ES2250232T3 - Cilindro de fundicion continua. - Google Patents
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Abstract
Rodillo de colada continua (1), en particular para producir tiras de aluminio o de aleación de aluminio, que comprende un cuerpo de rodillo (2) que tiene una parte central (3) sustancialmente cilíndrica y una camisa (6) para el revestimiento de dicha parte central (3) del cuerpo de rodillo (2) que está diseñada para entrar en contacto con el material fundido, una pluralidad de ranuras circunferenciales (7) que están conformadas en la superficie interna de dicha camisa (6) y que discurren alrededor del eje de dicha camisa (6), pudiendo suministrarse a dichas ranuras un fluido refrigerante, dicha parte central (3) del cuerpo de rodillo (2) tiene, en su superficie cilíndrica que está acoplada con la superficie interna de dicha camisa (6), ranuras axiales (8) para la conexión de dicha pluralidad de ranuras circunferenciales (7), al menos un conducto de suministro (9) y al menos un conducto de descarga (10) para el fluido refrigerante que están conformados en dicha parte central (3) del cuerpo de rodillo (2), cerca del eje (5) del cuerpo de rodillo (2), discurriendo dicho conducto de suministro (9) y dicho conducto de descarga (10) paralelos al eje (5) del cuerpo de rodillo (2), y estando conectados a dicha pluralidad de ranuras circunferenciales (7) mediante conductos de conexión (11) conformados radialmente en dicha parte central (3) del cuerpo de rodillo (2), y con una entrada o salida en dichas ranuras axiales (8), caracterizado por el hecho de que dichos conductos de conexión (11) comprenden una pluralidad de conductos de suministro y de descarga dispuestos en planos radiales comunes y estando distribuidos regularmente a lo largo de toda la longitud de dicho eje (5) para distribuir uniformemente el fluido refrigerante a dicha pluralidad de ranuras circunferenciales (7) y para tener una temperatura sustancialmente homogénea a lo largo de toda la longitud de dicho eje (5) de dicha camisa (6).
Description
Cilindro de fundición continua.
La presente invención se refiere a un rodillo de
colada continua para producir tiras de aluminio o de aleación de
aluminio.
Se conoce que en la producción de tiras de
aluminio o de aleación de aluminio el metal líquido se vierte entre
dos rodillos de laminado en caliente que están refrigerados de forma
apropiada y que giran sobre sus ejes respectivos mutuamente
paralelos en sentidos opuestos, provocando la solidificación del
material vertido y proporcionando en la salida una tira de metal
cuyo grosor depende de la distancia entre los rodillos.
A continuación, la tira de metal resultante se
somete a un laminado en frío para otorgar gradualmente a la tira el
grosor requerido.
Los rodillos de laminado en caliente están
generalmente constituidos por un cuerpo que tiene una parte central
sustancialmente cilíndrica y dos partes extremas que también son
sustancialmente cilíndricas, pero que tienen un diámetro inferior al
de la parte central, y que se extienden coaxialmente desde los dos
extremos de dicha parte central y se utilizan para soportar el
rodillo de manera que pueda girar sobre su propio eje y para
conectarlo a medios de actuación que hacen girar el eje sobre su
propio eje.
La parte central está cubierta por una camisa que
está constituida por un cilindro hueco que está abierto por sus
extremos y que es la parte del rodillo que está en contacto directo
con el metal fundido.
El rodillo está refrigerado mediante la
circulación de un fluido refrigerante, generalmente constituido por
agua, por conductos de refrigeración conformados en el cuerpo del
rodillo.
Más particularmente, los conductos de
refrigeración están constituidos por ranuras circunferenciales que
están conformadas en la superficie cilíndrica de la parte central
del cuerpo del rodillo. Las ranuras circunferenciales tienen
generalmente, en una sección transversal tomada a lo largo de un
plano radial, una forma semicircular y están cerradas, en su lado
dirigido alejándose del eje del rodillo, por la superficie interior
de la camisa, que se acopla con la superficie cilíndrica de la parte
central del cuerpo del rodillo.
La camisa está refrigerada en su mayor parte por
contacto directo de la camisa con el fluido refrigerante, y en mucha
menor medida, por contacto de la camisa con la superficie cilíndrica
de la parte central del cuerpo del rodillo.
La constante investigación, centrada en
incrementar la velocidad del laminado para mejorar la producción, ha
revelado limitaciones y problemas en los rodillos del tipo descrito
anteriormente.
De hecho, la refrigeración del rodillo es a
menudo insuficiente para disipar de forma adecuada el calor
transmitido desde el metal fundido al rodillo.
Como consecuencia, el rodillo puede desgastarse
rápidamente, obligando a para la planta de laminado para
reemplazarlo.
Además, el calentamiento gradual del rodillo
puede producir deformaciones del rodillo que provocan
irregularidades en el grosor de la tira de metal laminada. En
consecuencia, el grosor de la tira laminada no puede reducirse por
debajo de cierto límite, lo cual sería deseable para reducir los
ciclos de laminado en frío y por lo tanto acelerar la
producción.
Otro problema lo constituye el tiempo y los
costes necesarios para la reparación, durante el reemplazo de la
camisa, del perfil de la parte central del cuerpo del rodillo.
Particularmente, las zonas de borde de las ranuras circunferenciales
adyacentes a la superficie cilíndrica de dicha parte, como
consecuencia de las temperaturas que se alcanzan y del contacto por
el acoplamiento con la camisa, se rompen a menudo o se funden y
requieren de un mecanizado para recuperar el perfil correcto de la
parte del cuerpo del rodillo.
La patente de Estados Unidos nº 4.671.340
describe un rodillo de colada continua en el que entra agua fría
desde un tubo de entrada radial hasta el fondo de una primera
garganta axial en un extremo de una ranura (por ejemplo, un arco de
círculo de alrededor de 120º) que circula unos 120º en dicha ranura
y sale calentada mediante una segunda garganta en el extremo
opuesto.
El objetivo de la presente invención es resolver
los problemas mencionados proporcionando un rodillo de colada
continua, particularmente para producir tiras de aluminio o de
aleación de aluminio, que se puede refrigerar de forma más eficaz
que los rodillos de colada continua convencionales.
Dentro del ámbito de este propósito, un objetivo
de la invención es proporcionar un rodillo de colada continua que
permita alcanzar altas velocidades de laminado y que por lo tanto
permita incrementar la productividad de las líneas de laminado.
Otro objetivo de la invención es proporcionar un
rodillo que alarga la vida de la camisa y que por lo tanto reduce el
mantenimiento para su reemplazo.
Otro objetivo de la invención es proporcionar un
rodillo que, gracias a una mejor refrigeración, es menos deformable
y por lo tanto permite obtener una tira laminada que tiene un grosor
más uniforme.
Otro objetivo de la invención es proporcionar un
rodillo que permite operaciones de reemplazo de la camisa más
sencillas y rápidas.
Este propósito y estos y otros objetivos que
resultarán más claros de aquí en adelante se logran mediante un
rodillo de colada continua, particularmente para producir tiras de
aluminio o de aleación de aluminio, tal y como se reivindica en la
reivindicación 1.
Otras características y ventajas de la invención
resultarán más claras a partir de la descripción de una realización
preferida pero no exclusiva del rodillo de colada continua según la
invención, ilustrada tan sólo a modo de ejemplo no limitativo en los
dibujos que se acompañan, en los que:
La figura 1 es una vista en sección parcial,
tomada a lo largo de un plano axial, del rodillo según la
invención;
La figura 2 es una vista en sección en escala
ampliada de la figura 1, tomada a lo largo de la línea
II-II;
La figura 3 es una vista en escala ampliada de un
detalle de la figura 1, que ilustra los conductos de
refrigeración;
La figura 4 es una vista en escala ampliada de
otro detalle de la figura 1, relacionada con la zona de sellado
entre la camisa y el cuerpo del rodillo.
Haciendo referencia a las figuras, el rodillo de
colada continua según la invención, designado generalmente por la
referencia numérica 1, comprende un cuerpo 2 del rodillo que tiene
una parte central 3 que cubre la mayor parte de la extensión axial
del rodillo 1 y es sustancialmente cilíndrico.
Dos partes extremas 4a y 4b se extienden desde
los dos extremos de la parte central 3, y son coaxiales a la parte
central 3; el rodillo 1 se soporta mediante dichas partes extremas
de una manera conocida per se, de manera que puede girar
sobre su propio eje 5, que constituye el eje común de las partes 3,
4a y 4b; mediante dichas partes extremas, además, el rodillo 1 está
conectado a medios de actuación que lo hacen girar sobre el eje
5.
El rodillo 1 también comprende una camisa 6 que
reviste la parte central 3 y que está provista de medios para
refrigerar la camisa 6.
Según la invención, los medios de refrigeración
comprenden conductos de refrigeración que están conformados al menos
parcialmente en la camisa 6 y a los que se puede suministrar un
fluido refrigerante que puede estar constituido simplemente por
agua, corregida opcionalmente con aditivos de tipo conocido.
La camisa 6 está constituida por un cilindro
hueco que está abierto por sus extremos y está encajado coaxialmente
alrededor de la parte central 3 del cuerpo 2 del rodillo. Los
conductos de refrigeración comprenden una pluralidad de ranuras
circunferenciales 7 que están conformadas en la superficie interna
de la camisa y discurren alrededor del eje 5 de dicha camisa. Las
ranuras circunferenciales 7 están cerradas, en su lado dirigido
hacia el eje 5, por la superficie cilíndrica de la parte central 3
del cuerpo 2 del rodillo 1 que se acopla con la superficie interna
de dicha camisa 6.
Las ranuras circunferenciales 7 tienen
preferiblemente, en una sección transversal radial, una forma
sustancialmente rectangular, en la que un lado está cerrado por la
superficie cilíndrica de la parte central 3 del cuerpo 2 del
rodillo, y los bordes que no son adyacentes son redondeados.
Alternativamente, las ranuras circunferenciales 7
pueden tener, en sección transversal radial, una forma
sustancialmente semicircular.
La parte central 3 del cuerpo 2 del rodillo
tiene, en su superficie cilíndrica acoplada con la superficie
interna de la camisa 6, ranuras axiales 8 para conectar los
conductos de refrigeración constituidos por las ranuras
circunferenciales 7.
En la parte central 3 del cuerpo 2 del rodillo,
cerca del eje 5, hay al menos un conducto de suministro 9 y al menos
un conducto de descarga 10 para el fluido refrigerante. El conducto
de suministro 9 y el conducto de descarga 10 discurren paralelos al
eje 5 y están conectados a las ranuras 7 mediante conductos de
conexión 11 que están conformados radialmente en la parte central 3
del cuerpo 2 y tienen una entrada o salida en las ranuras axiales
8.
En la realización ilustrada hay dos conductos de
suministro 9 que se alternan con dos conductos de descarga 10, pero
el número de dichos conductos puede variar según las
necesidades.
Los conductos de suministro 9 y los conductos de
descarga 10 están provistos de una entrada o de una salida en los
extremos axiales del cuerpo 2 del rodillo 1, y están conectados,
mediante dichas entradas o salidas, a una línea para la circulación
del fluido refrigerante, de una manera conocida per se.
Hay medios de sellado interpuestos
convenientemente entre la camisa 6 y la parte central 3 del cuerpo 2
del rodillo.
Más particularmente, dichos medios de sellado
comprenden, para cada extremo axial de la parte central 3 del cuerpo
2 del rodillo 1, tal y como se muestra en particular en la figura 4,
una junta anular 12 que está alojada parcialmente en un asiento
circunferencial 13 conformado coaxialmente en la superficie
cilíndrica de la parte central 3 del cuerpo 2 del rodillo, cerca de
sus extremos axiales.
La camisa 6 está bloqueada axialmente en la parte
central 3 del cuerpo 2 del rodillo mediante dos cuerpos con forma de
disco 14a, 14b que están fijados, mediante tornillos 15, a los dos
extremos opuestos de la parte central 3 del cuerpo 2 del rodillo 1.
El asiento circunferencial 13 está delimitado axialmente, hacia el
exterior de la parte central 3, por un saliente anular 16 del cuerpo
con forma de disco 14a o 14b correspondiente. Se puede interponer
una junta anular 17 adicional entre la junta 12 y el saliente anular
16.
En el rodillo de colada continua según la
invención, dado que los conductos de refrigeración constituidos por
las ranuras circunferenciales 7 están conformados en la camisa 6 en
vez de en la parte central del cuerpo del rodillo, como en los
rodillos convencionales, la superficie de la camisa que está en
contacto directo con el fluido refrigerante es mayor que para una
sección de paso para el fluido refrigerante equivalente. Debido a
esto, de nuevo, para una sección de paso para el fluido refrigerante
equivalente, el intercambio de calor entre la camisa y el fluido
refrigerante es más eficaz. Por esta razón, la refrigeración del
rodillo de colada continua según la invención es mejor que la
refrigeración que puede obtenerse en rodillos de colada continua de
tipo convencional. Por esta razón, la camisa 6 del rodillo de colada
continua según la invención puede refrigerarse en mayor grado y de
forma más uniforme que los rodillos de colada continua de tipo
convencional. Esto permite alcanzar velocidades de laminado más
altas y reduce el desgaste de la camisa.
Además, dado que los conductos de refrigeración
están conformados en la camisa 6, la parte central 3 del cuerpo 2
del rodillo 1 revestido por la camisa 6 tiene un perfil cilíndrico
sustancialmente continuo que, durante el reemplazo de la camisa 6,
no debe someterse a operaciones mecánicas para reparar roturas o
gripados, permitiendo de este modo reemplazar la camisa 6 en menos
tiempo.
La mejor refrigeración alcanzada en el rodillo de
colada continua según la invención limita considerablemente la
deformación del rodillo durante su funcionamiento, y por lo tanto
proporciona un producto laminado que tiene un grosor más uniforme.
Esto permite reducir el grosor del producto laminado, y en
consecuencia, reducir los ciclos de laminado en frío posteriores
requeridos para conseguir que el producto laminado tenga el grosor
pretendido. Todas estas ventajas llevan a un incremento de la
productividad de toda la línea de laminado y, en última instancia, a
una reducción de los costes de producción del producto laminado.
En la práctica se ha observado que el rodillo
según la invención alcanza todos los objetivos propuestos, ya que
puede refrigerarse de manera más eficaz que los rodillos de colada
continua de tipo convencional, logrando todas las ventajas descritas
anteriormente.
El rodillo de colada continua así concebido es
susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas ellas
dentro del ámbito del concepto inventivo; todos los detalles podrán
reemplazarse por otros elementos equivalentes técnicamente.
En la práctica, los materiales utilizados,
siempre que sean compatibles con el uso específico, así como las
dimensiones, podrán ser cualesquiera según las necesidades y el
estado de la técnica.
Los signos de referencia que siguen a las
características técnicas mencionadas en cualquier reivindicación se
han incluido con el mero propósito de incrementar la comprensión de
las reivindicaciones, y en consecuencia, dichos signos de referencia
no tienen ningún efecto limitativo en la interpretación de cada
elemento identificado a modo de ejemplo por dichos signos de
referencia.
Claims (8)
1. Rodillo de colada continua (1), en particular
para producir tiras de aluminio o de aleación de aluminio, que
comprende
- un cuerpo de rodillo (2) que tiene una parte central (3) sustancialmente cilíndrica y una camisa (6) para el revestimiento de dicha parte central (3) del cuerpo de rodillo (2) que está diseñada para entrar en contacto con el material fundido,
- una pluralidad de ranuras circunferenciales (7) que están conformadas en la superficie interna de dicha camisa (6) y que discurren alrededor del eje de dicha camisa (6), pudiendo suministrarse a dichas ranuras un fluido refrigerante,
- dicha parte central (3) del cuerpo de rodillo (2) tiene, en su superficie cilíndrica que está acoplada con la superficie interna de dicha camisa (6), ranuras axiales (8) para la conexión de dicha pluralidad de ranuras circunferenciales (7),
- al menos un conducto de suministro (9) y al menos un conducto de descarga (10) para el fluido refrigerante que están conformados en dicha parte central (3) del cuerpo de rodillo (2), cerca del eje (5) del cuerpo de rodillo (2), discurriendo dicho conducto de suministro (9) y dicho conducto de descarga (10) paralelos al eje (5) del cuerpo de rodillo (2), y estando conectados a dicha pluralidad de ranuras circunferenciales (7) mediante conductos de conexión (11) conformados radialmente en dicha parte central (3) del cuerpo de rodillo (2), y con una entrada o salida en dichas ranuras axiales (8), caracterizado por el hecho de que dichos conductos de conexión (11) comprenden una pluralidad de conductos de suministro y de descarga dispuestos en planos radiales comunes y estando distribuidos regularmente a lo largo de toda la longitud de dicho eje (5) para distribuir uniformemente el fluido refrigerante a dicha pluralidad de ranuras circunferenciales (7) y para tener una temperatura sustancialmente homogénea a lo largo de toda la longitud de dicho eje (5) de dicha camisa (6).
2. Rodillo de colada continua (1), según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha
camisa (6) está constituida por un cilindro hueco que está abierto
por sus extremos y está encajado coaxialmente alrededor de dicha
parte central (3) del cuerpo (2) del rodillo (1), estando dichas
ranuras circunferenciales (7) cerradas, en su lado dirigido hacia el
eje (5) de la camisa (6), por la superficie cilíndrica de dicha
parte central (3) del cuerpo (2) del rodillo (1) que se acopla con
la superficie interna de dicha camisa (6).
3. Rodillo de colada continua (1), según las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que uno
de dichos conductos de conexión (11) está conectado a un conducto de
suministro (9) o a un conducto de descarga (10) y está dispuesto en
el mismo plano radial donde otro de dichos conductos de conexión
(11) está conectado a un conducto de descarga (10) o a un conducto
de suministro (9), respectivamente.
4. Rodillo de colada continua (1), según una o
más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el
hecho de que dichas ranuras circunferenciales (7) tienen, en una
sección transversal radial, una forma sustancialmente rectangular en
la que un lado está cerrado por la superficie cilíndrica de dicha
parte central (3) del cuerpo (2) del rodillo (1) y las esquinas que
no son adyacentes a dicho lado son redondeadas
5. Rodillo de colada continua (1), según una o
más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el
hecho de que dichas ranuras circunferenciales (7) tienen una sección
transversal sustancialmente semicircular.
6. Rodillo de colada continua (1), según una o
más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el
hecho de que medios de sellado están interpuestos entre dicha camisa
(6) y dicha parte central (3) del cuerpo (2) del rodillo (1).
7. Rodillo de colada continua (1), según una o
más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el
hecho de que dichos medios de sellado comprenden, para cada extremo
axial de dicha parte central (3) del cuerpo (2) del rodillo (1), una
junta anular (12) que está parcialmente alojada en un asiento
circunferencial (13) conformado coaxialmente en la superficie
cilíndrica de dicha parte central (3) del cuerpo (2) del rodillo
(1).
8. Rodillo de colada continua (1), según una o
más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el
hecho de que dicha camisa (6) está bloqueada axialmente en dicha
parte central (3) del cuerpo (2) del rodillo (1) por dos cuerpos con
forma de disco (14a, 14b) que están encajados coaxialmente en dicho
cuerpo (2) del rodillo (1) en los dos extremos opuestos de dicha
parte central (3) del cuerpo (2) del rodillo (1), cerrando dichos
cuerpos con forma de disco (14a, 14b) un lado de dichos asientos
circunferenciales que alojan dichas juntas anulares (12 y 17).
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