ES2913781T3 - Método y sistema para fabricar tuberías de acero chapadas en metal - Google Patents

Método y sistema para fabricar tuberías de acero chapadas en metal Download PDF

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Abstract

Sistema de fabricación de tuberías de acero que fabrica una tubería de acero, de la cual al menos una cara interna se somete a chapado en metal fundido, a partir de una lámina de acero en una línea de fabricación continua, comprendiendo el sistema: una parte de realización de chapado de cara interna que realiza chapado en metal fundido vertiendo metal fundido al lado superior de la lámina de acero correspondiente a la cara interna de la tubería de acero; y una parte de conformación de tubería de acero para obtener una tubería de acero continua mediante conformación en frío de manera continua de la lámina de acero sometida a chapado de cara interna para dar una forma tubular y soldadura continua de una parte de unión de cara de extremo longitudinal de la lámina de acero conformada en la tubería de acero; en el que la parte de realización de chapado de cara interna incluye: una parte de vertido que vierte metal fundido al lado superior de la lámina de acero, una parte de suministro de metal fundido que puede suministrar metal fundido a la parte de vertido, y una parte de limpieza por barrido de cara interna que retira metal fundido vertido por la parte de vertido, en el que la parte de vertido tiene medios móviles que pueden moverse en paralelo a una dirección en la que avanza la lámina de acero, y en el que una distancia relativa entre una posición de vertido de metal fundido inicial y una posición de la parte de limpieza por barrido de cara interna es ajustable.

Description

DESCRIPCIÓN
Método y sistema para fabricar tuberías de acero chapadas en metal
Campo técnico
La presente invención se refiere a una técnica de fabricación de una tubería de acero chapada en metal, de la cual las caras interna y externa o al menos una cara interna se someten a chapado en metal fundido, mediante una línea de fabricación de tuberías de acero continua.
Antecedentes de la técnica
Hasta ahora, como uno de los métodos representativos para realizar chapado en metal fundido sobre una tubería de acero, existe un método conocido de inmersión en caliente. Además, en los últimos años, se ha propuesto un método de fabricación de una tubería de acero chapada en metal fundido en una línea de fabricación de tuberías de acero continua desde el punto de vista de una disminución en el coste. Como uno de los métodos, la bibliografía de patentes 2 da a conocer una técnica de fabricación de una tubería de acero chapada de cara externa de tal manera que una lámina de acero se conforma en frío de manera continua para dar una forma tubular y el resultado se suelda y se chapa con metal fundido. Además, existe una creciente necesidad de realizar un chapado en metal de cara interna en los últimos años. Por lo tanto, la bibliografía de patentes 3 da a conocer un método para chapar fácilmente tanto caras internas como externas de una tubería de acero con metal fundido en una línea continua de tal manera que una cara en una lámina de acero correspondiente a la cara interna de la tubería de acero se somete a chapado en una línea de fabricación de tuberías de acero, el resultado se conforma en frío para dar una forma tubular, se suelda una cara de extremo longitudinal de la lámina de acero, y la cara externa de la tubería de acero se somete a chapado en metal fundido.
Lista de citas
Bibliografía de patentes
[Bibliografía de patente 1] Solicitud de patente japonesa abierta a consulta pública (JP-A) n.° S56-116864
[Bibliografía de patente 2] Publicación de solicitud de patente japonesa n.° S52-43454
[Bibliografía de patentes 3] JP-A n.° H05-148607
El documento JP H05 148607 A da a conocer la fabricación de manera continua de un tubo de acero recubierto con metal interna y externamente de una manera fácil mediante vertido de metal por inmersión en caliente sobre una lámina de acero, ejecución de un recubrimiento de un lado, sometimiento después a conformación en frío para conformar una forma tubular, ejecución de soldadura continua y aplicación de recubrimiento de metal por inmersión en caliente a la cara de lado externo del tubo de acero obtenido. En una lámina de acero rebobinada a partir de una desbobinadora, un lado que es la cara de lado interno del tubo de acero se somete a un tratamiento previo tal como granallado. A continuación, el metal por inmersión en caliente se vierte sobre el mismo mediante un aparato de recubrimiento de metal por inmersión en caliente de un lado de tipo de vertido para ejecutar el recubrimiento de un lado, y la lámina de acero recubierta de un lado se enfría mediante un baño de enfriamiento. Esta lámina de acero se somete a conformación en frío continua mediante una máquina de conformación por rodillos para conformar una forma tubular, y sucesivamente, la parte de unión se somete de manera continua a soldadura continua en una dirección axial mediante una máquina de soldadura. En el tubo de acero obtenido, su cara externa se somete a tratamiento previo. Después de eso, se hace pasar a través de un aparato de recubrimiento de metal por inmersión en caliente y se sumerge en un baño de recubrimiento por inmersión en caliente, y la cara externa del tubo de acero se aplica con recubrimiento de metal por inmersión en caliente. Este tubo de acero recubierto se enfría, posteriormente se somete a acabado por rodillos y se corta para dar una longitud prescrita mediante una máquina de corte, mediante lo cual puede obtenerse un producto de tubo de acero aplicado con recubrimiento de metal por inmersión en caliente interna y externamente.
El documento US 5251 804 A da a conocer una banda de acero que se limpia con una máquina de granallado y su superficie superior se recubre con zinc en un dispositivo de chapado fundido. La banda se conforma mediante una máquina de conformación por rodillos para dar un tubo y la superficie externa del tubo se recubre mediante el dispositivo de chapado.
El documento JP2000-087203 A da a conocer evitar de manera económica la reducción de la productividad causada por la limpieza y retirada del polvo de zinc acumulado en un horno de formación de aleación. La solución comprende: en el momento de producir una lámina de acero galvanizada por inmersión en caliente sumergiendo una lámina de acero en un baño de galvanización por inmersión en caliente, ejecutar chapado, controlar la cantidad acumulada de chapado mediante un método de limpieza por barrido con gas y ejecutar el tratamiento de aleación mediante calentamiento por inducción en un horno de formación de aleación, el chapado se aplica haciendo que la temperatura del baño de galvanización por inmersión en caliente sea <=455 grados C. Además, la presión del gas de limpieza por barrido en la punta de una boquilla en el método de limpieza por barrido con gas se realiza a <= 0,6 kg/cm2
Divulgación de la invención
Problema a resolver por la invención
Se requieren varias especificaciones en la tubería de acero que se fabrica en la línea continua. Es decir, el diámetro de la tubería de acero y características tales como la resistencia a la corrosión de la misma deben cambiarse dependiendo de los requisitos de los consumidores. Por lo tanto, en la línea continua, se fabrica una tubería de acero según una especificación, y posteriormente se fabrica una tubería de acero según otra especificación. Sin embargo, en este momento, existe la necesidad de ajustar un tiempo de inmersión en metal fundido en el chapado. En el caso del chapado de inmersión general, solo puede ajustarse el tiempo de inmersión en metal fundido. Sin embargo, en el chapado de la línea continua, la velocidad de línea debe cambiarse para ajustar el tiempo de inmersión, lo que afecta a la eficiencia de fabricación, etc. Por lo tanto, es un primer objeto de la invención proporcionar un sistema y un método capaces de ajustar fácilmente el tiempo de inmersión en la línea de fabricación de tuberías de acero continua.
Además, en la línea continua, la línea necesita detenerse o la velocidad de la línea necesita disminuirse cuando se produce cualquier problema. Cuando la línea se detiene temporalmente y se reinicia para realizar el chapado en la línea continua, dado que el chapado se realiza después del tratamiento previo, puede generarse una parte no chapada en la longitud necesaria para el tiempo empleado, lo que conduce a un aumento en el coste. Por lo tanto, la velocidad de la línea puede disminuirse para que la línea continua no se detenga. Sin embargo, cuando la velocidad de la línea disminuye de esta manera, el tiempo de inmersión en metal fundido se extiende en el momento del procesamiento de la tubería de acero chapada fabricada, causando de ese modo el problema de que el chapado se agriete o se desprenda. Por lo tanto, es un segundo objeto de la invención proporcionar un método y un sistema capaces de hacer el tiempo de inmersión de chapado constante para corresponder a un cambio en la velocidad de la línea sin detener la línea en el método de fabricación de la tubería de acero en la línea continua.
Medios para resolver los problemas
La presente invención se define en las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes definen realizaciones de la invención. Según la invención, se proporciona un sistema de fabricación de tuberías de acero que fabrica una tubería de acero, de la cual una cara interna se somete a chapado en metal fundido, a partir de una lámina de acero en una línea de fabricación continua, incluyendo el sistema: una parte (unidad) de realización de chapado de cara interna (por ejemplo, el dispositivo de chapado en metal fundido de cara interna 5) que realiza chapado en metal fundido vertiendo metal fundido al lado superior de la lámina de acero correspondiente a la cara interna de la tubería de acero; una parte de conformación de tubería de acero (por ejemplo, el dispositivo de conformación 7 y el dispositivo de soldadura 8) para obtener una tubería de acero continua mediante conformación en frío de manera continua de la lámina de acero sometida al chapado de cara interna para dar una forma tubular y soldadura continua de una parte de unión de cara de extremo longitudinal de la lámina de acero conformada en la tubería de acero; en el que la parte de realización de chapado de cara interna (por ejemplo, el dispositivo de chapado en metal fundido de cara interna 5) incluye una parte de vertido (por ejemplo, la parte de vertido 501) que vierte metal fundido al lado superior de la lámina de acero, una parte de suministro de metal fundido (por ejemplo, la bomba de metal fundido 550) que suministra metal fundido a la parte de vertido, y una parte de limpieza por barrido de cara interna (por ejemplo, la parte de limpieza por barrido de cara interna 503) que retira metal fundido vertido por la parte de vertido, en el que la parte de vertido tiene medios móviles que pueden moverse en paralelo a una dirección en la que avanza la lámina de acero, y en el que la distancia relativa entre la posición de vertido de metal fundido inicial y la posición de la parte de limpieza por barrido de cara interna es ajustable.
Según la realización a modo de ejemplo (2) correspondiente a la reivindicación dependiente 2, el sistema comprende
una parte de realización de chapado de cara externa que realiza chapado en metal fundido sumergiendo la cara externa de la tubería de acero en metal fundido,
en el que una longitud de inmersión en metal fundido es ajustable en la parte de realización de chapado de cara externa.
Según la realización a modo de ejemplo (3) correspondiente a la reivindicación dependiente 3, la posición de la parte de limpieza por barrido de cara interna es fija.
Según la realización a modo de ejemplo (4) correspondiente a la reivindicación dependiente 4, la parte de realización de chapado de cara externa incluye una pluralidad de partes de inmersión (por ejemplo, las partes de inmersión 601) que tienen un espacio para permitir que la tubería de acero continua pase a través de las mismas, permitir que la cara externa de la tubería de acero continua se sumerja en metal fundido cuando se introduce metal fundido en el espacio, y se disponen de manera continua en una dirección en la que avanza la tubería de acero continua, una parte de limpieza por barrido de cara externa (por ejemplo, la parte de limpieza por barrido 602) que retira metal en exceso de la tubería de acero continua sumergida en metal fundido por la parte de inmersión, y una parte de suministro de metal fundido (por ejemplo, la bomba de metal fundido 550) que puede suministrar metal fundido a la parte de inmersión, en el que la parte de suministro de metal fundido es, en el suministro, capaz de cambiar el número de la(s) parte(s) de inmersión a la(s) que va a suministrarse metal fundido.
Según la realización a modo de ejemplo (5) correspondiente a la reivindicación dependiente 5, la parte de limpieza por barrido de cara externa se instala inmediatamente después de cada una de la pluralidad de partes de inmersión, y la cual puede determinar que cualquier parte(s) de limpieza por barrido de la pluralidad de partes de limpieza por barrido va(n) a hacerse funcionar.
Según la realización a modo de ejemplo (6) correspondiente a la reivindicación dependiente 6, la(s) parte(s) de limpieza por barrido de cara externa instalada(s) entre las partes de inmersión es(son) una(s) parte(s) de limpieza por barrido de tipo circular abierta(s) móvil(es) (por ejemplo, la parte de limpieza por barrido de tipo circular abierta móvil 602-1) que incluye una parte anular (por ejemplo, la parte anular 60201) que rodea la tubería de acero continua y una pluralidad de orificios de expulsión de gas (por ejemplo, orificios de expulsión de gas 60202) conformados dentro de la parte anular y en los que la parte anular es de anillo abierto y puede moverse a una posición distante con respecto a la tubería de acero continua.
Según la invención (7), se proporciona
un método de fabricación de una tubería de acero, de la cual al menos una cara interna se somete a chapado en metal fundido, a partir de una lámina de acero en una línea de fabricación continua, incluyendo el método:
realizar chapado en metal fundido en una parte de realización de chapado de cara interna vertiendo metal fundido al lado superior de la lámina de acero correspondiente a la cara interna de la tubería de acero; y
obtener una tubería de acero continua mediante una parte de conformación de tubería de acero mediante conformación en frío de manera continua de la lámina de acero sometida al chapado de cara interna para dar una forma tubular y soldadura continua de una parte de unión de cara de extremo longitudinal de la lámina de acero conformada en la tubería de acero;
en el que el chapado de cara interna incluye:
verter metal fundido mediante una parte de vertido al lado superior de la lámina de acero,
suministrar metal fundido a la parte de vertido mediante una parte de suministro de metal fundido, y
retirar metal fundido vertido por la parte de vertido mediante una parte de limpieza por barrido de cara interna,
mover la parte de vertido en paralelo a una dirección en la que la lámina de acero avanza para ajustar una distancia relativa entre una posición de vertido de metal fundido inicial y una posición de la parte de limpieza por barrido de cara interna para ajustar el tiempo de inmersión en metal fundido.
Según la realización a modo de ejemplo (8) no cubierta por las reivindicaciones, se proporciona el método según realizaciones a modo de ejemplo (7), en el que el chapado en metal de cara interna incluye el vertido de metal fundido al lado superior de la lámina de acero, y la limpieza por barrido de cara interna para retirar metal adicional después del vertido, y en el que se ajusta la distancia entre la posición de vertido y la posición de limpieza por barrido de cara interna.
Según la realización a modo de ejemplo (9) no cubierta por las reivindicaciones, el chapado en metal de cara externa incluye instalar de manera continua una pluralidad de artesas de inmersión en una dirección en la que avanza la tubería de acero continua, teniendo la artesa de inmersión un espacio que permite que la tubería de acero continua pase a través de la misma y que puede sumergir la cara externa de la tubería de acero continua en metal fundido cuando se introduce metal fundido en el espacio, suministrar metal fundido a la(s) artesa(s) de inmersión, y sumergir la cara externa de la tubería de acero continua en metal fundido, y limpiar por barrido la cara externa para retirar metal adicional de la tubería de acero continua sumergida en metal fundido mediante la(s) artesa(s) de inmersión, y en el que se determina el número de la(s) artesa(s) de inmersión, a las que va a suministrarse metal fundido, y la limpieza por barrido de la cara externa se realiza inmediatamente después de la artesa colocada en la etapa más posterior entre las artesas de inmersión a las que se suministra metal fundido.
Según la realización a modo de ejemplo (10) no cubierta por las reivindicaciones en la limpieza por barrido de cara interna, la cantidad de unión de chapado fundido se ajusta mediante la presión de limpieza por barrido con aire o gas inerte usando un dispositivo de soplado.
Según la realización a modo de ejemplo (11) no cubierta por las reivindicaciones, el chapado en metal de cara interna incluye además un chapado en metal diferente de realizar chapado en metal vertiendo metal fundido diferente después del vertido.
Según la realización a modo de ejemplo (12) no cubierta por las reivindicaciones, el chapado en metal de cara externa es un chapado en metal diferente suministrando metal fundido, a al menos una de las artesas de inmersión, diferente del metal fundido introducido en la(s) otra(s) artesa(s).
En el presente documento, se describirá el significado de diversos términos técnicos usados en la memoria descriptiva. La “ longitud de inmersión en metal fundido” significa la distancia en la que la lámina de acero o la tubería de acero se sumerge en el metal fundido y el metal fundido adicional se retira mediante la limpieza por barrido. Por ejemplo, en el caso del chapado en metal de cara interna, significa una distancia desde la posición de vertido de metal fundido hasta la posición de limpieza por barrido de cara interna. En el caso del chapado en metal de cara externa, significa una distancia desde la posición en la que la tubería de acero entra en la parte de inmersión llena con el metal fundido hasta la posición de limpieza por barrido de cara externa.
Efecto de la invención
Según la invención, en la línea continua para fabricar la tubería de acero, existe el efecto de que el tiempo de inmersión según la especificación requerida puede obtenerse fácilmente. Además, existe el efecto de que el tiempo de inmersión de chapado puede hacerse constante para corresponder a un cambio en la velocidad de la línea sin detener la línea incluso cuando se produce cualquier problema.
Según la invención (el sistema según la reivindicación 1), existe el efecto de que el tiempo de inmersión de chapado puede ajustarse fácilmente ajustando la relación de posición relativa entre la posición de vertido de metal fundido y la parte de limpieza por barrido de cara interna.
Según la realización a modo de ejemplo (3), dado que la posición de la parte de limpieza por barrido es fija, existe el efecto de que el tiempo de inmersión puede cambiarse sin cambiar la distancia entre la posición de limpieza por barrido y la posición de proceso posterior.
Según las realizaciones a modo de ejemplo (4) y (9), existe el efecto de que el tiempo de inmersión puede ajustarse fácilmente cambiando el número de la(s) parte(s) de inmersión suministrada(s).
Según la realización a modo de ejemplo (5), dado que la distancia desde la posición de inmersión hasta la posición de limpieza por barrido puede hacerse constante incluso cuando se cambia el número de la(s) parte(s) de inmersión a la(s) que se suministra metal fundido, existe el efecto de que el tiempo desde la inmersión hasta la limpieza por barrido puede hacerse constante.
Según la realización a modo de ejemplo (6), dado que la parte de limpieza por barrido puede moverse a una posición distante con respecto a la salida y la entrada de la parte de inmersión cuando la parte de limpieza por barrido no se hace funcionar, existe el efecto de que el orificio de expulsión de gas no puede bloquearse por el metal fundido que fluye hacia fuera de la salida y la entrada del mismo.
Según la realización a modo de ejemplo (10) no cubierta por las reivindicaciones, existe el efecto de que el grosor de chapado puede ajustarse fácilmente ajustando la presión del dispositivo de soplado.
Según las realizaciones a modo de ejemplo (11) y (15) no cubiertas por las reivindicaciones, dado que la cara interna o la cara externa pueden chaparse simultáneamente con diferentes metales, existe el efecto de que el proceso puede simplificarse.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de configuración esquemática que ilustra un sistema de fabricación de tuberías de acero chapadas en metal fundido según la realización.
La figura 2 es un diagrama de configuración esquemática que ilustra un dispositivo de chapado en metal fundido de cara interna según la realización.
La figura 3 es un diagrama de configuración esquemática que ilustra una parte de vertido del dispositivo de chapado en metal fundido de cara interna según la realización.
La figura 4 es un diagrama de configuración esquemática que ilustra una parte móvil del dispositivo de chapado en metal fundido de cara interna según la realización.
La figura 5 es un diagrama de configuración esquemática que ilustra un dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa según la realización.
La figura 6 es un diagrama que ilustra una forma de una tubería de acero y una parte de inmersión del dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa.
La figura 7 es un diagrama que ilustra una configuración esquemática de una parte de limpieza por barrido de tipo circular abierta móvil.
La figura 8 es un diagrama que ilustra una relación entre una velocidad de chapado y una longitud de inmersión en metal fundido.
La figura 9 es un diagrama que ilustra una relación entre un tiempo de inmersión y un grosor de una capa de aleación galvanizada.
La figura 10 es un diagrama que ilustra un resultado de ejemplo de trabajo.
La figura 11 es un diagrama que ilustra un resultado de ejemplo de trabajo.
La figura 12 es un diagrama que ilustra un resultado de ejemplo de trabajo.
Mejor(es) modo(s) para llevar a cabo la invención
A continuación en el presente documento, se describirá en detalle una realización de la invención. La figura 1 es un diagrama de configuración esquemática que ilustra un sistema de fabricación de tuberías de acero chapadas en metal fundido según la realización. El sistema de fabricación incluye: un desbobinador 2 que suministra de manera continua una lámina de acero alargada enrollada alrededor de una bobina 1; un dispositivo de conformación 7 que conforma de manera continua la lámina de acero suministrada desde el desbobinador 2 para dar una forma tubular; un dispositivo de chapado en metal fundido de cara interna 5 que permite que una lámina de acero se chape con metal fundido con el metal deseado inmediatamente antes de que la lámina de acero se conforme de manera continua en forma tubular; un dispositivo de soldadura 8 que conforma un cuerpo tubular soldando de manera continua una parte de unión de cara de extremo longitudinal de la lámina de acero chapada conformada en una forma tubular; un dispositivo de corte 10 que corta de manera continua una parte de cordón soldado conformada sobre la cara externa del cuerpo tubular; un dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa 13 que incluye una pluralidad (por ejemplo, cuatro) partes de inmersión y conforma una tubería de acero chapada en metal fundido permitiendo que la cara externa del cuerpo tubular se chape de manera continua por inmersión en caliente; un dispositivo de dimensionamiento 15 que conforma una tubería de acero chapada en metal fundido en dimensiones estándar; y un dispositivo de corte 16 que corta la tubería de acero chapada en metal fundido en una longitud predeterminada.
Si es necesario, un dispositivo de granallado 3, un dispositivo de tratamiento previo 4 que realiza una operación de aplicación de líquido de flujo de prevención de oxidación y una operación de secado y precalentamiento, un dispositivo de aplicación de flujo 11 que aplica de manera continua un líquido de flujo para limpiar la cara externa del cuerpo tubular y evitar la oxidación de la misma, o puede proporcionarse un dispositivo de precalentamiento 12 que seca la cara externa del cuerpo tubular y precalienta el cuerpo tubular. Dependiendo de la propiedad del metal de chapado, se proporciona una primera artesa (tanque) de enfriamiento 6 que enfría la lámina de acero después de que se realice el chapado en metal fundido sobre la misma o una segunda artesa de enfriamiento 14 que enfría el cuerpo tubular después de que se realice el chapado en metal fundido sobre el mismo. La artesa de enfriamiento se proporciona esencialmente si el chapado en metal es galvanizado.
A continuación, se describirá la configuración del dispositivo de chapado en metal fundido de cara interna 5, que es el punto característico de la invención. La figura 2(a) es una vista esquemática en sección transversal tomada a lo largo de la línea X-X' del dispositivo de chapado en metal fundido de cara interna 5 según la realización, y la figura 2(b) es una vista lateral conceptual que ilustra el dispositivo de chapado en metal fundido de cara interna 5. El dispositivo de chapado en metal fundido de cara interna 5 según la realización incluye: una bomba de metal fundido 550 que suministra metal fundido al interior de una parte de vertido; una parte de vertido 501 que vierte metal fundido suministrado desde la bomba de metal fundido hasta la lámina de acero para realizar un tratamiento de chapado sobre la misma; una parte de soporte 502 que soporta la cara trasera de la lámina de acero para evitar la deformación de la lámina de acero; una parte de limpieza por barrido de cara interna 503 (por ejemplo, un dispositivo de soplado tal como un limpiador por barrido con un gas inerte o aire) que retira metal fundido en exceso de la parte de vertido; y una parte móvil 504 (un armazón de base deslizante) para permitir ajustar la relación de posición relativa entre la parte de vertido y la parte de limpieza por barrido. La estructura de la parte móvil 504 se describirá más adelante en detalle. En el presente documento, la bomba de metal fundido 550 incluye: una carcasa de impulsor 551 que aloja un impulsor para bombear metal fundido; un árbol de impulsor 552 que transmite la fuerza de accionamiento rotacional del motor de bomba al impulsor alojado en la carcasa de impulsor; un motor de bomba 553 que sirve como fuente de energía para bombear metal fundido; y un orificio de descarga de metal fundido 554 que descarga metal fundido enviado desde la carcasa de impulsor. En el presente documento, se describirá la estructura detallada de la parte de vertido 501. Como se ilustra en el diagrama esquemático de la figura 3, aunque no está particularmente limitado, la parte de vertido 501 incluye, por ejemplo, un recipiente 501a y una pluralidad de orificios de vertido de metal fundido 501b que están conformados en la parte inferior del mismo. Además, en el presente documento, una longitud de inmersión en metal fundido significa la distancia desde el orificio de vertido situado en el lado más aguas arriba de la línea hasta la parte de limpieza por barrido 503. En el presente documento, la parte de limpieza por barrido 503 puede ser móvil, pero puede fijarse adecuadamente para mantener la distancia desde la posición de la parte de limpieza por barrido 503 hasta la artesa de enfriamiento para que sea constante en un caso en el que se necesita la artesa de enfriamiento particularmente en el momento de realizar la galvanización.
La figura 4 es un diagrama esquemático que ilustra la parte móvil según la realización. La parte móvil 504 incluye un armazón de base 50401 y una base de cuerpo principal de bomba 50402. Además, aunque no se ilustra en los dibujos, la base de cuerpo principal de bomba está conectada a la parte de vertido 501, y cuando su parte se mueve, la parte de vertido puede moverse y puede ajustarse la longitud de inmersión en metal fundido. El armazón de base incluye: un par de armazones de base deslizantes 50403; un engranaje de cremallera 50404 que está conformado para poder adaptarse a un engranaje de piñón que se describirá más adelante y se instala en la cara sustancialmente completa de uno de los armazones de base deslizante; y sensores de posicionamiento A50405 que están instalados en al menos un armazón de base deslizante con sustancialmente el mismo intervalo entre los mismos. La base de cuerpo principal de bomba incluye un cuerpo principal de bomba 50406; una placa de techo 50407; placas laterales 50408 que están conformadas en ambos lados de la placa de techo; un rodillo de guía 50409 que está instalado en las dos placas laterales para recibir el peso de la bomba y mover fácilmente el cuerpo principal de bomba; un engranaje de piñón 50410 que está conformado para poder adaptarse al engranaje de cremallera para realizar una operación de accionamiento y posicionamiento; y un sensor de posicionamiento B50411 que está instalado en al menos una de las placas laterales. Además, en la parte inferior del armazón de base, puede equiparse un cuerpo de soporte de armazón de base 50412. Debido a la transmisión fuerte y fiable sin deslizamiento a través del engrane entre el engranaje de piñón 50410 y el engranaje de cremallera 50404 fijado al armazón de base deslizante 50403, el mismo está configurado para poder moverse con respecto a los sensores de posicionamiento A50405 que están instalados en una distancia determinada de antemano. Sin embargo, el método de movimiento no está limitado al método descrito anteriormente. Por ejemplo, la distancia de movimiento puede establecerse sin el sensor de posicionamiento usando el número de rotaciones del engranaje de piñón a través de un motor eléctrico y un cambiador de velocidad, un servomotor o similar.
A continuación, se describirá la configuración del dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa 13 según una realización de la invención. En el presente documento, el dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa 13 incluye una pluralidad (por ejemplo, cuatro) de partes ilustradas en la figura 5. La figura 5(a) es una vista esquemática en sección transversal tomada a lo largo de la línea X-X' de una unidad del dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa 13 según la realización, y la figura 5(b) es una vista lateral conceptual que ilustra una unidad del dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa 13. El dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa 13 incluye: una bomba de metal fundido 550 que suministra metal fundido al interior de una parte de inmersión; una parte de inmersión 601 que almacena el metal fundido suministrado desde la bomba de metal fundido y permite que el metal fundido pase a través de la tubería de acero 9 para realizar un tratamiento de chapado en metal fundido sobre la misma; y una parte de limpieza por barrido 602 (por ejemplo, un dispositivo de soplado tal como un limpiador por barrido con un gas inerte o aire) que retira metal fundido en exceso unido a la tubería de acero en el momento de realizar el tratamiento de chapado mediante la parte de inmersión. La parte de limpieza por barrido se describirá más adelante en detalle. Además, la parte de limpieza por barrido puede incluir además un soporte de parte de inmersión 603 que soporta la parte de inmersión. Además, dado que la configuración de la bomba de metal fundido 550 es la misma que la del dispositivo de chapado en metal fundido de cara interna 5, la descripción de la misma no se repetirá dando el mismo número de referencia a la misma. En el presente documento, la figura 6 ilustra esquemáticamente la periferia de la tubería de acero cuando estas partes están dispuestas en el dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa. En el presente documento, en el dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa 13, las partes de inmersión respectivas 601 están dispuestas de manera continua en una dirección en la que avanza la tubería de acero. Además, con respecto a la distancia desde la salida hasta la entrada entre las partes de inmersión respectivas, es deseable establecer la distancia de modo que la tubería de acero se sumerja de manera continua en el metal fundido que fluye hacia fuera de la salida y la entrada de las partes de inmersión. La parte de limpieza por barrido 602 se proporciona aguas abajo de cada parte de inmersión. Es deseable configurar las partes de limpieza por barrido de modo que solo se hace(n) funcionar la(s) parte(s) de limpieza por barrido inmediatamente después de la(s) parte(s) de inmersión a la(s) que se suministra metal fundido. Esto se debe a que la limpieza por barrido enfría la tubería de acero sumergida en el metal fundido y afecta a la calidad del chapado. En el presente documento, las partes de limpieza por barrido 602a a 602c que se proporcionan entre las partes de inmersión son partes de limpieza por barrido de tipo de apertura de anillo móviles 602-1. La figura 7 ilustra la configuración de la parte de limpieza por barrido de tipo circular abierta móvil 602-1. La parte de limpieza por barrido de tipo circular abierta móvil 602-1 incluye: una parte anular 60201 que rodea la periferia exterior de la tubería de acero; una pluralidad de orificios de expulsión de gas 60202 (no ilustrados) que se conforman dentro de la parte anular y soplan un gas hacia la tubería de acero; y cuerpos de soporte 60203 que soportan la parte anular. En el presente documento, la parte anular 60201 incluye una muesca 60204 que divide a la mitad la parte anular, y cuando los cuerpos de soporte se hacen funcionar para alejarse entre sí, los cuerpos de soporte pueden moverse a una posición distante con respecto a la tubería de acero. Con un mecanismo de movimiento de este tipo, dado que la parte de limpieza por barrido puede moverse a una posición distante con respecto a la salida y la entrada de las partes de inmersión cuando no se hace funcionar la parte de limpieza por barrido de tipo circular abierta móvil, los orificios de expulsión de gas no están bloqueados por el zinc fundido que fluye hacia fuera de la salida y la entrada. De esta manera, dado que hay una pluralidad de partes de inmersión en metal fundido de cara externa según la realización, cuando se ajusta el número de las partes de inmersión a las que se suministra el metal fundido, el grosor de la capa de aleación chapada de la cara externa de la tubería de acero puede igualarse ajustando la longitud de inmersión del metal fundido según un cambio en la velocidad de la línea. Además, el dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa 13 puede usarse en el momento de chapado del mismo tipo de metal (por ejemplo, zinc fundido). En el momento de un metal diferente de chapado adicional (chapado especial), el metal diferente puede introducirse en la(s) parte(s) de inmersión. Además, adicionalmente al dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa 13, otro dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa (con, por ejemplo, la misma configuración) puede instalarse aguas abajo del dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa 13.
A continuación, se describirá el método de fabricación de la invención usando la línea de fabricación descrita anteriormente. En primer lugar, la lámina de acero que se enrolla en forma de bobina se suministra de manera continua desde el desbobinador 2 hacia el lado aguas abajo de la línea. A continuación, se realiza un tratamiento previo predeterminado en la lámina de acero mediante el dispositivo de granallado 3 o el dispositivo de tratamiento previo 4, y luego se realiza un tratamiento de chapado de cara interna sobre una cara de la lámina de acero suministrada mediante el dispositivo de chapado en metal fundido de cara interna 5. El tratamiento de chapado de cara interna se describirá más adelante en detalle. A continuación, después de que se enfría la lámina de acero, de la cual se chapó una cara, por la artesa de enfriamiento 6, la lámina de acero se introduce en el interior del dispositivo de conformación 7 y se conforma en forma tubular mediante conformación en frío. A continuación, la parte de unión de cara de extremo longitudinal de la lámina de acero se suelda de manera continua mediante el dispositivo de soldadura 8, de modo que se conforma un único cuerpo tubular continuo 9.
A continuación, el cuerpo tubular 9 se suministra al dispositivo de corte 10 equipado con una cuchilla que tiene una forma de acuerdo con la cara externa del cuerpo tubular 9. A continuación, la parte de cordón soldado que está conformada sobre la cara externa del cuerpo tubular 9 se corta mediante la cuchilla del dispositivo de corte 10, de modo que se hace uniforme la cara externa del cuerpo tubular 9.
Posteriormente, el cuerpo tubular se envía al dispositivo de aplicación de flujo 11, de modo que el líquido de flujo para limpiar la cara externa del cuerpo tubular y evitar la oxidación de la misma se aplica sobre la misma. El cuerpo tubular 9 se envía al dispositivo de precalentamiento 12 para que se aplique calor residual al mismo, secando de este modo la cara externa.
Posteriormente, el cuerpo tubular se envía al dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa 13. El cuerpo tubular 9 se sumerge en la parte de inmersión llena de metal fundido bombeado en el dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa 13, de modo que toda la cara externa se somete al chapado en metal fundido. El cuerpo tubular 9 que se sumergió en la parte de inmersión está dotado de una capa chapada en metal fundido que tiene una capa de aleación fuerte, y el chapado en metal fundido en exceso se retira en el dispositivo de limpieza por barrido 602, de modo que se conforme la tubería de acero chapada en metal fundido. Posteriormente, se enfría mediante la artesa de enfriamiento 14. Además, el tratamiento de chapado en metal fundido de cara externa se describirá más adelante en detalle.
A continuación, la tubería de acero chapada en metal fundido se somete a laminación en frío en el dispositivo de dimensionamiento 15 de modo que el diámetro exterior se conforme para dar una dimensión estándar. En la realización, la laminación en frío también es necesaria para que la capa de chapado en metal fundido tenga un grosor comparativamente uniforme en la dirección circunferencial. Es decir, incluso cuando la capa de chapado en metal fundido inmediatamente después conformada por el dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa tiene un grosor irregular en la dirección circunferencial, puede hacerse que la capa de chapado en metal fundido tenga un grosor comparativamente uniforme a través de la laminación en frío posterior o similar. De esta manera, en la realización, después de que la capa de chapado en metal fundido se conforma por el dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa, por ejemplo, es deseable realizar un proceso de dimensionamiento tal como laminación en frío y realizar un proceso que permite que la capa de chapado en metal fundido conformada por el tratamiento de chapado en metal fundido tenga un grosor comparativamente uniforme (un proceso que iguale la distribución del grosor en comparación con el caso inmediatamente después de que se conforme la capa de metal fundido).
La tubería de acero chapada en metal fundido se corta para dar una longitud predeterminada mediante el dispositivo de corte 16, de modo que se obtiene un producto de tubería de acero 17.
En el presente documento, el tratamiento de chapado de cara interna se describirá en detalle. El tratamiento de chapado de cara interna es un proceso en el que el metal en exceso del metal fundido vertido desde la parte de vertido 501 del dispositivo de tratamiento de chapado en metal fundido de cara interna 5 hasta la lámina de acero B se retira mediante la parte de limpieza por barrido 503. En el presente documento, en la invención, se examina un hecho en el que el tiempo de inmersión en metal fundido es proporcional al grosor de la capa de aleación conformada en el momento de realizar el chapado en metal fundido. Sin embargo, el método de chapado de cara interna que se usa en la línea continua se realiza según el método en el que el metal fundido se vierte a la lámina de acero desde el lado superior de la misma. En este caso, aunque no se realiza “inmersión” según el significado general, bajo la premisa de que las condiciones, cuando el metal fundido está sobre la lámina de acero mediante vertido, es “inmersión”, la distancia entre la parte de vertido y la parte de limpieza por barrido se ajusta según la longitud de inmersión del metal fundido. Es decir, incluso cuando la velocidad de la línea no cambia, el grosor de la capa de aleación chapada puede ajustarse ajustando el tiempo de inmersión en metal fundido de tal manera que se cambie la distancia entre la parte de vertido 501 y la parte de limpieza por barrido 503. Por ejemplo, cuando la velocidad de la línea disminuye temporalmente, el grosor de la capa de aleación chapada puede mantenerse para que sea uniforme ajustando la distancia entre la parte de vertido 501 y la parte de limpieza por barrido 503 para que sea corta. Es decir, dado que el grosor de la capa de aleación chapada puede hacerse sustancialmente uniforme, apenas se produce un problema tal como el agrietamiento o el desprendimiento de la capa chapada.
Además, en el método según la realización no cubierta por las reivindicaciones, el grosor de la capa chapada puede ajustarse fácilmente ajustando solo la presión de aire o gas de N2 expulsado desde la parte de limpieza por barrido 503. Adicionalmente, de manera general, con respecto a la fabricación de la lámina de acero chapada, la lámina de acero se eleva perpendicular y rápidamente desde el recipiente de metal fundido en el caso de la denominada inmersión en caliente. En este momento, la cantidad de unión del metal fundido que se eleva junto con la lámina de acero por la viscosidad se ajusta mediante la limpieza por barrido con aire o gas de N2. Generalmente, en este tipo de proceso, existe la necesidad de aumentar la cantidad de metal fundido elevado aumentando la velocidad a la que se eleva la lámina de acero, es decir, una velocidad a la que pasa la lámina para aumentar la cantidad de unión de chapado. Sin embargo, dado que la capacidad de calentamiento para chapar la lámina de acero se determina según la condición de la instalación, la velocidad de paso de lámina disminuye en el caso de la lámina de acero de pared gruesa. Por consiguiente, la cantidad de metal fundido elevada disminuye, y la cantidad de unión de chapado puede no aumentarse fácilmente. En el chapado en metal de cara interna del método según la realización, la cantidad de unión puede controlarse mediante la presión de limpieza por barrido con aire o gas de N2 independientemente de la cantidad del metal fundido elevado y el grosor de la lámina de acero de tal manera que la lámina de acero pase en la dirección horizontal en lugar de la dirección perpendicular.
A continuación, se describirá en detalle el tratamiento de chapado de cara externa que no se encuentra dentro del alcance de la materia objeto reivindicada. Incluso en el tratamiento de chapado de cara externa, la longitud de inmersión del metal fundido es importante. El grosor de la capa de aleación de chapado de cara externa puede ajustarse de tal manera que el metal fundido se cargue en el interior de la(s) parte(s) de inmersión mediante el número de la(s) parte(s) de inmersión necesario(s) para obtener el grosor requerido de la capa de aleación chapada entre la pluralidad de dispositivos de chapado en metal fundido de cara externa. Además, debido al ajuste del grosor de la capa de aleación chapada de esta manera, incluso cuando la velocidad de la línea cambia, el grosor de la capa de aleación chapada de la cara externa puede mantenerse para que sea uniforme.
Además, desde el punto de vista de la trabajabilidad de flexión, el grosor de la capa de aleación es de manera deseable 4 |im o menos, es de manera más deseable 3 |im o menos, y además es de manera más deseable 2 |im o menos. Cuando el grosor de la capa de aleación se ajusta para que esté dentro de este intervalo, apenas se produce agrietamiento o desprendimiento del chapado debido a la flexión. En el presente documento, para ajustar el grosor de la capa de aleación, el tiempo de inmersión de chapado es de manera deseable 1 segundo o menos, es de manera más deseable 0,3 segundos o menos, y es además de manera más deseable 0,25 segundos o menos. La figura 8 ilustra una relación entre la longitud de inmersión del metal fundido y la velocidad de chapado cuando la capa de aleación se establece en 1 |im. En el presente documento, la velocidad de chapado en el presente documento indica la longitud de la tubería de acero que va a chaparse en la línea continua por minuto, y es igual a la velocidad de fabricación de tubería (la velocidad de línea). Es decir, cuando el grosor de la capa de aleación es necesario que se mantenga en 1 |im, la longitud de inmersión del metal fundido puede establecerse para satisfacer la relación de la figura 8 dependiendo de un cambio en la velocidad de línea.
En el presente documento, la invención no está limitada a la realización descrita anteriormente. Por ejemplo, en la realización, aunque la capa de chapado en metal fundido se conforma sobre ambas caras interna y externa usando el dispositivo de fusión, la capa de chapado en metal fundido puede conformarse solo sobre la cara interna usando el dispositivo de chapado en metal fundido.
Además, la cara superior de la capa de chapado de cara externa puede recubrirse con un recubrimiento de protección usando una resina sintética. De esta manera, puede mejorarse aún más el efecto de prevención de oxidación de la tubería de acero chapada en metal fundido.
Además, en la realización, el chapado realizado en la tubería de acero no está particularmente limitado, y, por ejemplo, puede ejemplificarse el zinc. Sin embargo, si es necesario, puede aplicarse otro metal.
[Ejemplo de trabajo]
(Ejemplo de trabajo 1)
La placa de acero laminada con un grosor de 1,2 mm y una anchura de 59,5 mm se ajustó en una línea de fabricación con la misma configuración que la de la figura 1 excepto porque se instalaron ocho partes ilustradas en la figura 5. A continuación, el granallado se realizó sobre la cara interna de la misma mediante el dispositivo de granallado, se conformó una capa galvanizada fundida sobre la cara interna mediante el dispositivo de chapado en metal fundido de cara interna, se conformó una tubería de acero continua, se conformó una capa galvanizada fundida sobre la cara externa de la misma mediante el dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa, y luego se cortó la tubería de acero continua. En el presente documento, la tabla 1 enumera una relación entre el tiempo de inmersión de zinc {(la distancia desde la posición que entra en la parte de inmersión hasta la limpieza por barrido)/la velocidad de línea} y el grosor de la capa de aleación chapada de la cara externa. A continuación, la figura 9 es un diagrama en el que se representa gráficamente el tiempo de inmersión de zinc con respecto al grosor de la capa de aleación chapada. De esta manera, se encuentra que el tiempo de inmersión es proporcional con respecto al grosor de la capa de aleación chapada. Además, se evaluó la trabajabilidad de flexión del chapado de cara externa de la tubería de acero obtenida por el experimento. Adicionalmente, la evaluación de la trabajabilidad de flexión de chapado se realizó según JIS G 3444 y JIS G 3445. Las imágenes en sección transversal observadas por el microscopio se ilustran en las figuras 10 a 12.
[Tabla 1]
Tabla 1
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Explicaciones de números de referencia
1: bobina
2: desbobinadora
3: dispositivo de granallado
4: dispositivo de tratamiento previo
5: dispositivo de chapado en metal fundido de cara interna
6: primera artesa de enfriamiento
7: dispositivo de conformación
8: dispositivo de soldadura
9: cuerpo tubular
10: dispositivo de corte
: dispositivo de aplicación de flujo
: dispositivo de precalentamiento
: dispositivo de chapado en metal fundido de cara externa : segunda artesa de enfriamiento
: dispositivo de dimensionamiento
: dispositivo de corte

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de fabricación de tuberías de acero que fabrica una tubería de acero, de la cual al menos una cara interna se somete a chapado en metal fundido, a partir de una lámina de acero en una línea de fabricación continua, comprendiendo el sistema:
una parte de realización de chapado de cara interna que realiza chapado en metal fundido vertiendo metal fundido al lado superior de la lámina de acero correspondiente a la cara interna de la tubería de acero; y
una parte de conformación de tubería de acero para obtener una tubería de acero continua mediante conformación en frío de manera continua de la lámina de acero sometida a chapado de cara interna para dar una forma tubular y soldadura continua de una parte de unión de cara de extremo longitudinal de la lámina de acero conformada en la tubería de acero;
en el que la parte de realización de chapado de cara interna incluye:
una parte de vertido que vierte metal fundido al lado superior de la lámina de acero, una parte de suministro de metal fundido que puede suministrar metal fundido a la parte de vertido, y
una parte de limpieza por barrido de cara interna que retira metal fundido vertido por la parte de vertido,
en el que la parte de vertido tiene medios móviles que pueden moverse en paralelo a una dirección en la que avanza la lámina de acero, y
en el que una distancia relativa entre una posición de vertido de metal fundido inicial y una posición de la parte de limpieza por barrido de cara interna es ajustable.
2. Sistema según la reivindicación 1, que comprende:
una parte de realización de chapado de cara externa que realiza chapado en metal fundido mediante inmersión de la cara externa de la tubería de acero en metal fundido,
en el que una longitud de inmersión en metal fundido es ajustable en la parte de realización de chapado de cara externa.
3. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2,
en el que la posición de la parte de limpieza por barrido de cara interna es fija.
4. Sistema según la reivindicación 2,
en el que la parte de realización de chapado de cara externa incluye
una pluralidad de partes de inmersión que tienen espacio para permitir que la tubería de acero continua pase a través de las mismas, permitir que la cara externa de la tubería de acero continua se sumerja en metal fundido cuando se introduce metal fundido en el interior de los espacios, y se disponen de manera continua en una dirección en la que avanza la tubería de acero continua, y
una parte de limpieza por barrido de cara externa que retira metal en exceso de la tubería de acero continua sumergida en metal fundido por la parte de inmersión, y
una parte de suministro de metal fundido que puede suministrar metal fundido a la parte de inmersión,
en el que la parte de suministro de metal fundido es, en el suministro, capaz de cambiar el número de las partes de inmersión donde va a suministrarse metal fundido.
5. Sistema según la reivindicación 4,
en el que la parte de limpieza por barrido de cara externa se instala inmediatamente después de cada una de la pluralidad de partes de inmersión, y
que puede determinar que cualquier parte de limpieza por barrido de la pluralidad de partes de limpieza por barrido va a hacerse funcionar.
Sistema según la reivindicación 5,
en el que la parte de limpieza por barrido de cara externa instalada entre las partes de inmersión es una parte de limpieza por barrido de tipo circular y móvil abierta que incluye una parte anular que rodea la tubería de acero continua y una pluralidad de orificios de expulsión de gas conformados dentro de la parte anular y en el que la parte anular es de anillo abierto y puede moverse a una posición distante con respecto a la tubería de acero continua.
Método de fabricación de una tubería de acero, de la cual al menos una cara interna se somete a chapado en metal fundido, a partir de una lámina de acero en una línea de fabricación continua, comprendiendo el método:
realizar chapado en metal fundido en una parte de realización de chapado de cara interna vertiendo metal fundido al lado superior de la lámina de acero correspondiente a la cara interna de la tubería de acero; y
obtener una tubería de acero continua mediante una parte de conformación de tubería de acero mediante conformación en frío de manera continua de la lámina de acero sometida al chapado de cara interna para dar una forma tubular y soldadura continua de una parte de unión de cara de extremo longitudinal de la lámina de acero conformada en la tubería de acero;
en el que el chapado de cara interna incluye:
verter metal fundido mediante una parte de vertido al lado superior de la lámina de acero, suministrar metal fundido a la parte de vertido mediante una parte de suministro de metal fundido, y
retirar metal fundido vertido por la parte de vertido por una parte de limpieza por barrido de cara interna,
mover la parte de vertido en paralelo a una dirección en la que la lámina de acero avanza para ajustar una distancia relativa entre una posición de vertido de metal fundido inicial y una posición de la parte de limpieza por barrido de cara interna para ajustar el tiempo de inmersión en metal fundido.
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