ES2289488T3 - Dispositivo hidraulico para descascarillar material laminado caliente. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para descascarillar material laminado caliente, que se desplaza con respecto al dispositivo, mediante chorreado mediante agua a alta presión con por lo menos una hilera de cabezas de toberas, con varias cabezas de toberas (20), que barre la anchura de material laminado, pudiendo accionarse cada cabeza de toberas en giro a motor alrededor de un eje de giro (A) esencialmente perpendicular con respecto a la superficie del material laminado (27) y presentando por lo menos dos toberas (1 a 8) dispuestas excéntricas con respecto al eje de giro (A), estando dispuestas las toberas (1 a 8) de cada cabeza de toberas (20) tan próximas como sea constructivamente posible al perímetro (25) de la cabeza de toberas, de tal manera que genere un patrón de pulverización sobre la superficie del material laminado (27) que sea tangente o se solape al patrón de pulverización de la cabeza de toberas (20) contigua en la hilera de cabezas de toberas, y estando dispuestas las toberas (1 a 8) en la cabeza de toberas (20) inclinadas radialmente hacia fuera con un ángulo de inclinación (alfa) radial en el intervalo de 0º < alfa<= 20º y en la dirección perimétrica (f, f'') del giro de la cabeza de toberas (20).
Description
Dispositivo hidráulico para descascarillar
material laminado caliente.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para descascarillar material laminado caliente, que se
mueve con respecto al dispositivo, mediante chorreado mediante agua
a alta presión con por lo menos una hilera de cabezas de toberas,
con varias cabezas de toberas, que barre la anchura de material
laminado, siendo cada cabeza de toberas accionable en giro a motor
alrededor de un eje de giro esencialmente perpendicular con respecto
a la superficie del material laminado y presentando por lo menos
dos toberas dispuestas excéntricas con respecto al eje de giro.
En un dispositivo de este tipo, conocido gracias
al documento DE 43 28 303, las toberas están dispuestas, para la
consecución de un tratamiento uniforme de la superficie del material
laminado, en cada cabeza de toberas con un ángulo diferente con
respecto al eje de giro, de manera que el patrón de pulverización de
cada tobera, referido al eje de giro de la cabeza de toberas, cubre
una zona radial diferente. Gracias a ello debe ser descascarillada
de manera uniforme, a lo largo de la totalidad de la cabeza de
toberas, la superficie del material laminado que debe ser tratada
por una cabeza de toberas.
El documento DE 43 28 303 guarda silencio acerca
de cómo debe conseguirse el descascarillado uniforme en la
dirección de la anchura de la superficie del material laminado. Para
la consecución de una intensidad de chorreado uniforme debe
mantenerse lo más pequeña posible la distancia entre las toberas y
el material laminado que hay que chorrear y el ángulo de
inclinación de tobera entre la vertical con respecto a la superficie
del material laminado así como el ángulo de abertura del chorro del
cono del chorro. Por otro lado, hay que mantener en cada caso una
distancia mínima entre las cabezas de toberas de la hilera de
cabezas de toberas contiguas en la dirección de la anchura del
material laminado. En una hilera de cabezas de toberas dispuestas
transversalmente con respecto a la dirección de movimiento del
material laminado se puede producir entonces que entre cabezas de
toberas contiguas queden tiras de superficie las cuales no son
descascarilladas o no lo son suficientemente.
La invención se plantea el problema de crear
aquí una ayuda y proponer un dispositivo para descascarillar del
tipo descrito al principio, el cual posibilita un descascarillado
uniforme de material laminado a lo largo de la totalidad de su
anchura.
Para la resolución de este problema sirven las
características de la reivindicación 1.
En la invención la disposición e inclinación de
las toberas de cada una de las cabezas de toberas se ha adoptado,
dependiendo de la distancia de las cabezas de toberas con respecto a
la superficie del material laminado y de la distancia con respecto
a cabezas de toberas contiguas, de tal manera que cada cabeza de
toberas genera un patrón de pulverización sobre la superficie del
material laminado, el cual es tangente al patrón de pulverización
de la o de las cabezas de toberas contiguas en la hilera de toberas
o, mejor, se solapa a ellos. Gracias a ello se garantiza que sobre
la superficie del material laminado, durante el chorreado, no se
forman ya tiras de superficie, en las cuales no ha tenido lugar o
ha tenido lugar únicamente de forma insuficiente un
descascarillado.
En un dispositivo preferido según la invención
las toberas de cada cabeza de toberas están inclinadas radialmente
hacia fuera.
En una forma de realización especialmente
preferida las toberas están inclinadas adelantadas también en
dirección perimétrica y en el sentido de giro, es decir con
respecto al movimiento de giro de la cabeza de toberas.
Si las cabezas de toberas de una hilera de
cabezas de toberas son accionadas en el mismo sentido esto tiene
como consecuencia que los chorros de tobera giren especularmente,
pasando uno frente a otro en direcciones opuestas entre sí, en la
zona de una rendija entre dos cabezas de toberas. Con esto puede
producirse una influencia mutua entre chorros indeseada con el
resultado de turbulencias, las cuales son perjudiciales para un
descascarillado uniforme. Por ello la invención se plantea como
problema adicional ofrecer ayuda a este respecto. Con este objetivo
está previsto en el dispositivo del tipo mencionado al principio que
en la hilera de cabeza de toberas las cabezas de toberas contiguas
se puedan accionar girando en sentidos contrarios. Esta idea es
importante tanto en relación con las características de la
reivindicación 1 como también únicamente en relación con las
características de su preámbulo.
Otras estructuraciones de la invención se
indican en las reivindicaciones subordinadas restantes, por ejemplo
zonas de ángulo preferidas para la inclinación radial de las toberas
y para la inclinación de las toberas en la dirección perimétrica y
cantidades preferidas de toberas dispuestas distribuidas de manera
uniforme alrededor del perímetro de cada cabeza de toberas.
La invención se explica a continuación con mayor
detalle de forma más precisa a partir de dibujos esquemáticos. En
los dibujos:
la Fig. 1 muestra un dispositivo según el estado
de la técnica en una representación esquemática en perspectiva:
la Fig. 2 muestra una cabeza de toberas del
dispositivo conocido con el patrón de pulverización generado por sus
toberas;
la Fig. 3 muestra una tobera según el estado de
la técnica con el patrón de pulverización generado por ella;
la Fig. 4 muestra una vista esquemática de dos
cabezas de toberas según la invención, dispuestas una junto a la
otra en una hilera de cabezas de toberas por encima de un material
laminado, y
la Fig. 5 muestra una vista de las dos cabezas
de toberas en la dirección de la flecha V en la Fig. 4.
El dispositivo para descascarillar material
laminado 17 mostrado en la Fig. 1 presenta dos hileras 18,
dispuestas transversalmente con respecto a la dirección de
movimiento F del material laminado 17 y a ambos lados de él, cada
una con cinco cabezas de toberas 20 en posición fija, de las cuales
en la Fig. 2 está representada en detalle una. Cada cabeza de
toberas 20 tiene en el perímetro cuatro toberas de chorro plano 21,
dispuestas distribuidas a lo largo del perímetro, las cuales están
dispuestas en un anillo 22 accionable en giro de la cabeza de
toberas 20 y que son suministradas a través de conducciones 9 con
agua a presión con una presión de 300 a 1000 bar.
El anillo 22 es accionado con una velocidad de
giro en el intervalo de 200 a 1000 rpm.
Las cabezas de toberas 20 están dispuestas a una
distancia a de las toberas 21 con respecto a la superficie del
material laminado movido, en la dirección de la flecha F, debajo de
la hilera de cabezas de toberas en posición fija. Esta distancia se
ha seleccionado de tal manera que la longitud t del eje principal
grande y la longitud s del eje principal pequeño del patrón de
pulverización en forma de elipse de cada tobera 21 corresponden a
valores deseados según la Fig. 3. El ángulo de apertura del chorro
plano está entre 0º y 15º.
La elipse 10 aplanada del patrón de
pulverización según la Fig. 2 rota a causa de la rotación de las
toberas 21 alrededor del eje de giro A vertical de la cabeza de
toberas 20, continuando el movimiento del material laminado 17
debajo de las cabezas de toberas 20 en la dirección de la flecha F.
Para una velocidad de rotación de 1000 rpm y una velocidad de
movimiento v del material laminado, con respecto a las cabezas de
toberas 20 fijas, de 0,8 m/s el material laminado avanza por cada
revolución de la cabeza de toberas 20 el valor d. El tramo d
corresponde a de una cuarta a una quinta parte del radio de la
cabeza de toberas. De esta manera se genera globalmente un patrón de
pulverización en forma de espiral según la Fig. 2.
Cuando los conos de los chorros 28 de cabezas de
toberas 20 contiguas no son tangentes entre sí o no se solapan
suficientemente en las zonas entre las cabezas de toberas, se puede
producir que queden tiras de superficie 29 sobre la superficie del
material laminado las cuales no han sido descascarilladas o lo han
sido de manera insuficiente. Esto impide la realización deseada de
una calidad superficial uniforme del material laminado a lo largo
de toda su superficie.
En las Figs. 4 y 5 están representadas
esquemáticamente dos cabezas de toberas contiguas de una hilera de
cabezas de toberas según la invención. En cada cabeza de toberas
están dispuestas en total ocho toberas 1 a 8 de distribuidas manera
uniforme a lo largo del perímetro, estando dispuestos los orificios
de las toberas en el lado inferior de cada cabeza de toberas 20
radialmente tan hacia fuera como sea posible, es decir, tan
próximas como sea constructivamente posible al perímetro 25 exterior
de cada cabeza de toberas. Las ocho toberas 1 a 8 están orientadas
a lo largo de ejes de tobera 1a a 8a.
Los ejes de tobera 1a a 8a están inclinados,
según la Fig. 4, radialmente hacia fuera el ángulo \alpha y
además en la dirección perimétrica en el sentido de giro, es decir
adelantados en la dirección de giro f o f' de las cabezas de
toberas, un ángulo \beta. De ello resulta una inclinación total de
cada tobera, tanto en dirección radial como también en dirección
perimétrica, los ángulos \alpha y \beta. El ángulo \alpha
está en el intervalo comprendido entre 0º y 20º, preferentemente en
el intervalo de \alpha = 12º \pm 2º.
El ángulo \beta está en el intervalo
comprendido entre 0º y 30º, preferentemente en el intervalo entre
\beta = 15º \pm 2º.
En la Fig. 4 se puede apreciar que para una
distancia a entre el lado inferior 26 de las cabezas de toberas 20
y la superficie 27 del material laminado que hay que descascarillar
las envolturas exteriores del cono del chorro indicado mediante
rayas en la Fig. 4 son precisamente tangentes en el punto P de las
toberas 7,7 en la ranura b entre las dos cabezas de toberas
contiguas, es decir, en su menor separación entre sí, de manera que
la anchura total de la superficie de material laminado es cubierta
por los chorros de tobera y no quedan tiras 29 (Fig. 1) con
superficie no o sólo insuficientemente descascarillada.
Mediante reducción de la distancia a y/o aumento
del ángulo de inclinación \alpha radial y/o aumento del ángulo de
abertura del chorro \varepsilon se podría, sin más, conseguir un
solapamiento deseado de los chorros de tobera de las toberas 7 de
las cabezas de toberas contiguas, con el fin de excluir con
seguridad la formación de tiras descrita.
Las cabezas de tobera 20 contiguas rotan en la
realización mostrada en direcciones opuestas. Esto significa que en
la ranura b entre dos cabezas de toberas 20 contiguas sus toberas
proyectan en cada caso especularmente en la misma dirección, por
ejemplo las toberas 7,7 según la Fig. 5 especularmente entre sí
inclinadas hacia arriba. Esto es ventajoso con vistas a la
consecución de una calidad superficial uniforme. Además, gracias al
accionamiento a pares en sentido contrario de las cabezas de
toberas, se compensan los momentos de giro de cabezas de toberas
contiguas.
\newpage
El número de hileras de cabezas de toberas puede
ser par o impar. Dependiendo de la anchura del material laminado
que haya que descascarillar el número será mayor o menor. Si en una
instalación de laminación hay que descascarillar diferentes
anchuras de material para laminar, entonces es ventajoso que las
cabezas de toberas 20 se puedan desconectar o conectar a pares o
por grupos.
Las características dadas a conocer en la
descripción anterior, las figuras y las reivindicaciones pueden ser
importantes tanto individualmente como también en combinación
discrecional para la realización de la invención en las diferentes
estructuraciones.
Claims (8)
1. Dispositivo para descascarillar material
laminado caliente, que se desplaza con respecto al dispositivo,
mediante chorreado mediante agua a alta presión con por lo menos una
hilera de cabezas de toberas, con varias cabezas de toberas (20),
que barre la anchura de material laminado, pudiendo accionarse cada
cabeza de toberas en giro a motor alrededor de un eje de giro (A)
esencialmente perpendicular con respecto a la superficie del
material laminado (27) y presentando por lo menos dos toberas (1 a
8) dispuestas excéntricas con respecto al eje de giro (A), estando
dispuestas las toberas (1 a 8) de cada cabeza de toberas (20) tan
próximas como sea constructivamente posible al perímetro (25) de la
cabeza de toberas, de tal manera que genere un patrón de
pulverización sobre la superficie del material laminado (27) que sea
tangente o se solape al patrón de pulverización de la cabeza de
toberas (20) contigua en la hilera de cabezas de toberas, y estando
dispuestas las toberas (1 a 8) en la cabeza de toberas (20)
inclinadas radialmente hacia fuera con un ángulo de inclinación
(\alpha) radial en el intervalo de 0º < \alpha \leq 20º y
en la dirección perimétrica (f, f') del giro de la cabeza de toberas
(20).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el ángulo de inclinación radial está en
el intervalo de \approx 12º \pm 2º.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el ángulo de inclinación (\beta) de
las toberas en la dirección perimétrica está en un intervalo angular
0º < \beta \leq 30º, en particular en el intervalo angular
de \beta \approx 15º \pm 2º.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque las cabezas de toberas (20, 20)
contiguas en la hilera de cabezas de toberas son accionadas girando
en sentidos contrarios.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque el ángulo de abertura del chorro
(\varepsilon) del chorro que sale de las toberas (1 a 8) no mide
más de 15º, en particular no más de 10º.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizado porque por lo menos están distribuidas
de manera uniforme seis toberas alrededor del perímetro de cada
cabeza de toberas.
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque están dispuestas ocho toberas (1 a 8)
uniformemente alrededor del perímetro de cada cabeza de toberas
(20).
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 7, caracterizado porque en adaptación a anchuras de
material laminado diferentes se pueden desconectar o conectar pares
o grupos de cabezas de toberas de la hilera de cabezas de
toberas.
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