ES2203460T3 - Area de bobinado para el tratamiento en linea de productos laminados. - Google Patents
Area de bobinado para el tratamiento en linea de productos laminados.Info
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Abstract
Aparato para procesar material de acero laminado en caliente de pequeña sección transversal, que comprende: - un transportador (334) que presenta un recorrido cerrado; - una cámara de calentamiento de bobinas (340) dispuesta en correspondencia de dicho recorrido y que presenta una apertura de entrada (346) y una apertura de salida (348) que se comunican con dicho recorrido del transportador (334); - medios de enrollado (314, 332) adyacentes a dicho transportador para enrollar dicho material de acero en bobinas; - medios para transferir las bobinas enrolladas a dicho transportador, y - medios para trasladar dichas bobinas enrolladas por dicho recorrido del transportador, incluido el desplazamiento selectivo a través de dicha cámara de calentamiento de bobinas (340); - un tanque de enfriamiento (352) adyacente a dicha cámara de calentamiento de bobinas (340) para enfriar bruscamente los productos calentados en ésta.
Description
Area de bobinado para el tratamiento en linea de
productos laminados.
La presente invención se refiere al tratamiento
térmico de productos metálicos. Más en particular, la invención se
refiere a la aplicación de diversos tratamientos térmicos de
productos metálicos laminados y alargados que se forman en bobinas,
aplicándose dichos tratamientos térmicos en instalaciones que se
disponen en línea con los aparatos de laminado y enrollado de
productos metálicos.
Se conocen diversos sistemas para el tratamiento
térmico de alambrón y barras enrolladas. Sin embargo, los sistemas
en los que el tratamiento térmico se aplica sobre el producto
metálico en una cámara de calentamiento dispuesta en línea con el
aparato laminador del producto presentan la cámara de calentamiento
colocada corriente arriba de la bobinadora y sufren las desventajas
de que el proceso es lento y se limita a operaciones de tratamiento
térmico que no requieren que el producto metálico permanezca en la
cámara de calentamiento durante demasiado tiempo. Para realizar
operaciones de tratamiento térmico que requieren más tiempo en la
cámara de calentamiento, la práctica era enrollar el producto de
varilla o barra en bobinas tras la operación de laminado, extraer
las bobinas enrolladas del aparato de enrollado y trasladar las
bobinas a una instalación de tratamiento térmico que se encuentra
distante del aparato de enrollado. Este último procedimiento
presenta las desventajas de que, incluso en casos en los que no
resulte necesario enfriar las bobinas antes de trasladarlas, las
bobinas se someten a una pérdida de calor importante durante el
tiempo necesario para extraerlas de la bobinadora y trasladarlas a
la cámara de calentamiento, y se incurre en un gasto al someter el
producto metálico a un recalentamiento adicional. La práctica de
trasladar bobinas a una cámara de calentamiento situada distante
para su tratamiento térmico resulta además costosa debido al
tiempo, esfuerzo manual y necesidad de servicios de transporte,
como carros y rieles para trasladar las bobinas.
Por tanto, la presente invención se dirige a la
mejora de dichos problemas.
De conformidad con la presente invención se
proporciona un aparato dispuesto corriente abajo del laminador y
esencialmente contiguo al mismo en el que es posible aplicar una
considerable variedad de tratamientos térmicos en material que se
enrolla inmediatamente y se traslada en línea a instalaciones para
aplicar operaciones de tratamiento térmico.
Dichos tratamientos térmicos incluyen recocido de
fácil trabajo, recocido de esferoidización, solubilización de
aceros austeníticos, recristalización de aceros ferríticos,
enfriamiento brusco y revenido de bobinas; patentado y enfriamiento
lento al aire.
En particular, según un aspecto principal de la
invención, se proporcionan aparatos para el procesamiento de
material de acero laminado en caliente de pequeña sección
transversal, como barras y varillas, que comprenden aparatos para
el procesamiento de material de acero laminados en caliente de
pequeña sección transversal que comprenden un transportador que
presenta un recorrido cerrado, una cámara de calentamiento
dispuesta en el interior del recorrido y que presenta una apertura
de entrada y una apertura de salida que se comunica con el
recorrido del transportador, medios de enrollado adyacentes al
transportador para enrollar el material de acero en bobinas, medios
para trasladar bobinas enrolladas al transportador y medios para
desplazar dichas bobinas enrolladas sobre el recorrido del
transportador, incluido el desplazamiento selectivo por dicha
cámara de calentamiento.
El transportador se coloca para recibir material
enrollado en. una línea Garrett o en una línea en la que pueda
llevarse a cabo un laminado adicional para la producción de
alambrón o similar.
Para comprender mejor la invención, sus ventajas
de funcionamiento y los objetivos específicos que se obtienen
mediante su uso, conviene hacer referencia a los dibujos y
descripción adjuntos que describen una forma de realización
preferida de la misma.
La Fig. 1 es una representación esquemática que
ilustra un diseño en planta completo que incorpora un área de
acabado para el tratamiento térmico en línea de alambrón y barras
según la presente invención.
La Fig. 2 es un diseño esquemático del área de
acabado para el tratamiento térmico en línea de barras y alambrón
mostrado en la Fig. 1.
La invención descrita se dirige en concreto a una
planta 10 para la producción de "productos largos", es decir,
palanquillas o tochos de aproximadamente cuarenta metros o más de
longitud, usados en la producción de barras, alambre, varilla,
barras reforzadas, vigas con forma o ángulos y similares, en la que
la maquinaria de producción usada es, por lo general, de menor
tamaño que la usada en la producción de material laminado a partir
de planchas. Tal como se usa en la presente, la palabra
"palanquilla" deberá incluir tochos o planchas, u otras
formas de barras de sección cuadrada producidas mediante una
fundición continua y de gran utilidad en la fabricación de los
productos a los que se destina mencionados anteriormente.
La Fig. 1 de los dibujos muestra una
representación esquemática de un diseño completo de planta adecuado
para la práctica de la presente invención. La planta descrita
comprende un área de entrada a la fundición/fábrica A, un área de
almacenamiento de laminador/de puestos B, un área de acabado C para
el tratamiento térmico en línea del producto y un área de acabado D
para el tratamiento térmico en línea de alambrón y barras según la
presente invención. A continuación se presenta una descripción del
área de acabado para el tratamiento térmico en línea de alambrón y
barras.
Con referencia específica a la Fig. 2, se muestra
una instalación para la formación de bobinas y para el tratamiento
térmico 310 dispuesta en línea y corriente abajo del laminador 14
y, preferiblemente, procedente de la línea del laminador corriente
abajo del bloque de reducción y redimensionamiento 216.
Preferiblemente, una varilla de mayor diámetro que presente
diámetros a partir de aproximadamente 10 mm hasta aproximadamente
60 mm, laminados en el laminador 14 y redimensionados en el bloque
de reducción y redimensionamiento 216, se dirige por medio de un
aparato de desvío de productos bastante conocido en una línea
Garrett 312 de construcción conocida en la que el producto se corta
en piezas de longitud predeterminada mediante una cizalla 313, y a
continuación se enrolla en una o más bobinas en bobinadoras 314.
Por otra parte, una segunda línea 316 se adapta especialmente para
la producción de productos de menor tamaño, como alambrón que
presente diámetros comprendidos entre aproximadamente 4 mm y
aproximadamente 25 mm.
Como se muestra en los dibujos, la segunda línea
316 contiene, preferiblemente, en una relación consecutiva en
línea, una cizalla de corte 318, un bloque de acabado 320, una
línea de enfriamiento por agua 322, una cizalla de alta velocidad
324 y un bloque de doble módulo 326, que se encuentran todos
operativos en la producción de alambrón de menor diámetro. La
segunda línea termina en un aparato de enrollado que incluye un
cabezal fijo 328 para formar espirales de alambrón y un
transportador de enfriamiento por rodamiento 330 por el que las
espirales se conducen a una bobinadora 332.
Un transportador anular 334 que define un
recorrido anular esencialmente cerrado se dispone en los extremos
de las respectivas líneas de producción de varillas 312 y 316 con
las bobinadoras 314 y 332 en los extremos de las líneas respetivas
estando ligeramente separadas la una de la otra en un lado
periférico del transportador. Otras estaciones de procesamiento de
trabajo, incluida una estación de inspección y pruebas 336, una
estación de compactado y atado de bobinas 338 y una estación de
pesaje y descarga 340 se sitúan en puntos separados sobre el
perímetro del transportador 334. El transportador anular 334, que
puede ser de tipo mesa de balancín o de rodillos, permite conducir
las bobinas a las respectivas estaciones alrededor del
transportador y, tras la descarga de las bobinas, permite que los
caballetes (no mostrados) sobre los que se transportan las bobinas
y de los que se extraen en la descarga, vuelvan a las posiciones
para recibir bobinas de la bobinadora 332. (Los caballetes no se
usan para bobinas enrolladas en bobinadora 314.)
La presente invención contempla la aplicación de
tratamientos térmicos en línea a las bobinas que conduce un
transportador 334. De este modo, tal como se muestra, se coloca un
horno de recocido alargado 340 para recibir del transportador las
bobinas que se van a tratar 334. El horno 340 presenta
preferiblemente una construcción en forma de "U" formada por
dos secciones 342 y 344 respectivamente, cada una de las cuales
posee un extremo 346 y 348, respectivamente, que opera sobre el
transportador 334. Preferiblemente, el extremo 346, que se muestra
en la presente definiendo la entrada al horno 340, se dispone
directamente opuesto a la bobinadora 332, por el que las bobinas
formadas en la bobinadora pueden pasarse directamente a la sección
del horno 342.
Ventajosamente, el horno 340 puede calentarse
mediante quemadores suministrados por una fuente de combustible o
por inducción u otros medios de calentamiento eléctrico. El calor
para cada sección 342 o 344 del horno 340 se controla
independientemente y, si se desea, puede calentarse una sección del
horno solamente y excluir la otra sección.
Otros elementos que se usan en los procedimientos
de tratamiento térmico de los aparatos descritos incluyen un primer
tanque de enfriamiento 350 colocado inmediatamente adyacente a la
bobinadora 314 de la línea Garrett 312. Un segundo tanque de
enfriamiento 352 se coloca entre los extremos del horno 340,
mostrado en la presente adyacente al nexo 352 entre las dos
secciones del horno 342 y 344.
Se colocan ventiladores 356 adyacentes a un lado
periférico del transportador 334 por los que pueden enfriarse las
bobinas que conduce el transportador debido al enfriamiento forzado
al aire.
En la disposición presentada, se proporciona
opcionalmente una desviación en el transportador 358 para conducir
bobinas a una instalación de acabado en frío 360 en la que las
bobinas pueden someterse a procesos tales como decapado,
fosfatización y/o lubricación o similares. Las bobinas, tras ser
procesadas en dicha instalación, se pasan a un dispositivo de
compactado y atado de bobinas 362 antes de descargarlos de la
instalación.
A continuación se explica el funcionamiento de la
instalación de tratamiento térmico y enrollado en línea de material
de acero de sección pequeña que se describe en la presente para
aplicar diversas formas de tratamiento térmico.
Para el recocido de fácil trabajo de bobinas del
material, dicho material se somete a una baja temperatura de
laminado mediante la línea de enfriamiento por agua 322 y el bloque
de doble módulo 326 de la segunda línea, las bobinas se introducen
en el horno de recocido 340 inmediatamente después de ser enrolladas
en una bobinadora 332. Las bobinas se mantienen en el horno 340
hasta aproximadamente dos horas y a una temperatura a partir de
aproximadamente 600ºC hasta aproximadamente 850ºC. El laminado a
baja temperatura del material anterior a su introducción en el
horno 340 reduce considerablemente el tiempo que deben permanecer
las bobinas en el horno.
Para el recocido de fácil trabajo del material en
varillas conducido por la línea Garrett 312, el material se somete
a un laminado a baja temperatura mediante un dispositivo de control
de temperatura 212 y un bloque de reducción y redimensionamiento
216 y, tras enrollarlo en bobinas con una bobinadora 314 al final
de la línea Garret, las bobinas se conducen por el lado adyacente
del transportador anular 334 hasta el horno de recocido 340 para
calentarlas en condiciones similares a las descritas
anteriormente.
Para el recocido de esferoidización del material
laminado, el material, tras un laminado termomecánico o
termolaminado en un intervalo de temperatura entre aproximadamente
750ºC y aproximadamente 850ºC, se enrolla en bobinas y se introduce
inmediatamente en el horno de recocido de bobinas 340 durante un
período entre aproximadamente una hora y aproximadamente dos horas
para calentarlo a temperaturas comprendidas en el intervalo a
partir de aproximadamente 680ºC hasta aproximadamente 720ºC en el
que tiene lugar la esferoidización. Tras el tratamiento térmico, las
bobinas se llevan de nuevo al transportador 334 para el
enfriamiento final por aire.
Para el recocido de solubilización de aceros
inoxidables austeníticos, el material, que se ha sometido a un
laminado normal en el laminador 14, se enrolla mediante bobinadoras
314 al final de la línea Garret 312 a una temperatura de
aproximadamente 900ºC e inmediatamente se pasa por el transportador
330 hasta el horno de recocido de bobinas 340 para calentarlo hasta
aproximadamente 1000ºC y durante un período comprendido entre
aproximadamente treinta y sesenta minutos, para alcanzar el
recocido de solubilización. Por lo general, este procedimiento se
formará en una sección 342 del horno 340 por el que las bobinas,
tras alcanzar el recocido de solubilización, se enfrían bruscamente
en el tanque de enfriamiento 352 y por tanto se llevan de nuevo al
transportador para conducirlas a un punto del procesamiento
final.
Para la recristalización de los aceros
ferríticos, el proceso es similar al realizado para el recocido de
solubilización de aceros inoxidables austeníticos, con la excepción
de que las bobinas se calientan solamente a temperaturas
comprendidas en el intervalo de aproximadamente 700ºC hasta
aproximadamente 800ºC en el horno de recocido de bobinas 340 antes
de enfriarlas bruscamente en el tanque de enfriamiento 352.
Cuando el enfriamiento brusco y revenido debe
realizarse en materiales de varilla de mayor diámetro, el material,
tras someterse a un laminado convencional o termolaminado en la
sección que incluye el laminador 210, el dispositivo de control de
temperatura 212 y el bloque de reducción y redimensionamiento 216
se enrolla a una temperatura de aproximadamente 800ºC en las
bobinadoras 314 de la línea Garrett 312. Inmediatamente después de
enrollarlas, las bobinas se enfrían bruscamente en un tanque de
enfriamiento 350 a una temperatura de aproximadamente 100°C. A
continuación, las bobinas se conducen mediante el transportador 334
al horno de recocido de bobinas 340 para calentarlas a una
temperatura de revenido comprendida entre aproximadamente 700ºC y
500ºC durante un período de una a dos horas. A continuación, las
bobinas se enfrían al aire sobre el transportador 334 antes de
someterlas a un procesamiento adicional o descargarlas.
Se ha observado que el patentado del alambrón
producido en la segunda línea 316 puede realizarse mediante el
laminado termomecánico del material a aproximadamente 850ºC y, a
continuación, someterse al enfriamiento forzado por aire mediante
ventiladores colocados en el transportador de enfriamiento de
rodamiento 330 anterior al enrollado.
Deberá entenderse que una vez seguidas todas las
formas de tratamiento térmico precedentes, las bobinas se llevan de
nuevo al transportador 334 para transportarlas a áreas de
procesamiento adicional, como por ejemplo, a través de la
desviación del transportador 358 hasta la instalación de acabado en
frío 360 y empaquetamiento final mediante el dispositivo de
compactado y atado 262 anterior al transporte o almacenamiento.
Se entenderá que podrán realizarse diversos
cambios en los detalles, materiales y disposiciones de las partes
que se han descrito e ilustrado en la presente para explicar la
naturaleza de la invención, por aquellos expertos en la materia
conforme al principio y alcance de la invención tal como se expresa
en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (23)
1. Aparato para procesar material de acero
laminado en caliente de pequeña sección transversal, que
comprende:
- -
- un transportador (334) que presenta un recorrido cerrado;
- -
- una cámara de calentamiento de bobinas (340) dispuesta en correspondencia de dicho recorrido y que presenta una apertura de entrada (346) y una apertura de salida (348) que se comunican con dicho recorrido del transportador (334);
- -
- medios de enrollado (314, 332) adyacentes a dicho transportador para enrollar dicho material de acero en bobinas;
- -
- medios para transferir las bobinas enrolladas a dicho transportador, y
- -
- medios para trasladar dichas bobinas enrolladas por dicho recorrido del transportador, incluido el desplazamiento selectivo a través de dicha cámara de calentamiento de bobinas (340);
- -
- un tanque de enfriamiento (352) adyacente a dicha cámara de calentamiento de bobinas (340) para enfriar bruscamente los productos calentados en ésta.
2. Aparato según la reivindicación 1, en el que
dicha cámara de calentamiento de bobinas (340) es una cámara
alargada y dicho tanque de enfriamiento (352) se dispone entre los
extremos de la misma.
3. Aparato según la reivindicación 2, en el que
dicha cámara de calentamiento de bobinas presenta dos secciones
(342, 344);
medios para controlar la salida de calor en cada
sección independientemente de la otra; y
dicho tanque de enfriamiento se dispone entre
dichas secciones de dicha cámara de calentamiento de bobinas.
4. Aparato según la reivindicación 1, que incluye
medios adicionales de procesamiento de productos dispuestos en
posiciones equidistantes respecto al recorrido del
transportador.
5. Aparato según la reivindicación 4, en el que
dichos medios adicionales de procesamiento de productos incluyen
una máquina de compactado y atado de bobinas (336).
6. Aparato según la reivindicación 4, en el que
dichos medios adicionales de procesamiento de productos incluyen
una estación de pesaje y descarga (338).
7. Aparato según la reivindicación 5, en el que
dichos medios adicionales de procesamiento de productos incluyen
medios para el enfriamiento forzado por aire de dichas bobinas.
8. Aparato según la reivindicación 1, que incluye
medios corriente arriba de dichos medios de enrollado para dar
acabado a dicho material de acero laminado en caliente.
9. Aparato según la reivindicación 8, en el que
dichos medios de acabado de material comprenden una primera línea
de acabado de varillas para laminar una palanquilla a un tamaño de
alambrón.
10. Aparato según la reivindicación 8, en el que
dichos medios de acabado de material comprenden una segunda línea
de acabado de varillas definida por una línea Garrett.
11. Aparato según la reivindicación 8, en el que
dichos medios de acabado de material comprenden:
- una primera línea de acabado de varillas para
laminar una palanquilla a un tamaño de alambrón;
- una segunda línea de acabado de varillas
definida por una línea Garrett; y
- medios para desviar material laminado en
caliente a una de dicha primera línea de acabado y dicha segunda
línea de acabado.
12. Aparato según la reivindicación 11, en el que
dichos medios de enrollado de dicha primera línea de acabado y
dichos medios de enrollado de dicha segunda línea de acabado se
disponen ligeramente adyacentes entre sí.
13. Aparato según la reivindicación 9, en el que
dicha primera línea de acabado incluye un bloque de acabado, una
línea de enfriamiento, una cizalla de alta velocidad, un bloque de
doble módulo, medios para el fijado de bobinas de alambre y un
transportador de enfriamiento.
14. Aparato según la reivindicación 9, en el que
dichos medios de enrollado para dicha primera línea de acabado se
disponen opuestos a dicho transportador desde dicha entrada a dicha
cámara de calentamiento.
15. Aparato según la reivindicación 10, en el que
dicha línea Garrett incluye un tanque de enfriamiento para enfriar
bruscamente bobinas transferidas a dicho transportador.
16. Aparato según la reivindicación 1, en el que
dicho transportador es un transportador de caballete.
17. Aparato según la reivindicación 1, que
también incluye medios para dirigir las bobinas a un medio de
post-tratamiento térmico seleccionado del grupo
formado por medios de decapado de bobinas, medios de fosfatización y
medios de lubricación; y medios corriente abajo de dicho medio de
post-tratamiento térmico de compactado y atado de
dichas bobinas tratadas térmicamente.
18. Un procedimiento para el tratamiento térmico
de aceros estructurales aleados mediante un recocido de fácil
trabajo, recocido de rectificación y enfriamiento lento mediante el
funcionamiento del aparato de la reivindicación 1, que incluye las
etapas de:
- –
- tratamiento del material laminado, anterior al enrollado, en un dispositivo de laminado a baja temperatura;
- -
- calentamiento de dicha cámara de calentamiento de bobinas a una temperatura entre aproximadamente 600ºC y aproximadamente 850ºC;
- –
- transporte de bobinas de una de dichas líneas de acabado a dicha cámara de calentamiento de bobinas; y
- -
- permanencia de dichas bobinas en dicha cámara de calentamiento de bobinas hasta aproximadamente dos horas.
19. Un procedimiento para el tratamiento térmico
de aceros inoxidables austeníticos mediante un recocido por
solubilización mediante el funcionamiento del aparato de la
reivindicación 14 que comprende la etapa de enfriamiento brusco de
bobinas en dichos medios de enfriamiento brusco en dicha línea
Garrett.
20. Un procedimiento para el tratamiento térmico
de aceros inoxidables austeníticos mediante un recocido por
solubilización mediante el funcionamiento del aparato de la
reivindicación 1 que comprende las etapas de calentamiento de
bobinas en dicha cámara de calentamiento de bobinas a una
temperatura superior a 1000°C;
- -
- permanencia de dichas bobinas a dicha temperatura durante un tiempo efectivo para obtener el recocido por solubilización; y
- -
- enfriamiento brusco de dicha bobina calentada en dicho tanque de enfriamiento.
21. Un procedimiento para el tratamiento térmico
de bobinas de acero mediante el enfriamiento brusco y revenido
mediante el funcionamiento del aparato de la reivindicación 14 que
comprende las etapas de enfriamiento brusco de las bobinas en dicho
tanque de enfriamiento; y revenido de las bobinas enfriadas
bruscamente en la cámara de calentamiento de bobinas.
22. Un procedimiento para el tratamiento térmico
de bobinas de acero mediante el enfriamiento brusco y revenido
mediante el funcionamiento del aparato de la reivindicación 14 que
comprende las etapas de enfriamiento brusco de las bobinas en el
tanque de enfriamiento a una temperatura de aproximadamente
100ºC;
- -
- transferir dichas bobinas a dicha cámara de calentamiento de bobinas y calentar dichas bobinas a una temperatura de revenido comprendida entre aproximadamente 700ºC y 500ºC;
- -
- mantener dichas bobinas a dicha temperatura en dicha cámara de calentamiento de bobinas entre una y dos horas aproximadamente; y
- -
- a continuación, mantener dichas bobinas en dicho transportador para que se enfríen de forma natural.
23. Un procedimiento para el tratamiento térmico
de bobinas de acero mediante un recocido por esferoidización,
mediante el funcionamiento de un aparato según la reivindicación 1,
que incluye las etapas de:
- -
- tratamiento del material laminado, antes de su enfriamiento, en un dispositivo de termolaminado a una temperatura entre aproximadamente 750ºC y aproximadamente 850ºC;
- -
- calentamiento de una cámara de calentamiento a una temperatura entre aproximadamente 680ºC y aproximadamente 720ºC;
- -
- transporte de bobinas de una línea de acabado a dicha cámara de calentamiento de bobinas y permanencia de dichas bobinas en dicha cámara de calentamiento de bobinas durante un período de una a dos horas.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US315846 | 1999-05-21 | ||
| US09/315,846 US6264769B1 (en) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Coil area for in-line treatment of rolled products |
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|---|---|
| ES2203460T3 true ES2203460T3 (es) | 2004-04-16 |
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Family Applications (1)
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