ES2261851T3 - SYSTEM AND METHOD TO SUPPLY HOT ROLLED PRODUCTS OF HOT ROLLED MILLS TO A COOLING MILK. - Google Patents
SYSTEM AND METHOD TO SUPPLY HOT ROLLED PRODUCTS OF HOT ROLLED MILLS TO A COOLING MILK.Info
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Abstract
Description
Sistema y método para suministrar los productos laminados calientes de molinos de laminado en caliente a un lecho de enfriamiento.System and method to supply the products hot rolled hot rolling mills to a bed of cooling.
La invención se refiere a un sistema según el preámbulo de la reivindicación 1, y a un método según el preámbulo de la reivindicación 7. Dicho estado de la técnica es conocido por los documentos US-A-2.809.545 y EP-A-0319317.The invention relates to a system according to the preamble of claim 1, and to a method according to the preamble of claim 7. Said state of the art is known by US-A-2,809,545 and EP-A-0319317.
Esta invención se refiere generalmente a laminadores continuos de barras calientes y está relacionada, en particular, con un sistema y un método para suministrar los productos laminados calientes desde dicho laminador a un lecho de enfriamiento.This invention generally relates to hot rod continuous laminators and is related in particular, with a system and a method to supply the hot rolled products from said laminator to a bed of cooling.
En laminadores modernos de barras, actualmente en funcionamiento, los productos en forma de barras calientes salen de la última posición de laminación, y son sometidos a enfriamiento haciéndolos pasar a través de uno o más compartimentos de agua. Después, los productos en forma de barra son subdivididos en segmentos de barra mediante una cizalla divisora, que incluye un mecanismo desviador para dirigir alternativamente los segmentos de barra hacia una u otra de dos líneas de suministro aguas abajo, que conducen al lecho de enfriamiento. Unidades de rodillos de presión, zapatas de fricción o similares sirven para desacelerar los segmentos de barra que se desplazan a lo largo de las líneas de suministro, con el resultado de que los segmentos de barra se deslizan gradualmente hasta una posición de estacionamiento antes de ser transferidos lateralmente al lecho de enfriamiento.In modern bar mills, currently in operation, hot rod-shaped products come out of the last rolling position, and are subjected to cooling by passing them through one or more water compartments. Then, bar-shaped products are subdivided into bar segments using a splitter shear, which includes a diverter mechanism to alternately direct the segments of bar to one or the other of two downstream supply lines, which They lead to the cooling bed. Pressure roller units, friction shoes or similar serve to decelerate the bar segments that move along the lines of supply, with the result that the bar segments are gradually slide to a parking position before be transferred laterally to the cooling bed.
Con este tipo de disposición se pueden conseguir tasas de producción relativamente elevadas cuando los laminadores están laminando productos de gran tamaño, por ejemplo, los que tienen diámetros mayores de alrededor de 10,0 a 12,0 mm. Estos productos de gran tamaño tienen suficiente resistencia al pandeo como para resistir el pandeo cuando son empujados a través de los compartimentos de agua a velocidades de suministro de laminación relativamente elevadas, del orden de 10 a 30 m/s.With this type of arrangement you can get relatively high production rates when laminators they are rolling large products, for example, those that they have diameters greater than about 10.0 to 12.0 mm. These large products have sufficient buckling resistance as to resist buckling when they are pushed through the water compartments at rolling supply speeds relatively high, of the order of 10 to 30 m / s.
Sin embargo, conforme disminuyen los tamaños de los productos, disminuye su resistencia al pandeo, con el resultado de que hay que reducir las velocidades de suministro de laminación para evitar el pandeo cuando se empujan los productos de pequeño tamaño a través de los compartimentos de agua.However, as the sizes of the products, decreases its resistance to buckling, with the result that lamination supply speeds must be reduced to avoid buckling when small products are pushed size through the water compartments.
Así pues, por ejemplo, un laminador de un solo alambre que lamine varilla de 8,0 mm para ser suministrada a un cabezal de almacenamiento puede funcionar a una velocidad de suministro de 60 m/s o mayor, dando una producción de 85 toneladas por hora. Sin embargo, un laminador similar que lamine barra de 8,0 mm para ser suministrada a un lecho de enfriamiento debe laminar necesariamente a una velocidad de suministro significativamente reducida de alrededor de 32 m/s, con una reducción de producción hasta alrededor de 45 toneladas por hora. La reducida velocidad de suministro para productos en forma de barra es debida, en gran parte, a la incapacidad de los sistemas convencionales de manejo de barras para llevar más rápidamente productos móviles a una posición de estacionamiento antes de ser transferidos lateralmente al lecho de enfriamiento.So, for example, a single laminator 8.0mm rod rolling wire to be supplied to a storage head can operate at a speed of supply of 60 m / s or greater, giving a production of 85 tons per hour. However, a similar rolling mill that laminates 8.0 bar mm to be supplied to a cooling bed must be laminated necessarily at a speed of supply significantly reduced by about 32 m / s, with a reduction in production up to about 45 tons per hour. The reduced speed of supply for bar-shaped products is due, in large part, to the incapacity of conventional management systems of bars to quickly move mobile products to a position parking before being transferred laterally to the bed Cooling.
Un objetivo de la presente invención es aumentar la tasa de producción a la cual los laminadores pueden laminar productos en forma de barra, en particular productos de tamaño pequeño, por ejemplo, los que tienen diámetros menores de alrededor de 12,0 mm.An objective of the present invention is to increase the production rate at which laminators can laminate bar-shaped products, in particular size products small, for example, those with smaller diameters around 12.0 mm
Un objetivo adicional de la presente invención es elevar la velocidad a la cual pueden ser suministrados desde el laminador los productos de forma de barra de pequeño tamaño y, después, desacelerar dichos productos en forma de barra antes de ser enfriados en los compartimentos de agua, previamente a ser suministrados al lecho de enfriamiento.A further objective of the present invention is to raise the speed at which they can be supplied from the rolling mill the small-sized bar-shaped products and, then, decelerate said bar-shaped products before being cooled in the water compartments, before being supplied to the cooling bed.
Estos objetivos se consiguen mediante las características de las reivindicaciones 1 y 7.These objectives are achieved through characteristics of claims 1 and 7.
Preferiblemente, el sistema también comprende medios refrigeradores para enfriar los segmentos de barra que se desplazan a lo largo de dichas líneas de suministro.Preferably, the system also comprises cooling means to cool the bar segments that are they move along these supply lines.
Además de esto, el sistema también puede comprender medios refrigeradores para enfriar los segmentos de barra que se desplazan a lo largo de dichas líneas de suministro.In addition to this, the system can also comprise cooling means to cool the bar segments that travel along these supply lines.
Según otra realización preferida, dichos medios refrigeradores comprenden primeros y segundos medios refrigeradores separados entre sí a lo largo de dichas líneas de suministro, estando situados dichos primeros medios refrigeradores aguas arriba de dichos primeros medios desaceleradores, y estando situados dichos segundos medios refrigeradores entre dichos primeros y segundos medios desaceleradores.According to another preferred embodiment, said means refrigerators comprise first and second half refrigerators separated from each other along said supply lines, said first upstream cooling means being located of said first decelerating means, and said being located second cooling means between said first and second decelerating means.
Además, la distancia entre dichos primeros medios desaceleradores y dichos segundos medios refrigeradores puede ser menor que la longitud de los segmentos de barra.In addition, the distance between said first decelerating means and said second cooling means can be less than the length of the bar segments.
Según otra realización preferida, dichos medios desaceleradores comprenden unidades de rodillos de presión.According to another preferred embodiment, said means Decelerators comprise pressure roller units.
Según otra realización preferida, dichos medios refrigeradores comprenden compartimentos de agua para aplicar agua a los segmentos de barra.According to another preferred embodiment, said means Refrigerators comprise water compartments to apply water to The bar segments.
Preferiblemente, el método comprende, también, enfriar los segmentos de barra que se desplazan a lo largo de dichas líneas de suministro.Preferably, the method also includes cool the bar segments that move along said supply lines
La segunda etapa desaceleradora ocurre después que se haya completado la primera etapa desaceleradora.The second decelerating stage occurs after that the first decelerating stage has been completed.
Además de esto, el método es llevado a cabo, preferiblemente, de tal modo que dicho enfriamiento ocurre mientras dichos segmentos de barra están sometidos a desaceleración en dicha primera etapa.In addition to this, the method is carried out, preferably, such that said cooling occurs while said bar segments are subject to deceleration in said first stage.
La Figura 1 es una vista en planta de un sistema según una realización de la presente invención, en una configuración adecuada para manejar productos en forma de barra de diámetros pequeños a velocidades elevadas;Figure 1 is a plan view of a system according to an embodiment of the present invention, in a configuration suitable for handling products in the form of a diameter bar small at high speeds;
las Figuras 2A, 2B y 2C son vistas ampliadas, respectivamente, de las áreas entre los planos de referencia A-B, B-C y C-D de la Figura 1;Figures 2A, 2B and 2C are enlarged views, respectively, of the areas between the reference planes A-B, B-C and C-D of the Figure 1;
la Figura 3 es una vista en corte, a escala ampliada, tomada a lo largo de la línea 3-3 de la Figura 2B;Figure 3 is a sectional view, to scale enlarged, taken along line 3-3 of the Figure 2B;
la Figura 4 es una vista frontal ampliada, de un par de unidades de rodillos de presión, tomada a lo largo de la línea 4-4 de la Figura 2C;Figure 4 is an enlarged front view of a pair of pressure roller units, taken along the line 4-4 of Figure 2C;
la Figura 5 es una vista parcial en planta y en corte horizontal, tomada a lo largo de la línea 5-5 de la Figura 4;Figure 5 is a partial plan view and in horizontal cut, taken along line 5-5 of Figure 4;
la Figura 6 es una vista similar a la Figura 2B, que muestra el sistema reconfigurado para manejar productos en forma de barra de gran diámetro, que se desplazan más lentamente; yFigure 6 is a view similar to Figure 2B, which shows the reconfigured system to handle products in shape of large diameter bar, which move more slowly; Y
la Figura 7 es una vista en planta que muestra dos de los sistemas representados en la Figura 1, en una disposición de imagen especular, uno al lado del otro.Figure 7 is a plan view showing two of the systems represented in Figure 1, in an arrangement mirror image, side by side.
Con referencia inicialmente a las Figuras 1 y 2A-C, se muestra un sistema según la presente invención entre la última posición 10 de laminación, de un laminador continuo de barra caliente, y un lecho de enfriamiento convencional 12 acarreado. El producto en forma de barra que sale de la posición 10 de laminación a lo largo de la línea P_{A}, es pasado a través de una serie de compartimentos de agua 14, después de lo cual, es subdividido en segmentos de barra mediante una cizalla divisora 16. La cizalla 16, que puede ser de un diseño convencional conocido por los expertos en la técnica, incluye un mecanismo desviador que dirige alternativamente los segmentos de barra subdivididos hacia una u otra de dos líneas intermedias aguas abajo P_{B}, P_{C}. Un desviador 18 en la línea intermedia P_{B} sirve, después, para dirigir alternativamente los segmentos de barra hacia una u otra de dos líneas de suministro aguas abajo P_{D}, P_{E}, y un desviador 20 en la línea intermedia P_{C} dirige, análogamente, segmentos de producto hacia una u otra de dos líneas de suministro aguas abajo P_{F}, P_{G}. Los conjuntos adosados de líneas de suministro P_{D}, P_{E} y_{ }P_{F}, P_{G} conducen a unidades de rodillos de presión 24, 26, a través de una serie de compartimentos de agua 22 y, después, alrededor de un bucle lateral definido en parte por dos curvas de 180º opuestas C_{1}, C_{2}. La curva C_{1} está formada parcialmente por una sección de guía separable 28. El bucle lateral incluye compartimentos de agua 30, y en la curva C_{2}, los dos conjuntos de líneas de suministro P_{D}, P_{E} y_{ }P_{F}, P_{G} son llevados a una alineación vertical antes de continuar a las unidades de rodillos de presión 32, 34 que preceden al lecho de enfriamiento 12.With reference initially to Figures 1 and 2A-C, a system according to the present is shown invention between the last rolling position 10 of a rolling mill hot rod continuous, and a conventional cooling bed 12 hauled. The bar-shaped product that leaves the position 10 lamination along the line P_ {A}, is passed through of a series of water compartments 14, after which, it is subdivided into bar segments by means of a splitter shear 16. The shear 16, which can be of a conventional design known for Those skilled in the art include a diverter mechanism that alternately directs the subdivided bar segments towards one or the other of two intermediate lines downstream P_ {B}, P_ {C}. A diverter 18 on the intermediate line P_ {B} then serves to alternatively direct the bar segments towards one or the other of two downstream supply lines P_ {D}, P_ {E}, and a diverter 20 on the intermediate line P_ {C} directs, similarly, product segments towards one or the other of two supply lines downstream P_ {F}, P_ {G}. The attached sets of lines of supply P_ {D}, P_ {E} and_ {} P_ {F}, P_ {G} lead to pressure roller units 24, 26, through a series of water compartments 22 and then around a side loop defined in part by two opposite 180º curves C_ {1}, C_ {2}. The curve C_ {1} is partially formed by a guide section separable 28. The side loop includes water compartments 30, and in the C_ {2} curve, the two sets of supply lines P_ {D}, P_ {E} and_ {} P_ {F}, P_ {G} are taken to a vertical alignment before continuing to the roller units of pressure 32, 34 preceding the cooling bed 12.
Con referencia a la Figura 3, se observará que las unidades de guía 36, 38 de una sola hilera, con tuberías de guía 40 espaciadas lateralmente, se emplean para dirigir los segmentos de barra a lo largo de los conjuntos de líneas de suministro P_{D}, P_{E} y _{} P_{F}, P_{G} dispuestos lateralmente y desviados verticalmente, y unidades pasantes 42 de dos hileras se emplean para dirigir los segmentos de barra cuando los dos conjuntos de líneas de suministro están alineados verticalmente.With reference to Figure 3, it will be noted that single-row guide units 36, 38, with guide pipes 40 laterally spaced, are used to direct the segments of bar along the sets of supply lines P_ {D}, P_ and P_ {F}, P_ arranged laterally and deflected vertically, and two-row passing units 42 are used to direct the bar segments when the two sets of lines of Supply are aligned vertically.
Como se puede ver mejor en las Figuras 4 y 5, la unidad 32 de rodillos de presión tiene dos conjuntos de rodillos de presión 44, 46 alineados respectivamente con líneas de suministro P_{G} y P_{F}, y la unidad 34 de rodillos de presión también tiene dos conjuntos de rodillos de presión 48, 50 alineados respectivamente con líneas de suministro P_{D}, P_{E}. Cada conjunto de rodillos de presión es movido independientemente mediante ejes de accionamiento 52, una caja de engranajes 54, y motores de accionamiento 56. Los rodillos de presión son movidos a velocidades seleccionadas para efectuar una desaceleración apropiada de los segmentos de barra apretados por fricción entre dichos rodillos.As you can see better in Figures 4 and 5, the pressure roller unit 32 has two sets of rollers pressure 44, 46 aligned respectively with supply lines P_ {G} and P_ {F}, and the pressure roller unit 34 also It has two sets of 48, 50 aligned pressure rollers respectively with supply lines P_ {D}, P_ {E}. Every pressure roller assembly is independently moved by drive shafts 52, a gearbox 54, and drive motors 56. The pressure rollers are moved to speeds selected to make an appropriate deceleration of friction-tight bar segments between said rollers
Las unidades 24, 26 de rodillos de presión están construidas de igual manera, pero están dispuestas de manera ligeramente diferente para su alineación con las líneas de guía dispuestas lateralmente y escalonadas verticalmente.The pressure roller units 24, 26 are built in the same way, but they are arranged in a way slightly different for alignment with guide lines arranged laterally and staggered vertically.
Ahora se describirá más a fondo un funcionamiento ejemplar del sistema descrito anteriormente, con referencia al manejo de un producto en forma de barra de 8,0 mm de diámetro, que sale de la última posición 10 de laminación a una velocidad relativamente elevada de 60 m/s, y a una temperatura de alrededor de 950-1050ºC. Los compartimentos de agua 14 están cerrados, permitiendo que el producto en forma de barra pase libremente a través de ellos hacia la cizalla 16, donde es subdivido en sucesivos segmentos de barra. El mecanismo desviador de la cizalla dirigirá alternativamente los segmentos de barra hacia las líneas intermedias P_{B}, P_{C}. Después, los segmentos de barra que se desplazan sobre la línea P_{B} serán dirigidos alternativamente por el desviador 18 hacia las líneas de suministro P_{D}, P_{E}, y los segmentos de barra que se desplazan sobre la línea intermedia P_{C} serán igualmente dirigidos alternativamente por el desviador 20 hacia las líneas de suministro _{} P_{F}, P_{G}.Now a more fully described exemplary operation of the system described above, with reference to the handling of a product in the form of 8.0 mm bar diameter, which leaves the last lamination position 10 at a relatively high speed of 60 m / s, and at a temperature of around 950-1050 ° C. Water compartments 14 are closed, allowing the bar-shaped product pass freely through them to shear 16, where it is subdivided into successive bar segments. The diverter mechanism of the shear will alternately direct the bar segments towards the intermediate lines P_ {B}, P_ {C}. Next, the segments of bar that move on the line P_ {B} will be directed alternatively by diverter 18 towards the supply lines P_ {D}, P_ {E}, and the bar segments that move over the intermediate line P_ {C} will also be addressed alternately by the diverter 20 towards the supply lines _ P_ {F}, P_ {G}.
Después, las unidades 24 y 26 de rodillos de presión funcionarán para desacelerar inicialmente los segmentos de barra a una velocidad intermedia inferior, de alrededor de 30 m/s. Las secciones de barra serán dirigidas por la sección de guía curvada 28 alrededor del bucle lateral y a través de los compartimentos de agua 30. La distancia lineal entre las unidades 24, 26 de rodillos de presión y los compartimentos de agua 30 es preferiblemente menor que la longitud de los segmentos de barra. Por tanto, los segmentos de barra entrarán en los compartimentos de agua 30 a una velocidad beneficiosamente reducida y mientras todavía están siendo accionados por las unidades 24, 26 de rodillos de presión. Los compartimentos de agua 30 actuarán para enfriar los segmentos de barra hasta alrededor de 500-600ºC antes que entren en la curva C_{2}. Después, las unidades 32, 34 de rodillos de presión actuarán para desacelerar aún más los segmentos de barra hasta una velocidad de alrededor de 3-8 m/s, que permitirá a los segmentos de barra deslizarse hasta una posición de estacionamiento en el extremo de entrada del lecho de enfriamiento 12. Desde aquí, mecanismos de transferencia (no mostrados) actuarán para desplazar lateralmente los segmentos de barra hacia y a través del lecho de enfriamiento, donde experimentarán otro enfriamiento antes de alcanzar el lado de suministro del lecho.Then the roller units 24 and 26 of pressure will work to initially decelerate the segments of bar at a lower intermediate speed of about 30 m / s. The bar sections will be directed by the guide section curved 28 around the side loop and through the water compartments 30. The linear distance between the units 24, 26 of pressure rollers and water compartments 30 is preferably less than the length of the bar segments. By Therefore, the bar segments will enter the water compartments 30 at a beneficially reduced speed and while still are being driven by roller units 24, 26 of Pressure. The water compartments 30 will act to cool the bar segments up to around 500-600 ° C before they enter the curve C_ {2}. Next, units 32, 34 of pressure rollers will act to slow down the bar segments up to a speed of around 3-8 m / s, which will allow the bar segments slide to a parking position at the end of cooling bed inlet 12. From here, mechanisms of transfer (not shown) will act to shift laterally the bar segments to and through the cooling bed, where they will experience another cooling before reaching the side of bed supply.
De particular importancia para la presente invención es la provisión de múltiples líneas de suministro para los sucesivos segmentos de barra producidos por la cizalla divisora 16. A modo de ejemplo, una secuencia típica implicaría dirigir sucesivos segmentos de barra desde la cizalla hacia las siguientes líneas:Of particular importance for the present invention is the provision of multiple supply lines for successive bar segments produced by the splitter shear 16. As an example, a typical sequence would involve directing successive bar segments from the shear to the following lines:
Solamente uno de cada cuatro segmentos de barra es dirigido a cada línea de suministro, permitiendo, por tanto, un amplio margen de tiempo y espacio a lo largo de cada línea de suministro para que un segmento de barra empiece a ser desacelerado antes que se reciba el siguiente segmento de barra.Only one in four bar segments It is addressed to each supply line, thus allowing a wide margin of time and space along each line of supply for a bar segment to begin to decelerate before the next bar segment is received.
Como se muestra en la Figura 6, cuando se manejan más lentamente productos en forma de barra de mayor diámetro, se reconfigura el sistema reemplazando la sección de guía curvada 28 por una sección de guía recta escalonada 58. Esto elude el bucle lateral formado entre las espiras de 180º C_{1} y C_{2}.As shown in Figure 6, when handle bar products more slowly diameter, the system is reconfigured replacing the guide section curved 28 by a stepped straight guide section 58. This eludes the side loop formed between the 180º C_ turns and C_ {2}.
En este modo de funcionamiento, la mayor resistencia al pandeo del producto de mayor diámetro y la menor velocidad de suministro del laminador permitirá que el enfriamiento tenga lugar en los compartimentos de agua 22. Entonces tendrán lugar dos etapas de desaceleración, inicialmente por las unidades 24, 26 de rodillos de presión y, después, por las unidades 32, 34 de rodillos de presión.In this mode of operation, the largest buckling resistance of the product with the largest diameter and the smallest Laminator supply speed will allow cooling take place in water compartments 22. Then they will take place two stages of deceleration, initially by units 24, 26 of pressure rollers and then by units 32, 34 of pressure rollers
Por tanto, se observará que el sistema de la presente invención es extremadamente flexible porque puede acomodar una amplia variedad de productos con tasas de producción beneficiosamente elevadas. Los productos de menor diámetro, por ejemplo, los que tienen un diámetro comprendido entre 6,35 y 12,0 mm pueden ser manejados a velocidades de suministro de laminación relativamente elevadas, del orden de 60 a 32 m/s, pasando libremente a través de los compartimentos de agua 22 y experimentando una desaceleración inicial mediante las unidades 24, 26 de rodillos de presión, antes que se efectúe el enfriamiento en los compartimentos de agua 30. Los productos de mayor diámetro, que superan los 12,0 mm de diámetro, y que salen del laminador a velocidades más bajas, por debajo de alrededor de 30 m/s, pueden ser enfriados en los compartimentos de agua 22 antes de la desaceleración inicial por las unidades 24, 26 de rodillos de presión.Therefore, it will be observed that the system of The present invention is extremely flexible because it can accommodate a wide variety of products with production rates beneficially high. Products of smaller diameter, by example, those with a diameter between 6.35 and 12.0 mm can be handled at rolling supply speeds relatively high, of the order of 60 to 32 m / s, passing freely through the water compartments 22 and experiencing a initial deceleration using roller units 24, 26 of pressure, before cooling in the compartments of water 30. Products of greater diameter, exceeding 12.0 mm in diameter, and leaving the laminator at lower speeds, for below about 30 m / s, they can be cooled in the water compartments 22 before the initial deceleration by the units 24, 26 of pressure rollers.
Como se muestra en la Figura 7, se pueden disponer dos sistemas del tipo representado en la Figura 1, uno al lado del otro, para alimentar el mismo lecho de enfriamiento.As shown in Figure 7, you can arrange two systems of the type shown in Figure 1, one at side by side, to feed the same cooling bed.
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