ES2203507T3 - Cilindro de laminacion. - Google Patents
Cilindro de laminacion.Info
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Abstract
Cilindro de laminación de colada continua para una instalación de colada de cinta delgada, en particular para la colada continua de cintas delgadas de acero, con un núcleo esencialmente cilíndrico (1), con una camisa (2) de cobre o de una aleación de cobre, que en su caso está provista en su cara exterior de al menos un revestimiento (5), con un sistema de refrigeración interior (4), así como con un dispositivo de ajuste (8, 17, 20) para ajustar el contorno exterior del cilindro de laminación en las zonas extremas de su cara frontal (7), caracterizado por el hecho de que el dispositivo de ajuste presenta en cada zona extrema de la cara frontal del cilindro de laminación un disco de soporte (17) que se puede ajustar en la dirección longitudinal del cilindro de laminación, el cual se acopla en un anillo (8) que rodea radialmente el disco de soporte (17) y que se apoya interiormente en la camisa (2) en sus respectivas zonas extremas de la cara frontal, estando dicho anillo (8) inamoviblementefijado con respecto al núcleo (1) en la dirección longitudinal del cilindro de laminación.
Description
Cilindro de laminación.
La invención se refiere a un cilindro de
laminación de colada continua para una instalación de colada de
cinta delgada, en particular para la colada continua de cintas
delgadas de acero, con un núcleo esencialmente cilíndrico, con una
camisa de cobre o de una aleación de cobre, que en su caso está
provista en su cara exterior de al menos un revestimiento, con un
sistema de refrigeración interior, así como con un dispositivo de
ajuste para ajustar el contorno exterior del cilindro de laminación
en las zonas extremas de su cara frontal.
Un cilindro de laminación de colada continua de
este tipo se conoce, por ejemplo, a partir de la patente
EP-A-0664173. Los cilindros de
laminación de colada continua de este tipo tienen aplicación en la
colada continua de metales refractarios, como por ejemplo el acero.
En este caso se disponen dos cilindros de laminación de colada
continua de este tipo de forma paralela entre sí, puestos en
rotación en sentidos opuestos en torno a sus respectivos ejes. La
masa de metal fundido se vierte en una rendija definida entre los
cilindros de laminación y se enfría y se solidifica al entrar en
contacto con las superficies de los cilindros de laminación,
provistos de un sistema de refrigeración interior, así como al
atravesar la rendija, de manera que el metal sale de la rendija de
colada en forma de una cinta que en lo esencial está totalmente
solidificada. El grosor de la cinta lo determina la anchura de la
rendija de colada, y la anchura de la cinta la determina la longitud
de la rendija de colada, que está limitada en sus extremos por
superficies estancas apoyadas en las caras frontales de los
cilindros de laminación.
En este proceso se plantea el problema de los
abombamientos en las superficies de los cilindros de laminación de
colada continua, esto es, de la divergencia de las superficies del
cilindro de laminación con respecto a la forma deseada,
rigurosamente cilíndrica o ligeramente abombada. El motivo de ello
hay que buscarlo en las deformaciones térmicamente provocadas en las
camisas de los cilindros de laminación de colada continua, sometidos
a un fuerte calor.
Para disminuir el abombamiento de los cilindros
que se produce en el proceso de colada continua, o para regular ese
abombamiento de los cilindros, es conocido (patente
JP-A-6027446) el procedimiento de
disponer en los cilindros de laminación émbolos conificados. Estos
émbolos conificados se encuentran colocados de manera que se pueden
desplazar en dos espacios de deslizamiento de émbolo dispuestos en
los respectivos extremos opuestos del cilindro de laminación, de
manera que a causa del desplazamiento del émbolo conificado en
dirección axial se deforma la superficie del contorno exterior del
cilindro de laminación bajo la acción de cuña que ejerce ese émbolo
conificado. Sin embargo, en este caso no se puede evitar que los
émbolos, según su posición en los espacios de deslizamiento de
émbolo, ejerzan en diferentes lugares, vistos en la dirección
longitudinal del cilindro de laminación, fuerzas sobre ese cilindro
de laminación, esto es, sobre la camisa del cilindro de laminación,
debido a lo cual sólo con mucha dificultad es posible, si lo es, una
exacta compensación del abombamiento del cilindro.
Por razón de las elevadas corrientes térmicas
específicas que se originan en la colada de cinta delgada durante el
proceso de solidificación, se producen, especialmente en las zonas
extremas de la cara frontal de los cilindros de laminación de colada
continua, esfuerzos térmicos especiales (dilataciones y tensiones),
debido a lo cual se originan allí grosores de la cinta mayores que
en la zona media de una cinta colada. En lugar del perfil cóncavo
exigido, la cinta presenta un perfil con una forma convexa
localmente considerable. Ciertamente se ha intentado poner remedio
por medio de una compensación previa, esto es, dando al cilindro de
laminación un perfil cóncavo, pero ello sólo ha servido de ayuda con
limitaciones debido a la dependencia con respecto al grosor de la
cinta que se ajusta en general, a la velocidad de la colada, a la
altura del nivel del baño, y a los demás parámetros que influyen
sobre la solidificación y la disipación térmica, como, por ejemplo,
también la calidad del acero, la temperatura de la masa fundida,
etc.
A partir de la patente
EP-A-0664173, mencionada al
comienzo, se conoce el procedimiento de apoyar las zonas extremas de
la cara frontal de la camisa del cilindro de laminación de colada
continua en el núcleo a través de piezas de apoyo anulares, con
forma hueca, y hacer pasar agua caliente por las cavidades de esas
piezas huecas anulares, de manera que se transmiten a la camisa las
dilataciones térmicas que así se provocan, y la deforman hasta el
perfil deseado. Sin embargo, una construcción de este tipo hace que
el cilindro de laminación de colada continua resulte muy costoso,
toda vez que es necesario prever dos circuitos de agua diferentes, a
saber, por un lado el circuito de agua caliente para compensar las
deformaciones provocadas térmicamente, y por otro lado un circuito
de agua fría para la disipación térmica del calor desprendido por el
metal que se solidifica. Un cilindro de laminación de colada
continua de este tipo es, en consecuencia, caro y, para el servicio
duro de colada de una acería, arriesgado.
La invención se propone evitar estos
inconvenientes y dificultades y se plantea la tarea de crear un
cilindro de laminación de colada continua del tipo descrito al
comienzo, con el que por medios constructivamente sencillos se
consiga reducir, o compensar por completo, los abombamientos
térmicos. El cilindro de laminación de colada continua ha de ser
especialmente poco propenso a averías y suficientemente robusto para
un servicio continuo. Además, la construcción se ha de poder
fabricar de manera económica, y debe garantizar un funcionamiento
sencillo.
Esta tarea se resuelve en el caso de un cilindro
de laminación de colada continua del tipo descrito al comienzo
debido a que el dispositivo de ajuste presenta en cada zona extrema
de la cara frontal un disco de soporte que se puede ajustar en la
dirección longitudinal del cilindro de laminación, el cual agarra en
un anillo que rodea radialmente el disco de soporte y que se apoya
interiormente en la camisa en las respectivas zonas extremas de su
cara frontal, anillo inamoviblemente fijado con respecto al núcleo
en la dirección longitudinal del cilindro de laminación.
A partir de la patente
US-A-5.613.546 se conoce por él
mismo un disco de soporte para un cilindro de laminación de colada
continua; no obstante, este disco de soporte agarra directamente en
la camisa del cilindro de laminación y no sirve para compensar los
abombamientos térmicos, sino para centrar la camisa con respecto al
núcleo.
Según una forma de realización preferida, el
anillo se encuentra aislado por medio de una junta estanca, tanto
con respecto a la camisa como también con respecto al núcleo. Con
esto se garantiza una absoluta estanqueidad del sistema de
refrigeración interior del cilindro de laminación de colada
continua. Una estanqueidad de este tipo, por ejemplo, no se da sin
más en el caso de una construcción conforme a la patente
JP-A-60-27446. En
esta conocida construcción, los émbolos conificados se encuentran
dispuestos dentro del núcleo, y están rodeados exteriormente por el
sistema de refrigeración de la camisa. De esta manera, un
ensanchamiento de la camisa por medio del émbolo produce un
desplazamiento radial de los tubos de admisión y de desagüe del
sistema de refrigeración interior de la camisa.
Preferentemente, el disco de soporte está
provisto en su cara periférica exterior de una superficie
troncocónica, la cual se apoya sobre una superficie troncocónica
opuesta situada en el anillo en su cara periférica interior.
Una forma de realización constructivamente
sencilla de fabricar y de funcionamiento seguro se caracteriza por
el hecho de que para el ajuste del disco de soporte en la dirección
longitudinal del cilindro de laminación de colada continua hay
previstos varios tornillos, dispuestos de forma repartida en la
proximidad del contorno exterior del disco de soporte, por medio de
los cuales se puede ajustar el disco de soporte con respecto al
núcleo, encontrándose los tornillos de manera ventajosa atornillados
en agujeros ciegos dispuestos en el núcleo. En este caso el ajuste
de los discos de soporte se lleva a cabo antes del comienzo de la
colada.
Otra forma de realización preferida está
caracterizada por el hecho de que el disco de soporte se puede
ajustar con respecto al núcleo en la dirección longitudinal del
cilindro de laminación de colada continua por medio de una tuerca
anular.
Para poder llevar a cabo un ajuste durante la
colada de la cinta, conforme a otra forma de realización preferida
el disco de soporte se puede ajustar con respecto al núcleo en la
dirección longitudinal del cilindro de laminación de colada continua
de manera hidráulica.
De manera apropiada, el anillo se extiende hasta
un máximo de 75 mm desde la zona extrema frontal en la dirección
longitudinal del cilindro de laminación de colada continua hacia su
centro, preferentemente hasta 50 mm, en particular hasta 35 mm.
La camisa presenta preferentemente en las zonas
extremas de su cara frontal, en las que se da un contacto con el
anillo, un grosor inferior o igual a 50 mm.
A continuación se explica con más detalle la
invención con ayuda de un ejemplo de realización representado en el
dibujo, ilustrando la figura contenida en el dibujo un corte axial a
través de un cilindro de laminación de colada continua.
Se indica mediante la referencia numérica 1 un
tambor de acero que forma el núcleo del cilindro de laminación de
colada continua. El tambor de acero 1 o el núcleo 1 está provisto de
conductos de paso para un refrigerante que se puede hacer entrar y
salir en dirección axial. Este núcleo 1 está rodeado exteriormente
por una camisa 2 de cobre o de una aleación de cobre, siendo el
grosor 3 de la camisa de entre 40 y 45 mm. La camisa 2 presenta en
su cara interior canales por los que circula el refrigerante, de
manera que es posible una intensa disipación térmica a través de la
camisa 2.
La longitud del cilindro de laminación de colada
continua es de entre 1 y 2 m; en la actualidad se construyen
preferentemente cilindros de laminación con longitudes de entre 1100
y 1800 mm.
La camisa está provista exteriormente de un
revestimiento 5 de níquel o de cromo. Este revestimiento 5 se
extiende también sobre las caras frontales 6 de la camisa. Las zonas
extremas 7 de la cara frontal de la camisa 2 sobresalen más allá del
tambor de acero o núcleo 1 en la dirección longitudinal del cilindro
de laminación, y lo hacen hasta un máximo de 75 mm, preferiblemente
menos de 50 mm. En esta zona saliente 7 se apoya interiormente en la
camisa 2 un anillo 8, hallándose dispuesta entre la cara periférica
exterior 9 del anillo 8 y la camisa 2 una junta estanca 10,
insertada en una ranura periférica 11 del anillo 8.
Además de eso, el anillo 8 está fijado al núcleo
por medio de tornillos 12 en la dirección axial del cilindro de
laminación de colada continua, y asimismo aislado del núcleo 1 por
medio de una junta estanca 13, que se encuentra insertada en una
ranura anular 14 de una cara lateral interior 15 del anillo 8, de
manera que se impide que el refrigerante que fluye a través del
núcleo 1 a los canales 4 de refrigerante de la camisa 2, y de nuevo
de vuelta al núcleo 1, salga del cilindro de laminación.
La cara periférica interior 16 del anillo 8 que
mira hacia el eje de giro está modelada con forma de cono truncado,
y de manera que se estrecha en dirección al centro de cilindro de
laminación de colada continua. En esa superficie troncocónica 16 se
apoya un disco de soporte anular 17 con una superficie periférica
exterior 18 que está modelada asimismo con forma troncocónica, y
además simétricamente opuesta a la superficie troncocónica 16 del
anillo 8. En el ejemplo de realización representado, este disco de
soporte 17 se puede ajustar en la dirección axial del cilindro de
laminación por medio de varios tornillos 20 atornillados en agujeros
ciegos 19 del núcleo 1, con lo que se produce un ensanchamiento del
anillo 8, y en consecuencia un ensanchamiento, en la medida deseada,
de la zona extrema 7 de la cara frontal de la camisa 2. Los
tornillos 20 se encuentran situados en las proximidades del contorno
exterior del disco de soporte anular 17, a fin de evitar combaduras
o alabeos del disco de soporte 17.
Tal como se deduce inmediatamente de esta
construcción descrita y representada, cuando se desplaza o se ajusta
el disco de soporte 17, el anillo 8 que descansa sobre él sólo se
ensancha, sin que se modifique no obstante su posición axial con
respecto al núcleo 1. Con el fin de garantizar un ensanchamiento,
esto es, una dilatación en dirección radial o en dirección
circunferencial del anillo 8, los tornillos 20, con los que el
anillo está fijado al núcleo 1, están apretados sólo en la medida
necesaria para garantizar una estanqueidad entre el anillo 8 y el
núcleo 1, siendo sin embargo posible, cuando se aplica una fuerza
mayor, un deslizamiento de la superficie lateral interior 15 del
anillo 8 que se apoya en la superficie frontal exterior del núcleo
1.
Una especial ventaja de la construcción conforme
a la invención se puede ver en el hecho de que se hace posible un
ajuste del perfil de la generatriz del cilindro de laminación de
colada continua dependiendo de las condiciones de colada o de
solidificación proyectadas y/o actuales, de manera que se pueda
producir el perfil transversal del espesor de la cinta apropiado o
todavía aceptable en cada caso, sin que sean necesarios costosos
procedimientos de mecanización con arranque de virutas, como el
torneado y rectificado. Especialmente en el caso de un revestimiento
superficial 5 delgado muy duro, como por ejemplo una capa de cromo
sobre la camisa 2, eso supone una gran ventaja, ya que cada ajuste
de perfil con arranque de virutas haría necesario también un nuevo
revestimiento de la camisa 2. En el caso de un ajuste del perfil con
arranque de virutas serían necesarios además tiempos muertos en la
instalación para poder llevar a cabo los necesarios cambios de los
cilindros de laminación de colada continua. Además de eso, también
habría que mantener en almacén varios cilindros de laminación de
colada continua. Conforme a la invención tienen lugar, en
consecuencia, menores gastos de inversión y de almacenamiento, así
como una menor proporción de tiempos muertos en la instalación.
Claims (9)
1. Cilindro de laminación de colada continua para
una instalación de colada de cinta delgada, en particular para la
colada continua de cintas delgadas de acero, con un núcleo
esencialmente cilíndrico (1), con una camisa (2) de cobre o de una
aleación de cobre, que en su caso está provista en su cara exterior
de al menos un revestimiento (5), con un sistema de refrigeración
interior (4), así como con un dispositivo de ajuste (8, 17, 20) para
ajustar el contorno exterior del cilindro de laminación en las zonas
extremas de su cara frontal (7), caracterizado por el hecho
de que el dispositivo de ajuste presenta en cada zona extrema de la
cara frontal del cilindro de laminación un disco de soporte (17) que
se puede ajustar en la dirección longitudinal del cilindro de
laminación, el cual se acopla en un anillo (8) que rodea radialmente
el disco de soporte (17) y que se apoya interiormente en la camisa
(2) en sus respectivas zonas extremas de la cara frontal, estando
dicho anillo (8) inamoviblemente fijado con respecto al núcleo (1)
en la dirección longitudinal del cilindro de laminación.
2. Cilindro de laminación de colada continua
según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que
el anillo (8) se encuentra herméticamente aislado por medio de una
junta estanca (10, 13), tanto con respecto a la camisa (2) como
también con respecto al núcleo (1).
3. Cilindro de laminación de colada continua
según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por el hecho
de que el disco de soporte (17) está provisto en su cara periférica
exterior de una superficie troncocónica, la cual se apoya sobre una
superficie troncocónica opuesta situada en el anillo (8) en su cara
periférica interior (16).
4. Cilindro de laminación de colada continua
según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado por el hecho de que para el ajuste del disco de
soporte (17) en la dirección longitudinal del cilindro de laminación
hay previstos varios tornillos (20), dispuestos de forma repartida
en la proximidad del contorno exterior del disco de soporte (17),
por medio de los cuales se puede ajustar el disco de soporte (17)
con respecto al núcleo (1).
5. Cilindro de laminación de colada continua
según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que
los tornillos (20) se encuentran atornillados en agujeros ciegos
(19) dispuestos en el núcleo (1).
6. Cilindro de laminación de colada continua
según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado por el hecho de que el disco de soporte (17) se
puede ajustar con respecto al núcleo (1) en la dirección
longitudinal del cilindro de laminación por medio de una tuerca
anular.
7. Cilindro de laminación de colada continua
según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado por el hecho de que el disco de soporte (17) se
puede ajustar con respecto al núcleo (1) en la dirección
longitudinal del cilindro de laminación de manera hidráulica.
8. Cilindro de laminación de colada continua
según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado por el hecho de que el anillo (8) se extiende
hasta un máximo de 75 mm desde la zona extrema frontal en la
dirección longitudinal del cilindro de laminación hacia su centro,
preferentemente hasta
50 mm, en particular hasta 35 mm.
50 mm, en particular hasta 35 mm.
9. Cilindro de laminación de colada continua
según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado por el hecho de que la camisa (2) presenta en
las zonas extremas de su cara frontal (7), en las que se da un
contacto con el anillo (8), un grosor inferior o igual a 50 mm.
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