un efecto adverso sobre la vida de servicio del rodillo de soporte. Además, la alta temperatura aumenta el llamado fenómeno de "pick-up" (recogida), es decir, la acumulación de pequeñas partículas sobre la superficie de rodadura del rodillo de soporte, provocando daños en la banda de metal caliente que está siendo guiada encima del mismo. A fin de reducir la temperatura del rodillo de soporte, es posible, entre otros, disponer medios de enfriamiento dentro de los rodillos de soporte. En el caso de los llamados rodillos de fibra, es decir, rodillos de soporte que están recubiertos de discos de fibra, sin embargo, la acción refrigerante es limitada debido a la acción aislante del material de fibra. En la práctica, se ha descubierto que el enfriamiento indirecto de un rodillo de soporte en funcionamiento que está alojado en una construcción de soporte rotativa mediante tubos refrigerantes internos no reduce suficientemente la temperatura de funcionamiento de este rodillo de soporte. También es conocido, en el caso de rodillos de soporte de metal con una envoltura exterior metálica, guiar el agua de enfriamiento directamente a lo largo del interior de la envoltura exterior metálica. Sin embargo, ello provoca grandes pérdidas de calor de los rodillos de soporte de este tipo, y por consiguiente, el enfriamiento local, particularmente en el caso de una banda de metal delgada que debe ser recocida, encima de la envoltura exterior del rodillo de soporte es tan alto que puede conducir a una deformación de la banda de metal.
También se conoce por el documento US-A-4 049 372 un dispositivo de guiado de banda. Dicha patente describe una construcción de soporte rotativa para dos rodillos de soporte de un dispositivo de guiado de banda. Entre los rodillos de soporte, está dispuesto un escudo aislante que tiene una cámara de enfriamiento central rodeada por capas superiores e inferiores de material aislante. El escudo proporciona aislamiento contra las altas temperaturas de la cámara del horno para el rodillo de soporte que no está operando. Cada rodillo de soporte está provisto de un tubo interior de líquido de enfriamiento que se extiende en toda la longitud del rodillo de soporte. Además, la construcción comprende cuerpos de enfriamiento que actúan exclusivamente en ambos extremos de los rodillos de soporte.
El objeto de la invención es superar los inconvenientes antes mencionados y, en particular, proporcionar un dispositivo de guiado de banda en el cual los rodillos de soporte puedan ser cambiados rápidamente, mientras se consigue al mismo tiempo una vida de servicio lo más larga posible para los rodillos de soporte a altas temperaturas de horno y con altas capacidades de producción.
En particular, el objeto de la invención es proporcionar un dispositivo de guiado de banda en el cual se pueden conseguir buenas vidas útiles, incluso para rodillos de soporte que estén cubiertos de discos de fibra. Los rodillos de soporte de este tipo se usan preferiblemente para guiar esta banda de metal laminada en frío, la cual es altamente susceptible de dañarse.
De acuerdo con la invención, estos objetivos se consiguen mediante un dispositivo de guiado de banda según la reivindicación 1. El dispositivo de guiado de banda comprende una construcción de soporte que está montada en un marco y que puede ser girada gradualmente mediante medios impulsores. Al menos dos rodillos de soporte rotativos e intercambiables están dispuestos en la construcción de soporte rotativa. Los rodillos de soporte están aislados térmicamente uno de otro por medios aislantes que están conectados a la construcción de soporte. Un cuerpo refrigerante externo está previsto para cada rodillo de soporte. Los cuerpos refrigerantes están conectados a la construcción de soporte, cada cuerpo refrigerante rodea exteriormente el rodillo de soporte asociado al menos un cuarto de su circunferencia. Hay un pequeño espacio entre los cuerpos refrigerantes y los rodillos de soporte. Durante el uso, el rodillo de soporte superior, encima del cual es guiada la banda de metal caliente, es enfriado de resultas de la radiación directa sobre cuerpo refrigerante. Ello permite enfriar la superficie de rodadura del rodillo de soporte de un modo muy uniforme pero no excesivamente intenso. La reducción resultante uniforme y limitada de la temperatura de la superficie de rodadura mejora significativamente la vida de servicio del rodillo de soporte y reduce considerablemente el fenómeno de "recogida" o incluso elimina del todo este fenómeno. Se ha descubierto que con el dispositivo de guiado de banda según la invención, se puede utilizar los rodillos de fibra durante unas cuantas semanas, incluso a muy altas temperaturas, mientras que con los dispositivos utilizados hasta ahora, los rodillos de soporte tienen que ser reemplazados a menudo después de unos cuantos días. Otra ventaja es que un rodillo de soporte que haya rotado fuera de su posición de trabajo puede ser enfriado rápida e uniformemente, con el resultado de que el mantenimiento o sustitución del rodillo de soporte puede realizarse rápidamente. El enfriamiento eficaz de la superficie de rodadura por medio de la radiación directa de calor del rodillo permite establecer ventajosamente una temperatura de trabajo más alta en un horno, sin que ello provoque el fenómeno adverso de "recogida" o defectos en el material de los rodillos de soporte. Las temperaturas de horno de aproximadamente 1250ºC son del todo ventajosamente posibles. En la práctica, se ha descubierto que la temperatura de la superficie de rodadura del rodillo de soporte en funcionamiento, a través del cuerpo refrigerante que delimita más de 90º de la circunferencia del rodillo de soporte, es enfriada suficientemente para permitir al rodillo de soporte girar a altas velocidades, permitiendo así altas capacidades de producción.
Se hace observar que el documento FR-A-1 370 251 describe un dispositivo de guiado de banda con rodillos de soporte que están alojados en cavidades de un cuerpo compacto, térmicamente aislante. Debajo de cada cavidad, hay un tubo de líquido refrigerante para enfriar el rodillo de soporte a través de la radiación directa de calor. Sin embargo, esta construcción como tal es relativamente inadecuada para ser utilizada con un dispositivo de guiado de banda, que comprenda una construcción rotativa, para cambiar los rodillos de soporte. La extracción de calor del único tubo estrecho de líquido refrigerante, en el fondo de la cavidad es extremadamente limitada, y por consiguiente la velocidad circunferencial de los rodillos de soporte debe ser adaptada para conseguir la temperatura media deseada para los rodillos de soporte. Con temperaturas de horno de más de 1000ºC, esta temperatura media del rodillo de soporte podrá ser sólo suficientemente baja para impedir que los rodillos de soporte se arrufen. El fenómeno de "recogida" y otros daños a la estructura de superficie de los rodillos de soporte estarán aún presentes. En particular, los rodillos de fibra no pueden ser utilizados en la construcción descrita en FR-A-1 370 251, ya que incluso una parada temporal de los rodillos de soporte dañaría en muy poco tiempo estos rodillos hasta tal extremo que tendrían que ser reemplazados.
La ventaja de la construcción según la invención es que puede ser utilizada para todo tipo de rodillos de soporte. Por ejemplo, puede ser utilizada para guiar bandas de metal laminadas en caliente con una película de óxido encima de los rodillos de soporte metálicos provistos de un recubrimiento de bronce. En particular, los llamados rodillos de fibra, en los cuales, por ejemplo, los rodillos de soporte metálicos están cubiertos con discos de fibra, pueden ser enfriados con éxito sobre su superficie de rodadura por medio de la construcción de enfriamiento según la invención. De este modo, es posible guiar con éxito incluso una banda de metal fina laminada en frío, la cual es muy susceptible de dañarse. Se hace observar que un enfriamiento efectivo de la superficie de rodadura de los rodillos de fibra con el calor disipándose a un cuerpo refrigerante situado al interior del rodillo de fibra es imposible, o sólo posible con gran dificultad, debido al coeficiente muy bajo de conductividad térmica de los discos de fibra.
En particular, el cuerpo refrigerante delimita más de 140º de la circunferencia del rodillo de soporte asociado. La delimitación circundante extensiva del rodillo de soporte por el cuerpo refrigerante garantiza que hay suficiente enfriamiento del rodillo de soporte, incluso cuando la banda de metal, y por consiguiente, el rodillo de soporte, están temporalmente parados. Esto es ventajoso ya que, en los dispositivos de guiado de banda conocidos, si la banda de metal caliente está en pausa, la construcción de soporte debe ser girada en un ángulo de 90º, a fin de impedir dañar el rodillo de soporte debido al sobrecalentamiento. En el caso del dispositivo de guiado de banda según la invención, la rotación de esta naturaleza es necesaria sólo en el caso de que haya un defecto en el cuerpo refrigerante o en el sistema de enfriamiento.
Las realizaciones preferidas de la invención están definidas en las reivindicaciones 2 a 10.
La invención será explicada con más detalle con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:
La Fig. 1 muestra una vista en sección longitudinal de un dispositivo de guiado de banda según la invención;
La Fig. 2 muestra una vista a mayor escala de la línea II-II de la Fig. 1;
La Fig. 3 muestra una vista de parte de un cuerpo refrigerante de la Fig. 2; y
La Fig. 4 muestra una vista de parte de un segmento de un medio de enfriamiento de la Fig. 2.
El dispositivo de guiado de banda mostrado en la Fig. 1 comprende un marco 1 con dos patas verticales. Cada pata está provista de medios de soporte 2 en los cuales una construcción de soporte 3 está alojada, de tal modo que puede girar sobre un eje 4. La pata vertical del marco 1 que está situada en el lado derecho comprende medios impulsores 6 para la rotación gradual de la construcción de soporte 3 del marco 1. La construcción de soporte 3 tiene un rodillo de soporte superior 10 y un rodillo de soporte inferior 11. Los rodillos de soporte 10, 11 están montados habitualmente de modo que puedan girar libremente en la construcción de soporte 3; sin embargo, también pueden ser impulsados.
El dispositivo de guiado de banda está destinado a guiar una banda de metal caliente, entre o dentro, de las cámaras de horno de un horno de recocido horizontal. En la Fig. 2, la banda de metal está ilustrada esquemáticamente y está designada con la referencia numérica 20. Durante el funcionamiento, la banda de metal 20 es guiada encima del rodillo de soporte 10. Si es necesario, el mantenimiento puede realizarse sobre el rodillo de soporte 10 de manera simple, haciendo girar la construcción de soporte 3 en un ángulo de 180º. De este modo, el rodillo de soporte 10 se desplaza hasta la base. Mientras se efectúa el mantenimiento sobre el rodillo de soporte 10, la banda de metal 20 es guiada encima del rodillo de soporte 11.
La construcción de soporte 3 comprende un tubo central 14 sobre el cual están montados unos medios de enfriamiento y de aislamiento. Los medios de enfriamiento y de aislamiento están dispuestos entre los rodillos de soporte 10 y 11 y se extienden en toda la longitud de los rodillos de soporte 10, 11.
Los medios de enfriamiento comprenden un cuerpo refrigerante externo 25, 26 para cada rodillo de soporte 10, 11, respectivamente (ver Fig. 2). Cada cuerpo refrigerante 25, 26, está situado en el lado del rodillo de soporte asociado 10, 11, con un pequeño hueco entre el rodillo de soporte 10, 11 y el cuerpo refrigerante 25, 26. El cuerpo refrigerante 25, 26, delimita una parte grande de la circunferencia exterior del rodillo de soporte 10, 11, en particular casi la mitad de su circunferencia exterior. El cuerpo refrigerante 25 está permanentemente enfriado, de tal modo que cierta cantidad de calor procedente del rodillo de soporte 10 que está funcionando, cual calor emana de la banda de metal caliente y del horno, puede disiparse hasta el cuerpo refrigerante 25 debido a la radiación directa del calor. El cuerpo refrigerante 26 está también permanentemente enfriado. Si el rodillo de soporte 11 acaba de ser rotado fuera de su posición de trabajo, su calor puede disiparse hasta el cuerpo refrigerante 26 debido a la radiación directa del calor. Ello permite realizar el trabajo de mantenimiento sobre el rodillo de soporte 11 rápidamente.
Ventajosamente, el cuerpo refrigerante 25, 26 comprende un cuerpo enfriado con líquido que está conectado a un orificio de entrada de medio de enfriamiento 27 y a un orificio de salida de medio de enfriamiento 28 (ver Fig. 1). El medio de enfriamiento, por ejemplo agua o aceite, entra en un extremo del tubo 14 a través del orificio de entrada de medio de enfriamiento 27 y, desde allí, entra en los cuerpos de enfriamiento superior e inferior 25, 26, a través de un colector 29. Después de que el medio de enfriamiento haya circulado a través de los cuerpos de enfriamiento 25, 26, es descargado a través de un colector 30, de un extremo del tubo 14 y, desde allí, al orificio de salida del medio de enfriamiento 28. El suministro central y descarga del medio de enfriamiento a lo largo del eje 4 es ventajoso, en particular durante la rotación de la construcción de soporte 3.
El cuerpo refrigerante 25, 26 viene en forma de una pluralidad de tubos 32 que están posicionados adyacentes entre sí y que están conectados cada uno al orificio de entrada del medio de enfriamiento 27 y al orificio de salida 28 del medio de enfriamiento. También es posible usar uno o más tubos que se extiendan de forma serpenteante a través del cuerpo refrigerante 25, 26. La ventaja de esta opción es que será suficiente una sola conexión al orificio de entrada y de salida del medio de enfriamiento.
Para aislar y proteger la construcción de soporte 3, están dispuestas unas envolturas aislantes 34 entre los cuerpos de enfriamiento 25, 26. Los juegos de envolturas aislantes 34 están recubiertas con placas resistentes al calor 35. Los juegos de envolturas aislantes 34 y las placas resistentes al calor 35 están unidos entre sí mediante pasadores de sujeción 36.
Los medios de enfriamiento y de aislamiento entre los rodillos de soporte 10, 11, tienen preferiblemente una estructura segmentada y están fijados separadamente al tubo 14 de la construcción de soporte 3. Ello permite retirar los segmentos separados sin tener que desmontar la construcción de soporte 3 entera. La estructura segmentada puede verse claramente en las Figs. 3 y 4. Tanto el segmento del medio de enfriamiento de la Fig. 3 como el segmento del medio de aislamiento de la Fig. 4, están provistos de un saliente de soporte 40 y 41, respectivamente, mediante las cuales los segmentos pueden ser fijados unos a otros y al tubo 14. Los medios de aislamiento están ventajosamente diseñados, de tal modo que los bordes de los medios de enfriamiento que están situados más hacia el exterior quedan protegidos del calor que está siendo radiado directamente desde el horno. Ello impide una excesiva absorción de calor.
Las placas resistentes al calor 35 están situadas sustancialmente a un radio más corto del eje central 4 de la construcción de soporte 3 que las partes más exteriores de los rodillos de soporte 10, 11. Durante la rotación de la construcción de soporte 3, la banda de metal 20 puede ser soportada sobre las placas resistentes al color 35 sin dañar el aislamiento. Durante el uso, parte del dispositivo de guiado de banda se proyecta hacia dentro a través de una abertura de una pared inferior de un horno de recocido horizontal y/o es adyacente a una abertura de alimentación o de extracción de banda de una pared lateral del horno. A fin de permitir la rotación de la construcción de soporte, se deja un hueco entre los bordes de la abertura de la pared del horno y el dispositivo de guiado de banda. En este caso, es ventajoso para las placas resistentes al calor 35 que estén situadas a un radio más corto del eje central 4 que las partes más exteriores de los rodillos de soporte 10, 11. Cualquier contaminación, por ejemplo, residuos de metal candente, que se formen en el lugar de los bordes de la abertura pueden por consiguiente caer libremente sin quedar atascados entre las placas 35 y los bordes de la abertura. Durante la rotación de la construcción de soporte 3, la banda que debe ser guiada es bajada unos cuantos centímetros hasta que quede soportada sobre las placas 35. Para impedir la pérdida de gases de combustión del horno, en parte debido a que las placas 35 están posicionadas en un radio más corto, están dispuestas unas cortinas de aire en toda la longitud y en los extremos de la construcción de soporte 3, cuales cortinas sellan la caja del horno en el lugar de los huecos que estén presentes entre los bordes de la abertura y el dispositivo de guiado de banda.
Para impedir que el vapor de los gases de combustión del horno de recocido se condensen sobre las superficies del cuerpo refrigerante 25 y otras partes enfriadas con agua, el medio de enfriamiento es suministrado a una temperatura específica inicial. Esta temperatura inicial es tal que se impide una temperatura debajo del punto de rocío sobre la superficie del cuerpo refrigerante 25 y otras partes enfriadas con agua. La temperatura inicial del medio de enfriamiento es en particular alrededor de 40-45ºC.
En el caso de una banda delgada, los rodillos de soporte 10, 11 están ventajosamente formados por los llamados rodillos de fibra. En tal caso, cada rodillo de soporte comprende sustancialmente un tubo interior de metal 50 (ver Fig. 2) encima del cual una pluralidad de discos 51 han sido empujados, formando juntos sus bordes exteriores una superficie de rodadura del rodillo de soporte. Cada disco 51 está en este caso hecho de material fibroso. El diseño del dispositivo de guiado de banda según la invención permite usar rodillos de fibra de este tipo, ya que la temperatura de la superficie de rodadura de los rodillos de fibra puede mantenerse dentro de unos límites permisibles como resultado de la radiación directa de calor al cuerpo refrigerante situado debajo de la misma.
Así, la invención proporciona un dispositivo de guiado de banda con una construcción de soporte rotativa que tiene dos rodillos de soporte, en el cual la vida de servicio de los rodillos de soporte es muy larga y se puede utilizar una alta temperatura de funcionamiento de un horno de recocido, sin que ello conduzca a una temperatura excesiva del rodillo de soporte que está operando.

Claims (10)

1. Dispositivo de guiado de banda para guiar una banda de metal caliente (20), que comprende:
- un marco (1);
- una construcción de soporte (3) que está alojada en el marco (1) de tal modo que puede girar sobre un eje (4);
- medios de arrastre para la rotación gradual de la construcción de soporte (3) en el marco (1);
- al menos dos rodillos de soporte (10, 11) que están dispuestos rotativamente y extraíbles en la construcción de soporte (3);
- medios de aislamiento que están conectados a la construcción de soporte (3) y que están posicionados entre los rodillos de soporte (10, 11); y
- medios de enfriamiento para enfriar cada rodillo de soporte (10, 11); en los cuales los medios de enfriamiento para cada rodillo de soporte (10, 11) comprenden un cuerpo refrigerante (25, 26) que está conectado a la construcción de soporte (3) y se extiende en la dirección longitudinal en toda la longitud del rodillo de soporte asociado (10, 11), en los cuales cada cuerpo refrigerante (25, 26) delimita exteriormente el rodillo de soporte asociado (10, 11) en más de 90º de la circunferencia, y está posicionado a una distancia del rodillo de soporte (10, 11), enfriando cada cuerpo refrigerante (25, 26) el rodillo de soporte asociado (10, 11) como resultado de la radiación directa, comprendiendo el cuerpo de enfriamiento una pluralidad de tubos que están posicionados adyacentes entre
sí.
2. Dispositivo de guiado de banda según la reivindicación 1, en el cual el cuerpo refrigerante (25, 26) delimita más de 140º de la circunferencia del rodillo de soporte asociado (10, 11).
3. Dispositivo de guiado de banda según la reivindicación 1 ó 2, en el cual el cuerpo refrigerante (25, 26) comprende un cuerpo enfriado con agua con un orificio de entrada del medio de enfriamiento (27) y un orificio de salida del medio de enfriamiento (28).
4. Dispositivo de guiado de banda según la reivindicación 3, en el cual el cuerpo refrigerante (25, 26) comprende al menos un tubo serpenteante (21).
5. Dispositivo de guiado de banda según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual los medios de aislamiento comprenden envolturas aislantes (34) que se extienden entre los cuerpos refrigerantes (25, 26) de los rodillos de soporte separados (10, 11).
6. Dispositivo de guiado de banda según la reivindicación 5, en el cual las envolturas aislantes (34) están cubiertas con placas resistentes al calor (35).
7. Dispositivo de guiado de banda según la reivindicación 6, en el cual las placas resistentes al calor (35) están situadas sustancialmente a un radio más corto del eje central (4) de la construcción de soporte (3) que las partes de los rodillos de soporte (10, 11) que están situadas más hacia el exterior.
8. Dispositivo de guiado de banda según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual los medios de aislamiento tienen una disposición segmentada y están fijados a la construcción de soporte (3) de tal modo que pueden ser retirados separadamente.
9. Dispositivo de guiado de banda según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual los cuerpos refrigerantes (25, 26) están fijados a la construcción de soporte (3) de tal modo que pueden ser retirados separadamente.
10. Dispositivo de guiado de banda según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el rodillo de soporte (10, 11) comprende un núcleo que está recubierto con discos de fibra (51).
ES99964786T 1999-01-06 1999-12-30 Dispositivo de guiado de producto largo que comprende una construccion rotativa para cambiar rodillos de soporte provistos de medios de enfriamiento. Expired - Lifetime ES2191486T5 (es)

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