ES2402579T5 - Planta de horno y línea de moldeo por calor - Google Patents
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Description
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DESCRIPCION
Planta de horno y lmea de moldeo por calor
La invencion se refiere a una lmea de moldeo por calor para la fabricacion de un componente de perfil de chapa de acero endurecido.
Se conocen plantas de hornos para el calentamiento de chapas de acero o componentes de chapa de acero de las formas de construccion mas diferentes. Los llamados hornos continuos - calentados electricamente o con gas - se utilizan para el tratamiento termico continuo de chapas de acero o componentes de chapa de acero en grandes cantidades. Del documento DE 1 010 547 B se deduce un horno continuo para el tratamiento termico de material alargado a ser calentado como barras o chapas con una canalizacion para calefaccion, que esta conformada por dos secciones de construccion intercambiables dispuestas una detras de la otra. La utilizacion de un horno continuo dentro de una lmea de moldeo por calor para la fabricacion de componentes de perfil de chapa de acero endurecidos esta descrita por ejemplo en los documentos DE 101 28 200 B4 o DE 102 54 695 B3. Esta clase de hornos continuos pueden estar construidos para un intervalo de temperatura de hasta 1.300° C. Tambien es posible el tratamiento termico en atmosfera controlada.
El documento US-A-5 923 699 divulga una planta de hornos, para llevar acero a una temperatura constante, particularmente para la utilizacion en relacion con procesos de laminado de acero. La planta de hornos esta construida de forma modular a partir de modulos acoplables los unos con los otros, con un modulo inicial y un modulo final entre los cuales son insertables modulos de ampliacion.
A partir del documento DE 102 54 695 B3 ya citado anteriormente se conoce un procedimiento para la fabricacion de un componente de construccion metalico formado. Aqrn se forma en un primer momento a partir de un producto semielaborado un componente de construccion en bruto por un procedimiento de remodelacion en fno. El componente de construccion en bruto se recorta entonces por el borde segun un contorno de borde aproximadamente correspondiente al componente de construccion formado a fabricar y a continuacion se calienta el componente de construccion en bruto recortado y se acaba de formar en una herramienta de remodelado por calor y al mismo tiempo se templa en prensa.
El documento FR-A-2 369 228 describe un horno de tunel para artmulos ceramicos, donde el horno de tunel puede estar compuesto por diferentes modulos segun un sistema de construccion modular para lograr una produccion mas alta con una inversion de tiempo y una cantidad de trabajo reducida.
Tambien pertenece al estado de la tecnica por el documento DE 1 433 840 A1 un horno de tunel, que esta construido a partir de elementos de horno o secciones de tunel individuales. Estos se encuentran alojados sobre carriles de rodadura y estan unidos los unos con los otros mediante pernos roscados de forma flexible-elastica.
“Integrated Channel Roller Hearth Furnace Line Technology”, S.N. Banerjee, Aichelin-Stahl Inc., 19th ASM Heat Treating Society Conference Proceedings, 1999, divulga un horno de solera con rodillos para piezas en masa con sistema de temple integrado, donde el horno de solera con rodillos esta construido de forma modular.
En la practica se construye una lmea de moldeo por calor segun un determinado rendimiento o mdice de produccion. A partir de esto tambien se orienta la capacidad de la planta de hornos dentro de la lmea de moldeo por calor. Debido al gran gasto de inversion se intenta evitar de forma comprensible un sobredimensionamiento de la planta de hornos. En ocasiones tampoco se puede calcular al principio, antes de la puesta en marcha de una lmea de moldeo por calor, el necesario mdice de produccion de anos posteriores de forma fiable con la suficiente antelacion. De esta forma ocurre que una planta de hornos o una lmea de moldeo por calor lleguen debido a los deseos del cliente y a una demanda aumentada a su lfmite de produccion. Nos encontramos entonces ante la decision de construir una segunda lmea de moldeo por calor o de ampliar la lmea de moldeo por calor existente. Las dos cosas estan unidas a una gran cantidad de trabajo y a un alto coste de inversion.
La invencion se basa por ello en la tarea de crear una lmea de moldeo por calor para la fabricacion de un elemento de perfil de chapa de acero endurecido, que permita una conversion a un rendimiento mas alto con una inversion de tiempo, cantidad de trabajo y coste de inversion reducidos.
La solucion de esta tarea esta caracterizada en la reivindicacion 1.
Configuraciones y formas de realizacion ventajosas de la lmea de moldeo por calor segun la invencion son objeto de las reivindicaciones dependientes 2 a 6.
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El nucleo de la invencion lo conforma la medida de que la zona de calentamiento de la planta de hornos esta configurada por al menos dos modulos de horno acoplados el uno con el otro de forma separable, asf como el uso de una planta de hornos de esta clase en forma de un horno continuo en una lmea de moldeo por calor para la fabricacion de un componente de perfil de chapa de acero endurecido.
La planta de hornos puede ser ampliada en su capacidad por el montaje de modulos de horno adicionales a la manera de un sistema de construccion modular, para asf poder considerar una demanda de rendimiento aumentada. Para ello se separan los modulos de hornos existentes y se montan correspondientes modulos de hornos de ampliacion.
Con el ajuste de la planta de hornos puede aumentarse como consecuencia tambien el rendimiento de la produccion de una lmea de moldeo por calor para la fabricacion de perfiles de chapa de acero endurecidos. Los tiempos de parada y de modificacion necesarios para esto son claramente menores que en el caso del montaje de una segunda lmea de produccion o la modificacion convencional de la planta de hornos existente, dado que, segun la invencion, la ampliacion de la planta de hornos ocurre con modulos de horno estandarizados. Estos estan equipados con todos los dispositivos de calentamiento, medios de transporte, aislamientos, conducciones de entrada de aire y/o conducciones de salida de aire necesarios, asf como con las zonas de separacion y de acoplamiento necesarias.
La invencion se describe a continuacion con mas detalle haciendo referencia a los dibujos anexos. Muestran:
La Figura 1: esquematizado de forma tecnica una planta de hornos asf como un modulo de horno de ampliacion;
la Figura 2: la planta de hornos con modulo de horno de ampliacion insertado; la Figura 3: un fragmento de la zona de acoplamiento entre dos modulos de horno; la Figura 4: una vista sobre la representacion de la figura 3 segun la flecha IV; la Figura 5: una lmea de moldeo por calor y
la Figura 6: una lmea de moldeo por calor segun la figura 5 con una estacion de preformado integrada.
Los componentes de perfil de chapa de acero endurecidos se utilizan en la industria automovilfstica por ejemplo como montantes A, B, o C, como barras de impacto laterales o como parachoques. Tambien las estructuras de paredes laterales de una carrocena de un automovil se fabrican hoy en dfa con la tecnica de remodelado por calor y se endurecen en la herramienta de prensado.
Las figuras 5 y 6 muestran una representacion esquematica de una lmea de moldeo por calor.
En primer lugar se separa una chapa de acero 1 de una seccion desenrollada y enderezada de una bobina 2 de una chapa moldeable por calor en un dispositivo de troquelado o de corte 3. La chapa de acero 1 eventualmente preformada se suministra con un primer manipulador 4 a una planta de hornos 5 en forma de un horno continuo.
Para el preformado de la chapa de acero 1 hay preconectado al horno continuo 5 en la lmea de moldeo por calor segun la figura 6 una prensa 6, en la que se preforma y eventualmente se corta la chapa de acero 1. Por lo demas, la representacion de la figura 6 corresponde a la lmea de moldeo por calor segun la representacion en la figura 5.
En el horno continuo 5 se calienta la chapa de acero 1 a una temperatura que se encuentra por encima de la temperatura de trasformacion estructural al estado austemtico. Segun la clase de acero, esta temperatura se encuentra en un intervalo entre 700° C y 1.100° C. De forma ventajosa la atmosfera del horno continuo 5 esta inertizada por una adicion precisa y suficiente de un gas protector, para evitar un calaminado de la superficie de la chapa de acero. Un segundo manipulador 7 acoge la chapa de acero 1 calentada y la introduce en una herramienta de prensado 8. Aqm se termina de formar la chapa de acero 1 como elemento de perfil de chapa de acero 9 y se enfna rapidamente mediante un dispositivo de enfriado 10, con lo que aparece una estructura martensttica o baimtica del grano fino de material de trabajo. Con esto ocurre un endurecimiento del elemento de perfil de chapa de acero 9 con un ajuste preciso de la resistencia del material de trabajo. Hay postconectado a la herramienta de prensado 8 un tercer manipulador 11, el cual extrae el elemento de perfil de chapa de acero 9 terminado de formar y endurecido de la herramienta de prensado 8 y lo traslada a un contenedor.
La planta de hornos 5 presenta en la forma de construccion inicial, como se representa en la figura 1, una zona de entrada E, una zona de calentamiento H y una zona de salida A. La zona de entrada E comprende esencialmente una plataforma de alimentacion 12 con rodillos de transporte 13 integrados. De la misma manera la zona de salida A presenta una plataforma de extraccion 14 con rodillos de transporte 15 dispuestos dentro de esta. La zona de
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calentamiento H consiste en este caso en dos modulos de horno 16, 17, esto es, un modulo de horno inicial 16 y un modulo de horno final 17. Estos estan acoplados el uno con el otro de forma separable.
Para el aumento de la produccion o del rendimiento de la planta de hornos 5 se pueden incorporar en la zona de calentamiento H unos modulos de horno de ampliacion 18. Para ello se separan el modulo de horno inicial 16 y el modulo de horno final 17 y se instalan entre estos uno o varios modulos de horno de ampliacion 18. Esto queda aclarado con las figuras 1 y 2.
Los modulos de horno 16, 17, 18 estan acoplados los unos con los otros a traves de bridas extremas 19, 20 mediante pernos roscados 21 con incorporacion de al menos una junta refractaria 22, como se ve en las figuras 3 y 4. Las bridas 19, 20 pueden estar ademas soldadas de forma hermetica. Por el lado interior los modulos de horno
16-18 estan previstos de un revestimiento aislante 27.
Cada modulo de horno 16, 17, 18 esta equipado con un dispositivo de calentamiento 23. El dispositivo de calentamiento 23 puede ser calentado electricamente o con gas. Ademas de esto, hay integrado en cada modulo de horno 16, 17, 18 un medio de transporte 24 para el transporte de las chapas de acero 1 a traves del modulo de horno 16-18. Los medios de transporte 24 comprenden respectivamente una cadena de rodillos de horno 25. Los medios de transporte 24 de modulos de horno 16-18 contiguos se conectan unos con otros para poner a disposicion una via de transporte continua.
Para la creacion de una atmosfera controlada dentro de la planta de hornos 5 hay al menos un modulo de horno 1618 equipado con un suministro de gas inerte 26.
Cada uno de los modulos de horno 16-18 tiene dimensiones estandarizadas, donde los modulos de horno de ampliacion 18 son convenientemente el doble de largos que un modulo de horno inicial 16 o un modulo de horno final. De esta forma un modulo de horno inicial 16 y un modulo de horno final 17 pueden dar lugar conjuntamente por ejemplo a una unidad de 6 m. De forma ventajosa los modulos de horno de ampliacion 18 tienen entonces una longitud total de 6 m, de modo que la planta de hornos 5 puede ser construida de forma modular respectivamente a partir de unidades de 6 m. Segun esto la longitud L-is de un modulo de horno de ampliacion 18 corresponde a la longitud total de modulo de horno inicial 16 y modulo de horno final 17.
La construccion de la planta de hornos 5 a partir de modulos de horno 16-18 estandar acoplados los unos con los otros de manera separable permite un ajuste de la capacidad o conversion a una produccion mas alta con modulos estandarizados. Esto tiene ventajas logfsticas y de tecnica de montaje. De esta forma puede equiparse la planta de hornos 5 con inversion de tiempo, inversion de trabajo e inversion en capital relativamente reducidas para el aumento de la produccion.
Signos de referencia
1- Chapa de acero
2- Bobina
3- Dispositivo de corte
4- Primer manipulador
5- Planta de hornos
6- Prensa
7- Segundo manipulador
8- Herramienta de prensado
9- Componente de perfil de chapa de acero
10- Dispositivo de enfriamiento
11- Tercer manipulador
12- Plataforma de alimentacion
13- Rodillos de transporte
14- Plataforma de extraccion
15- Rodillos de transporte
16- Modulo de horno inicial
17- Modulo de horno final
18- Modulo de horno de ampliacion
19- Brida
20- Brida
21- Perno roscado
22- Junta
23- Dispositivo de calentamiento
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- 24-
- Medio de transporte
- 25-
- Rodillo de horno
- 26-
- Suministro de gas inerte
- 27-
- Revestimiento de aislamiento
- E-
- Zona de entrada
- H-
- Zona de calentamiento
- A-
- Zona de salida
- Ll6-
- Longitud de 16
- Ll7-
- Longitud de 17
- Ll8-
- Longitud de 18
Claims (6)
- 51015202530REIVINDICACIONES1. Lmea de moldeo por calor para la fabricacion de un componente de perfil de chapa de acero endurecido a partir de una chapa de acero eventualmente preformada, con un primer manipulador (4), el cual suministra la chapa de acero (1) a un horno continuo (5), en el que la chapa de acero (1) se calienta a una temperatura que se encuentra por encima de la temperatura de trasformacion estructural al estado austenftico, asf como un segundo manipulador (7), el cual acoge la chapa de acero calentada (1) y la introduce en una herramienta de prensado (8), en la que la chapa de acero (1) se termina de formar y se enfna para dar lugar al componente de perfil de chapa de acero (9), donde esta previsto un tercer manipulador (11), el cual extrae el componente de perfil de chapa de acero (9) de la herramienta de prensado (8), caracterizada por que el horno continuo (5) esta compuesto por al menos dos modulos de hornos (16-18) acoplados el uno con el otro de forma desmontable, y estan previstos un modulo de horno inicial (16) y un modulo de horno final (17), entre los cuales se puede insertar al menos un modulo de horno de ampliacion (18), por lo que la longitud (Lis) del modulo de horno de ampliacion (18) corresponde a la longitud total del modulo de horno inicial (16) y del modulo de horno final (17).
- 2. Lmea de moldeo por calor segun la reivindicacion 1, caracterizada por que los modulos de horno (16-18) estan acoplados los unos con los otros mediante bridas extremas (19, 20) con incorporacion de una junta (22).
- 3. Lmea de moldeo por calor segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que cada modulo de horno (16-18) esta equipado con un dispositivo de calentamiento (23).
- 4. Lmea de moldeo por calor segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que en cada modulo de horno (16-18) hay integrado un medio de transporte (24) para el transporte longitudinal de la chapa de acero (1) a traves del modulo de horno (16-18).
- 5. Lmea de moldeo por calor segun la reivindicacion 4, caracterizada por que los medios de transporte (24) de modulos de horno (16-18) contiguos son acoplables los unos con los otros.
- 6. Lmea de moldeo por calor segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que al menos un modulo de horno (16-18) esta provisto de un suministro de gas inerte (26).
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