ES2212490T3 - Perfeccionamientos introducidos en los hornos de recalentamiento de productos siderurgicos. - Google Patents
Perfeccionamientos introducidos en los hornos de recalentamiento de productos siderurgicos.Info
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Abstract
Se presentan mejoras para hornos para recalentar acero. Un horno para el recalentamiento del acero, que reduce o elimina pérdidas de producción mientras se recalienten lotes de productos con estados térmicos diferentes introducidos sucesivamente dentro del horno incorpora al menos dos zonas de ecualización. Las zonas pueden ser atravesadas por los productos a diferente velocidad para alcanzar otras zonas, regulada como función del objetivo térmico de los productos que están siendo recalentados. Al menos una de las zonas se utiliza, como zona de calentamiento.
Description
Perfeccionamientos introducidos en los hornos de
recalentamiento de productos siderúrgicos.
La presente invención se refiere a un horno de
recalentamiento de productos siderúrgicos con miras a reducir o
eliminar las pérdidas de producción en los recalentamientos de lotes
de productos diferentes introducidos sucesivamente en el horno.
El documento US 3.304.210 se refiere a un
procedimiento para el recalentamiento de palanquillas con limitación
de su descarburación. Este procedimiento consiste en recalentar las
palanquillas a velocidad lenta hasta una temperatura del orden de
los 600ºC luego, por encima de esta temperatura, se acelera la
transferencia de palanquillas con el fin de limitar su tiempo de
permanencia en una zona donde se produce la descarburación. La
reducción del tiempo de permanencia de las palanquillas en el horno
está prevista para limitar las reacciones químicas que se operan en
la superficie de los productos. Este documento no menciona el
problema del laminado en la secuencia de un horno de recalentamiento
y de las pérdidas de producción eventuales durante el
recalentamiento de lotes de productos diferentes.
En efecto, se sabe que los hornos de
recalentamiento están destinados para llevar a las temperaturas
requeridas para el laminado, productos siderúrgicos tales como
llantones, tochos, desbastes, piezas desbastadas o cualquier otro
semiproducto siderúrgico.
Se sabe igualmente que el laminado, según la
naturaleza del procedimiento puesto en práctica o del espesor final
del producto acabado a obtener, exige un tratamiento térmico y una
dureza precisa del producto a laminar. Esta dureza depende, para un
metal de composición química dada, de la temperatura a la cual el
producto ha sido calentado.
Las temperaturas de productos exigidas por las
operaciones de laminado se caracterizan por:
- -
- la temperatura media del producto y,
- -
- la homogeneidad de temperatura del producto, por ejemplo entre su superficie superior, su centro y su superficie inferior.
La precisión del estado térmico de los productos
(temperatura media y homogeneidad de temperatura) es imperativa para
la calidad del laminado de los aceros, en particular de los aceros
con elevado contenido en carbono, aceros inoxidables, aceros
ferríticos y austeníticos, aceros al silicio, etc
El nivel de temperatura media se obtiene por el
paso de los productos por zonas denominadas de calentamiento que se
caracterizan por un aporte térmico importante que produce una gran
heterogeneidad térmica en los productos.
La homogeneidad de temperatura de los productos
alcanza los niveles deseados gracias al paso de los indicados
productos, durante un tiempo controlado, por una zona de igualación
en la cual el aporte de calor es muy bajo, lo cual permite obtener
la homogeneización de las temperaturas en el seno de los
productos.
En el momento actual, los hornos de
recalentamiento conocidos para productos siderúrgicos, antes del
laminado, se caracterizan por:
- una inercia térmica importante del horno que
limita los cambios rápidos de la temperatura de este último y,
- el número limitado de las zonas de regulación
del horno que, particularmente por motivos de construcción, no
permite un control preciso de las temperaturas por toda la extensión
del horno.
Estas dos características de los hornos conocidos
de recalentamiento limitan la flexibilidad de estos hornos así como
su capacidad para recalentar, de forma ininterrumpida, lotes de
productos diferentes, en particular, por sus características físicas
de:
- temperatura de enhornado,
- dimensiones o formas y
- clases de acero, o lotes de productos
diferentes, en particular para su objetivo de térmica de
recalentamiento caracterizado por:
- su temperatura de deshornado,
- la homogeneidad de la temperatura de
deshornado,
- la presencia de trazas negras,
- las pérdidas al fuego,
- la deformación,
- la descarburación, o
- el tratamiento térmico.
La figura 1 de los dibujos adjuntos es un esquema
que ilustra un ejemplo de recalentamiento de dos lotes de productos
con objetivos de temperaturas de deshornado diferentes. Este esquema
representa las temperaturas de deshornado en función del tiempo.
Así, como se aprecia en este esquema, los
productos del primer lote deben ser recalentados a una temperatura
T1 y los productos del segundo lote deben ser recalentados a una
temperatura T2. Los productos 1 a 5 que pertenecen al primer lote
son deshornados en los instantes t1 a t5 después de haber sido
calentados a una temperatura que está situada dentro del margen de
tolerancia de la temperatura T1. De igual modo, los productos 8 a 13
que forman parte del segundo lote son deshornados en los instantes
t8 a t13, después de haber sido calentados a una temperatura situada
dentro del margen de tolerancia de la temperatura T2.
Los productos 6 y 7, deshornados dentro del
margen de tiempos comprendida entre t5 y t8 presentan una
temperatura que está situada fuera de las tolerancias de las
temperaturas T1 y T2 y, por consiguiente, no pueden ser colocados ni
en el primer lote, ni en el segundo lote y deben por consiguiente
ser desclasificados o desechados. Con el fin de evitar una pérdida
de este tipo de materia, en el momento actual, se suprimen los
productos 6 y 7, fuera de tolerancias, en el enhornado del horno.
Sucede que los emplazamientos de estos productos constituyen lo que
conviene denominar un "agujero" en la carga del horno. La
presencia de este agujero produce una discontinuidad en el
deshornado y en la cadencia de alimentación del laminador
posicionado río abajo del horno, entre los instantes t5 y t8, lo
cual se traduce por una pérdida de producción que corresponde al
intervalo de tiempo situado entre dos productos térmicamente
aceptables.
El principio expuesto anteriormente con
referencia a la figura 1 para una temperatura de deshornado T2
superior a la temperatura de deshornado T1 se puede transponer en
caso en que la temperatura T2 sea inferior a T1. Durante el tiempo
de paso de la temperatura T1 a la temperatura T2, será necesario
prever "agujeros" en la carga con el fin de suprimir los
productos cuya situación térmica no corresponda ni al primer lote,
ni al segundo lote.
El principio expuesto anteriormente para cambios
de temperaturas entre dos lotes de productos se puede igualmente
transponer a todas las modificaciones de regulación de un horno
resultante de una modificación de una o varias características
físicas de los productos de un primer lote hacia un segundo lote
diferente o de una modificación de sus objetivos térmicos.
Los "agujeros" constituyen separaciones
físicas entre los diferentes lotes. Permiten dejar el tiempo en las
zonas del horno para pasar de la temperatura de zona de un lote a la
temperatura de zona del lote siguiente.
Los agujeros presentan el inconveniente de
producir pérdidas de producción significativas que son tanto más
importantes cuando:
- -
- la diferencia entre los estados térmicos del primer y del segundo lote es grande,
- -
- la precisión del estado térmico requerida para los productos de cada lote en el deshornado es elevada,
- -
- la inercia del horno es importante y,
- -
- el modo de funcionamiento por lote es frecuente.
Partiendo de este estado de la técnica, la
invención se propone aportar perfeccionamientos en un horno de
recalentamiento de productos siderúrgicos que permite reducir o
suprimir las pérdidas de producción durante el recalentamiento de
lotes de productos cuyo estado térmico es diferente, introducidos
sucesivamente en el horno, caracterizándose estos perfeccionamientos
porque el indicado horno comprende zonas de calentamiento seguidas
de al menos dos zonas de igualación:
- -
- una al menos que puede ser atravesada por los productos a una velocidad diferente de la de las otras zonas, siendo esta velocidad regulable en función del objetivo térmico de los productos a calentar,
- -
- pudiendo una al menos ser utilizada como zona de calentamiento.
La presente invención se aplica más
particularmente a un horno de recalentamiento de llantones, tochos,
palanquillas, piezas desbastadas o cualquier otro
semi-producto siderúrgico.
Según un modo de realización preferido de la
invención, se prevén al menos dos zonas de igualación sucesivas de
las cuales una al menos puede ser utilizada para la homogeneización
de la temperatura de los productos.
La figura 2 de los dibujos adjuntos ilustra el
principio de funcionamiento de un horno provisto de los
perfeccionamientos objeto de la presente invención. Esta figura es
un esquema en el cual el lecho de productos ha sido representado en
el horno frente a la o las zonas de calentamiento y por al menos
dos zonas de igualación designadas respectivamente zona E1 y zona E2
que siguen a la o las zonas de calentamiento. Este esquema se
refiere a un ejemplo de funcionamiento del horno durante un paso de
un primer lote de productos designados por las referencias 1 a 10 a
un segundo lote de productos referenciados con 11 a 23.
La diferencia de regulación de las zonas del
horno para el recalentamiento de los productos del primero y del
segundo lote puede ser impuesta por una o varias diferencias entre
las características físicas de los productos de estos dos lotes, por
una diferencia entre los objetivos térmicos de los productos o por
una diferencia en lo que respecta a las necesidades de los equipos
de laminado situados río abajo del horno.
El esquema de la figura 2 se refiere a un ejemplo
de funcionamiento del horno relativo a un recalentamiento de dos
lotes de productos: siendo el primer lote recalentado a una
temperatura T1 y el segundo lote recalentado a una temperatura T2,
siendo la temperatura T2 superior a la temperatura T1. El experto en
la materia comprenderá que este principio se puede fácilmente
transponer al funcionamiento del horno para cualquier modificación
de ajuste relacionada con el recalentamiento de productos cuyas
características físicas o los objetivos térmicos son diferentes.
Así como se apreciará a continuación, según la
presente invención, se optimiza la longitud de los "agujeros"
en la carga del horno entre dos lotes de productos de objetivos
térmicos diferentes, en función de las características del horno, de
los productos y de las cadencias de deshornado, sin crear
discontinuidad de deshornado de los productos del horno, por
consiguiente pérdida de producción.
Siempre haciendo referencia a la figura 2:
La parte (1) se refiere a la configuración de un
lote de productos similares introducidos en el horno, desplazándose
todos los productos 1-10 a una velocidad idéntica y
según una curva de temperatura similar durante su paso por el
horno.
Todos los productos del lote se recalientan hasta
el final de la zona E1 y se igualan durante su paso por la zona E2.
La zona E1 se comporta pues como una zona de calentamiento para los
productos de este lote.
La cadencia de deshornado es constante para
alimentar el laminador situado río abajo del horno: en este ejemplo,
el producto designado por la referencia 10 está listo para ser
deshornado.
Las partes (2) y (3) presentan el momento del
cambio del lote de productos en el enhornado. Una interrupción de la
carga de los productos constituye un "agujero" en la carga
entre el último producto del primer lote designado por la referencia
1 y el primer producto del segundo lote designado por la referencia
11. La longitud de este "agujero" perfectamente visible en la
figura 2, puede ser superior o inferior a la longitud de la zona de
igualación E2. Esta longitud está definida en función de la
diferencia entre los objetivos térmicos de los productos del primer
lote y los del segundo lote y en función de la inercia del horno. La
cadencia del deshornado de los productos permanece constante con el
deshornado de los productos designados por las referencias 8 y 7 que
han seguido una curva de temperatura adaptada a su objetivo
térmico.
La parte (4) del esquema de la figura 2 muestra
como se realiza el desplazamiento del "agujero" en función del
avance del lecho de productos en el horno. El "orificio"
permite adaptar las temperaturas de las zonas del horno a los
objetivos térmicos de los productos del primer y segundo lote.
La parte (5) representa le llegada del primer
producto del segundo lote designado por la referencia 11, al final
de la zona de calentamiento. Las consignas de la zona E1 se
modifican entonces con el fin de responder a la necesidad térmica de
los productos del segundo lote.
La parte (6) representa la posición del lecho de
productos en el horno cuando los productos del segundo lote penetran
en la zona E1 para ser en ella homogeneizados. El estado térmico de
estos productos será conforme al objetivo térmico fijado al final de
esta zona. La cadencia de deshornado de los productos permanece
constante con el deshornado del último producto del primer lote,
designado por la referencia 1, que ha seguido una curva de
temperatura adaptada a su objetivo térmico.
La parte (7) de la figura 2 ilustra la llegada
del primer producto del segundo lote, designado por la referencia
11, al final de la zona de igualación E1. Los productos del segundo
lote han experimentado un recalentamiento que ha llevado los
primeros productos de este lote designados por las referencias 11 y
12 a un estado próximo a su objetivo térmico. La zona de
homogeneización E2 está vacía de todo producto y las consignas de
esta zona E2 pueden ser modificadas con el fín de responder a las
necesidades térmicas de los productos del segundo lote.
La parte (8) representa la situación de los
productos del segundo lote en el extremo de la zona E1. Para
mantener la cadencia de deshornado de los productos, sería necesario
hace avanzar rápidamente el lecho de productos en el horno con el
fin de colocar el producto designado por la referencia 11 en
posición de deshornado. Este avance rápido de los productos produce
el desplazamiento de los primeros productos del segundo lote en la
zona E2 cuya regulación no corresponde a estos productos, así como
la disminución del tiempo de permanencia de los productos situados
en el horno. El avance rápido de los productos en el horno produce
una degradación del estado térmico de los productos que están
situados en las zonas de calentamiento o en la zona de igualación
E2.
Con el fin de evitar este problema, la invención
prevé utilizar sistemas mecánicos que aseguran una transferencia
rápida de los productos en la o las últimas zonas del horno, con el
fin de controlar la incidencia de esta zona en el estado térmico del
producto transferido, o con el fin de limitar o suprimir las
pérdidas de producción no obstante de la presencia de los
"agujeros" en la carga del horno. De igual modo, se prevén
sistemas mecánicos que permiten deshornar rápidamente productos con
el fin de controlar la incidencia de la o de las últimas zonas del
horno sobre el estado térmico del procedimiento. En el ejemplo
ilustrado por el esquema de la figura 2, tales equipos térmicos de
transferencia rápida se utilizan para deshornar el producto
designado por la referencia 11, permitiendo esta transferencia
rápida mantener la cadencia del deshornado del horno que recalienta
los productos del segundo lote, conforme al objetivo térmico
fijado.
Según la presente invención, esta transferencia
térmica rápida de uno o de varios productos puede ser obtenida
gracias a:
- un dispositivo de deshornado de largo recorrido
que coge el producto en la unión de las zonas E1 y E2 con el fin de
extraerlo del horno;
- un equipo mecánico de transferencia de
productos en el horno cuyo tramo correspondiente a la zona E2 está
animado con movimientos independientes de los otros tramos que
constituyen las otras zonas del horno. El tramo del equipo mecánico
de transferencia de la zona E2 permite un desplazamiento rápido de
un producto a deshornar en toda la extensión de la zona E2 con el
fin de colocar este producto en una posición que permita su
evacuación por la máquina de deshornado. El deshornado del producto
puede realizarse de forma frontal o lateral con relación al
horno.
Ejemplos de realización no limitativos de estos
equipos mecánicos se describirán a continuación con referencia a las
figuras 4 y 5 de los dibujos adjuntos. Aunque evidentemente, se
puede utilizar cualquier otro dispositivo equivalente.
La parte (9) del esquema de la figura 2 ilustra
un ejemplo de funcionamiento del horno durante todo el período donde
las condiciones térmicas de la zona de igualación E2 son
incompatibles con los objetivos de los productos del segundo lote.
Durante este periodo, los productos designados por las referencias
12 y 13 son rápidamente deshornados por los equipos mecánicos que
están previstos con este fin en la zona E2, como se ha mencionado
anteriormente, con el fin de alimentar el laminador.
Después de cada deshornado de producto, los
sistemas de soporte y de transferencia de los productos que están
previstos en la o las zonas de calentamiento y en la zona E1 (y que
se describirán a continuación con referencia a las figuras 4 y 5)
desplazan el lecho de productos del horno hasta llevar un producto
en posición de espera al final de la zona E1. En este ejemplo, el
producto designado por la referencia 14 ocupa esta posición de
espera.
La parte (10) se refiere al funcionamiento del
horno cuando las condiciones térmicas de la zona de igualación E2 se
han hecho compatibles con los objetivos térmicos de los productos
del segundo lote.
La zona de igualación E2 se utiliza para la
homogeneización de las temperaturas de los productos del segundo
lote, utilizándose la zona de igualación E1, bien sea para la
igualación, o para el final del calentamiento de los productos.
La transferencia de los productos del segundo
lote en la zona E2 se realiza en una o varias veces con el fin de
asegurar el mantenimiento del objetivo térmico de los productos del
segundo lote en las tolerancias previamente definidas.
Ahora se hace referencia a las figuras 3 a 5 que
ilustran ejemplos de realización de sistemas mecánicos utilizados
para asegurar la translación de los productos en la zona E2 del
horno.
En estas figuras:
La figura 3 es una vista esquemática en alzado
lateral de un horno convencional para el recalentamiento de
productos siderúrgicos al cual se aplica la presente invención.
La figura 4 es una vista similar a la figura 3
que ilustra un sistema que permite realizar las funciones de la
invención definida anteriormente y,
La figura 5 es una vista similar a las figuras 3
y 4 que ilustra otro dispositivo para la realización de las
funcionales de la invención.
Haciendo referencia a la figura 3 se aprecia que,
en un horno según la técnica tradicional, los productos a recalentar
designados por la referencia 1 se tratan en un recinto
calorifugueado 2 con la ayuda de quemadores representados de forma
esquemática en 3. Los productos son soportados y transferidos por
toda la extensión del horno con la ayuda de largueros fijos y
móviles designados por la referencia 4. Los largueros móviles son
solidarios de un bastidor 5 que permite su movimiento en translación
horizontal, basándose el conjunto en un sistema constituido por una
viga 6 que se apoya así mismo sobre unos rodillos que pueden
desplazarse por unas cuñas en forma de plano inclinado, estando este
sistema concebido de forma que permita un movimiento de
levantamiento de los largueros móviles. El movimiento de translación
de los productos se obtiene con la ayuda de un gato 7 que actúa
sobre el bastidor 5, mientras que el movimiento de levantamiento se
obtiene por mediación de un gato 8 que desplaza el bastidor 6 a lo
largo de planos inclinados. En un horno de este tipo, el conjunto
del lecho de productos tales como 1 se basa en un equipo único de
soportado/transferencia, desplazándose todos los productos del lecho
a la misma velocidad y a la misma distancia, en cada movimiento de
dicho equipo.
Según la presente invención, las funciones que
han sido mencionadas en la descripción dada anteriormente se
realizan con la ayuda de sistemas mecánicos que aseguran una
transferencia rápida de los productos, en la o las últimas zonas del
horno, pudiendo estos sistemas mecánicos además asegurar un
deshornado rápido de los productos por evacuación frontal o
lateral.
Haciendo ahora referencia a la figura 4 que
ilustra un primer ejemplo de realización de un dispositivo que
permite realizar las funciones de la invención. Este dispositivo
comprende esencialmente brazos designados por la referencia 10 y
accionados por un dispositivo 11 con miras a coger los productos.
Los brazos tales como 10 están por consiguiente situados
sensiblemente a nivel de los largueros que soportan y transfieren
los productos. En el ejemplo ilustrado por el dibujo, el producto a
deshornar designado por la referencia 9 está situado al final de la
zona de igualación (E1) en la figura 2 y es cogido por los brazos 10
con el fin de ser sacado del horno en una sola operación con el fin
de realizar la alimentación del laminador (no representado en el
dibujo). Así, este sistema permite realizar una transferencia rápida
de los productos a la última zona del horno así como su deshornado
rápido, con el fin de controlar la incidencia de la o de las últimas
zonas del horno sobre el estado térmico del producto. Se apreciará
que el sistema de deshornado constituido por los brazos 10 y su
dispositivo de accionamiento 11, puede estar dispuesto de forma que
asegure una evacuación frontal o lateral del horno, de un producto
cogido por el indicado sistema en el interior del horno, en un punto
dado de su ciclo térmico con miras a su evacuación al exterior del
horno, por ejemplo hacia un laminador (no representado en el
dibujo).
Haciendo ahora referencia a la figura 5 que
ilustra otro ejemplo de realización de un dispositivo mecánico que
permite realizar las funciones de la invención.
En esta realización, se prevé un tramo
independiente de soportado y de transferencia de los productos al
interior del horno, permitiendo este tramo un desplazamiento del o
de los productos soportados a una velocidad independiente de la de
los productos
Claims (8)
1. Horno de recalentamiento de productos
siderúrgicos con miras a reducir o suprimir las pérdidas de
producción durante el recalentamiento de lotes de productos cuyo
estado térmico es diferente, introducidos sucesivamente en el horno,
caracterizado porque el indicado horno comprende zonas de
calentamiento seguidas por al menos dos zonas de igualación (E1,
E2):
- -
- pudiendo la primera zona de igualación (E1) al menos ser utilizada como zona de calentamiento,
- -
- pudiendo la última zona de igualación (E2) al menos ser atravesada por los productos, a una velocidad diferente de la de las demás zonas, siendo esta velocidad regulable en función del objetivo térmico de los productos a recalentar.
2. Horno según la reivindicación 1,
caracterizado porque el indicado horno de recalentamiento se
aplica en el recalentamiento de llantones, tochos, palanquillas,
piezas de desbaste y otros semi-productos
siderúrgicos.
3. Horno según la reivindicación 1,
caracterizado porque el indicado horno comprende al menos dos
zonas de igualación sucesivas, siendo una al menos utilizada con el
fin de asegurar la homogeneización de la temperatura de los
productos.
4. Horno según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el indicado
horno está provisto de sistemas mecánicos (10, 11; 12, 15, 16) que
asegura la transferencia rápida de los productos (9; 13) en la o las
últimas zonas del horno.
5. Horno según la reivindicación 4,
caracterizado porque los indicados sistemas mecánicos (10,
11; 12, 15) aseguran igualmente un deshornado rápido de los
productos.
6. Horno según una de las reivindicaciones 4 ó 5,
caracterizado porque los indicados sistemas mecánicos (10,
11; 12, 15) se realizan con el fin de asegurar una evacuación
frontal o lateral de un producto tomado del interior del horno en un
punto dado de su ciclo térmico con miras a su evacuación hacia el
exterior del horno.
7. Horno según una cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque los indicados
sistemas mecánicos comprenden brazos (10) de agarre de los productos
y de los medios (11) para accionar los indicados brazos.
8. Horno según una cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque los indicados
sistemas mecánicos se realizan en forma de un tramo independiente
(12), de soporte y de transferencia de los productos en el interior
del horno, asegurando este tramo un desplazamiento de los productos
a una velocidad independiente de la de los productos soportados y
transferidos por los demás tramos del horno.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9807374A FR2779742B1 (fr) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | Perfectionnements apportes aux fours de rechauffage de produits siderurgiques |
FR9807374 | 1998-06-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2212490T3 true ES2212490T3 (es) | 2004-07-16 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES99401285T Expired - Lifetime ES2212490T3 (es) | 1998-06-11 | 1999-05-28 | Perfeccionamientos introducidos en los hornos de recalentamiento de productos siderurgicos. |
Country Status (8)
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US (1) | US6238210B1 (es) |
EP (1) | EP0971192B1 (es) |
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