IT202000016012A1 - Apparato di correzione della planarità di un nastro metallico e relativo metodo di correzione - Google Patents
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Description
APPARATO DI CORREZIONE DELLA PLANARIT? DI UN NASTRO METALLICO E RELATIVO METODO DI CORREZIONE
Campo dell?invenzione
La presente invenzione si riferisce all?ambito degli impianti di rivestimento di corpi piani in materiale ferromagnetico, ad esempio nastri metallici, in particolare nastri in acciaio. Pi? in dettaglio l?invenzione ? relativa ad un apparato di correzione, e ad un relativo metodo di correzione, per correggere la planarit? di un nastro in materiale ferromagnetico in movimento durante un processo di rivestimento con metallo fuso, ad esempio un processo di zincatura. La presente invenzione ? relativa inoltre ad un impianto per il rivestimento di un nastro metallico con metallo fuso comprendente tale apparato di correzione.
Stato della tecnica
Come noto, i nastri in materiale ferromagnetico sono rivestiti esternamente attraverso una pluralit? di processi di rivestimento, ad esempio mediante zincatura.
La zona della vasca contenente il bagno di metallo fuso, ad esempio zinco, ? il cuore del processo di rivestimento ed influenza sia l?operativit? dell?impianto, la produttivit? del processo, la qualit? del prodotto ed il consumo di zinco.
In tali processi di rivestimento il nastro metallico in movimento ? normalmente soggetto a deformazioni e vibrazioni, corrette mediante l?impiego di alcuni dispositivi al fine di migliorare la produttivit? del processo ed ottimizzare il consumo di zinco.
Un esempio noto di impianto di rivestimento di un nastro metallico ? illustrato in Figura 1. Tale impianto comprende:
- un forno di ricottura 10, che viene attraversato dal nastro metallico 1;
- almeno un rullo briglia 2 che modifica la direzione del percorso di avanzamento del nastro metallico 1 in uscita dal forno di ricottura 10 e che applica una tensione al nastro;
- una vasca 11 contenente il bagno di metallo fuso 12;
- un condotto di collegamento 17 tra il forno di ricottura 10 e la vasca 11;
- tre rulli folli 3, 60, 50, con relativi cuscinetti, immersi nel bagno di metallo fuso 12; - braccia di supporto immerse (non illustrate), che sostengono i rispettivi rulli folli 3, 60, 50;
- una coppia di lame d?aria 15, disposta a valle della vasca 11 lungo il percorso di avanzamento del nastro, per rimuovere metallo fuso in eccesso dal nastro.
Il rullo deflettore immerso 3, prossimale al condotto di collegamento 17 considerando il percorso di avanzamento del nastro, deflette il nastro in uscita dal forno di ricottura 10 da una posizione obliqua ad una posizione verticale, la quale definisce la posizione delle lame d?aria 15.
Gli altri due rulli immersi 60, 50, noti come rulli stabilizzatori ed aventi un diametro minore del rullo deflettore immerso 3, sono posizionati sul tratto di percorso di avanzamento verticale del nastro, quindi in successione rispetto a detto rullo deflettore immerso 3, e definiscono un dispositivo di correzione della planarit? del nastro.
In particolare, il rullo stabilizzatore immerso 50 ? distale dal rullo deflettore immerso 3 ed in una posizione fissa rispetto al percorso di avanzamento del nastro metallico 1. Il rullo stabilizzatore immerso 50 ? disposto su un primo lato del percorso di avanzamento, che ? lo stesso lato su cui ? disposto il rullo deflettore immerso 3.
Il rullo stabilizzatore immerso 60, invece, ? prossimale al rullo deflettore immerso 3 ed ? posizionabile lungo una direzione orizzontale, trasversale al percorso di avanzamento del nastro metallico, cos? da poterlo incurvare in senso opposto alla curvatura impartita dal rullo deflettore immerso 3. Il rullo stabilizzatore immerso 60, infatti, ? disposto su un secondo lato, opposto al primo lato, del percorso di avanzamento, ed ? in grado di realizzare una penetrazione rispetto al piano teorico di passaggio del nastro.
Svantaggiosamente, questo permette, come illustrato in Figura 6, di attenuare solo parzialmente il tipico difetto di forma a canoa (o in inglese effetto crossbow) che si ottiene dopo che il nastro si ? curvato attorno al rullo deflettore immerso 3.
Inoltre, la durata nel tempo dei rulli immersi ? all?incirca di due o tre settimane. Le principali cause che impongono la sostituzione dei rulli immersi sono:
- l?usura della superficie di tutti i rulli immersi in contatto con il nastro;
- la presenza di scorie del metallo di rivestimento sulla superficie dei rulli che possono improntare il nastro;
- l?usura dei cuscinetti dei due rulli stabilizzatori immersi;
- il blocco della rotazione dei rulli stabilizzatori immersi con il rischio di graffiare la superficie del nastro;
- la difficolt? di rotazione ad alta velocit? dei rulli stabilizzatori immersi quando si devono rivestire nastri sottili;
- l?usura dei cuscinetti del rullo deflettore immerso;
- le vibrazioni generate dall?usura del rullo deflettore immerso e/o dei cuscinetti di detto rullo deflettore.
La fermata dell?impianto per la sostituzione dei numerosi rulli immersi nella vasca, oltre a generare una quantit? notevole di materiale di scarto perch? parte del materiale non ? processato correttamente, comporta una perdita di produzione ed un aggravio dei costi di produzione dell?impianto per il consumo di energia per forno di ricottura e vasca durante la fermata.
? pertanto sentita l?esigenza di realizzare un innovativo apparato di correzione della planarit? del nastro che consenta di superare i suddetti inconvenienti.
Sommario dell?invenzione
Scopo della presente invenzione ? realizzare un apparato di correzione della planarit? di un nastro metallico, in avanzamento in un impianto di rivestimento, che sia capace di ridurre al massimo, fino a quasi annullare, l?effetto canoa del nastro causato dall?effetto combinato dell?avvolgimento del nastro attorno al rullo deflettore immerso e del tiro applicato a detto nastro.
Altro scopo dell?invenzione ? realizzare un apparato di correzione che permetta di ridurre il numero dei rulli immersi, e quindi ridurre le fermate dell?impianto dovute alla sostituzione di detti rulli immersi, minimizzando le perdite di produzione ed i costi energetici associati a queste fermate.
Un altro scopo dell?invenzione ? realizzare un relativo metodo di correzione della planarit? del nastro metallico.
La presente invenzione, pertanto, si propone di raggiungere gli scopi sopra discussi realizzando un apparato di correzione per correggere la planarit? di un nastro metallico in avanzamento in un impianto di rivestimento per rivestire detto nastro metallico con uno strato di metallo fuso, detto apparato comprendente - un rullo fisso atto a modificare la direzione del percorso di avanzamento del nastro metallico in uscita da un forno di ricottura;
- un solo rullo immerso, disposto a valle del rullo fisso lungo detto percorso di avanzamento e all?interno di una vasca atta a contenere un bagno di detto metallo fuso, detto rullo immerso essendo atto a modificare la direzione del percorso di avanzamento del nastro metallico immerso nella vasca;
- un dispositivo di correzione per correggere la planarit? del nastro metallico, disposto tra detto rullo fisso e tra detto rullo immerso;
in cui detto dispositivo di correzione comprende almeno due rulli motorizzati disposti esternamente alla vasca,
in cui un primo rullo motorizzato di detti almeno due rulli motorizzati ? distale da detto rullo fisso, in una posizione fissa rispetto al percorso di avanzamento del nastro metallico, detto primo rullo motorizzato essendo disposto su un primo lato di detto percorso di avanzamento;
in cui anche detto rullo fisso ? disposto su detto primo lato;
ed in cui un secondo rullo motorizzato di detti almeno due rulli motorizzati ? disposto su un secondo lato, opposto al primo lato, di detto percorso di avanzamento, ? prossimale a detto rullo fisso ed ? movimentabile lungo una traiettoria che interseca un piano A, definito dagli assi di rotazione X, Y rispettivamente del rullo fisso e del primo rullo motorizzato, in una posizione intermedia tra detti assi di rotazione X, Y, cos? da poter incurvare il nastro metallico in senso opposto alla curvatura impartita da detto rullo fisso.
Un altro aspetto dell?invenzione riguarda un metodo di correzione di planarit? di un nastro metallico in avanzamento in un impianto di rivestimento per rivestire detto nastro metallico con uno strato di metallo fuso, il metodo essendo eseguito mediante il suddetto apparato di correzione e comprendente i seguenti stadi: a) modificare, mediante il rullo fisso, la direzione del percorso di avanzamento del nastro metallico in uscita da un forno di ricottura;
b) modificare nuovamente, mediante il rullo immerso, la direzione del percorso di avanzamento del nastro metallico immerso nella vasca;
in cui tra lo stadio a) e lo stadio b) ? previsto lo stadio di correggere la planarit? del nastro metallico mediante gli almeno due rulli motorizzati del dispositivo di correzione, muovendo il secondo rullo motorizzato lungo una traiettoria che interseca il piano A, definito dagli assi di rotazione X, Y rispettivamente del rullo fisso e del primo rullo motorizzato, in una posizione intermedia tra detti assi di rotazione X, Y cos? da incurvare detto nastro metallico in senso opposto alla curvatura impartita da detto rullo fisso.
Vantaggiosamente, il dispositivo di correzione ? installato al di fuori della vasca di metallo fuso, preferibilmente subito dopo la briglia calda del forno di ricottura e prima di un condotto di collegamento del forno con la vasca del bagno di metallo fuso. In alternativa, l?apparato di correzione dell?invenzione ? installato a valle della briglia calda del forno di ricottura ma almeno parzialmente all?interno del condotto di collegamento del forno con la vasca del bagno di metallo fuso.
I rulli stabilizzatori immersi nella vasca sono pertanto non pi? necessari con evidente semplificazione dell?impianto, e quindi evidenti benefici in termini di riduzione del Capex e dell?Opex.
Il fatto di prevedere il dispositivo di correzione della planarit? del nastro provvisto di almeno due rulli motorizzati, di cui uno movimentabile lungo la suddetta traiettoria che interseca il piano di avanzamento teorico del nastro e l?altro fisso su detto piano di avanzamento teorico, permette di correggere in modo pi? efficace l?effetto canoa del nastro rivestito, causato dall?effetto combinato dell?avvolgimento del nastro attorno al rullo immerso e del tiro applicato a detto nastro.
In particolare, come illustrato in Figura 7, la combinazione di una prima curvatura impartita dal secondo rullo motorizzato del dispositivo di correzione, fuori e a monte della vasca 11, con una seconda curvatura impartita dal rullo deflettore immerso 3, in senso opposto alla prima curvatura, migliora la correzione dell?effetto canoa in uscita dalla vasca 11 rispetto alle soluzioni dello stato della tecnica (Figura 6).
Un ulteriore miglioramento della planarit? del nastro si ottiene prevedendo un dispositivo di correzione con tre rulli motorizzati, di cui il rullo motorizzato centrale ? movimentabile lungo la traiettoria che interseca il piano A, definito dagli assi di rotazione X, Y rispettivamente del rullo fisso e del primo rullo motorizzato, in una posizione intermedia tra detti assi di rotazione X, Y, e i due rulli motorizzati laterali sono fissi su detto piano di avanzamento teorico. I due rulli motorizzati laterali sono disposti sullo stesso lato del rullo fisso, o rullo di briglia, rispetto al percorso del nastro, mentre il rullo motorizzato centrale ? disposto sul lato opposto.
Preferibilmente, grazie all?ausilio di un dispositivo di misurazione della planarit? del nastro metallico, disposto a valle della vasca lungo il percorso di avanzamento e comunicante con un sistema di controllo che, a sua volta, pu? agire in retroazione sul secondo rullo motorizzato per regolarne la posizione lungo la suddetta traiettoria, ? possibile regolare la correzione di planarit? in caso di presenza di errori residui a valle della vasca.
Un ulteriore miglioramento nella correzione della planarit? del nastro rivestito di metallo fuso si pu? ottenere prevedendo, a valle della vasca lungo il percorso di avanzamento del nastro, almeno una coppia di dispositivi stabilizzatori elettromagnetici. Almeno un ulteriore dispositivo di misurazione della planarit? del nastro metallico, comprendente ad esempio trasduttori di posizione basati sulle correnti parassite oppure almeno un sistema di scansione laser, pu? essere disposto in prossimit? di detti dispositivi stabilizzatori e comunicante con il suddetto sistema di controllo che, quindi, pu? agire ulteriormente in retroazione sul secondo rullo motorizzato per regolarne ancora la posizione lungo detta traiettoria, permettendo di ottimizzare la correzione di planarit?.
Altri vantaggi dell?invenzione sono:
- una minore usura dei cuscinetti dei rulli motorizzati del dispositivo di correzione, essendo questi rulli non immersi nel bagno metallico;
- rimozione del rischio di blocco della rotazione dei rulli del dispositivo di correzione, proprio per il fatto di non essere immersi, riducendo il rischio di graffi sulla superficie del nastro;
- una riduzione di impronte sul nastro dovuta alla presenza di scorie del metallo di rivestimento esclusivamente sulla superficie dell?unico rullo immerso;
- una migliore rotazione ad alta velocit? dei rulli del dispositivo di correzione quando si devono rivestire nastri sottili, perch? questi rulli sono motorizzati e non immersi nel bagno;
- una riduzione del materiale di scarto per la riduzione delle fermate dell?impianto.
Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite dell?invenzione.
Breve descrizione delle figure
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell?invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, di un apparato illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo, con l?ausilio delle unite tavole di disegno in cui:
la Figura 1 rappresenta uno schema di un impianto di rivestimento nastri con un apparato di correzione della planarit? del nastro secondo lo stato della tecnica; la Figura 2 rappresenta uno schema di un impianto di rivestimento nastri con un prima forma di realizzazione dell?apparato di correzione della planarit? del nastro secondo l?invenzione, in una prima posizione operativa;
la Figura 3 rappresenta lo schema di Figura 2 con l?apparato di correzione in una seconda posizione operativa;
la Figura 4 rappresenta uno schema di un impianto di rivestimento nastri con una seconda forma di realizzazione dell?apparato di correzione della planarit? del nastro secondo l?invenzione, in una prima posizione operativa;
la Figura 5 rappresenta lo schema di Figura 4 con l?apparato di correzione in una seconda posizione operativa;
la Figura 6 rappresenta schematicamente la planarit? di un nastro in corrispondenza di differenti zone di un apparato dello stato della tecnica;
la Figura 7 rappresenta schematicamente la planarit? di un nastro in corrispondenza di differenti zone di un apparato secondo l?invenzione.
Gli stessi numeri di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti.
Descrizione in dettaglio di forme di realizzazione preferite dell?invenzione
Con riferimento alle Figure da 2 a 5 sono rappresentate alcune forme di realizzazione esemplificative di un impianto per rivestire un nastro metallico 1 con uno strato di metallo fuso, l?impianto comprendente un apparato di correzione secondo l?invenzione, idoneo a correggere la planarit? del nastro metallico 1 in avanzamento lungo detto impianto. Come noto, il nastro metallico ? un prodotto avente una dimensione, ossia lo spessore, notevolmente minore delle altre due dimensioni, ossia la lunghezza e la larghezza.
In tutte le forme di realizzazione dell?invenzione tale apparato di correzione comprende
- almeno un rullo fisso 2 che modifica la direzione del percorso di avanzamento del nastro metallico 1 in uscita da un forno di ricottura 10 e che pu? applicare una tensione al nastro;
- un solo rullo immerso 3, noto come sink roll nella terminologia inglese, disposto a valle del rullo fisso 2 lungo il percorso di avanzamento e all?interno di una vasca 11 atta a contenere un bagno 12 del metallo fuso, detto rullo immerso 3 modificando la direzione del percorso di avanzamento del nastro metallico 1 immerso nella vasca 11;
- un dispositivo di correzione 4 per correggere la planarit? del nastro metallico, disposto tra il rullo fisso 2 e il rullo immerso 3.
Vantaggiosamente il dispositivo di correzione 4 comprende almeno due rulli motorizzati 5, 6 disposti esternamente alla vasca 11, quindi mai immersi nel metallo fuso, ad esempio zinco.
Un primo rullo motorizzato 5 di detti almeno due rulli motorizzati ? distale dal rullo fisso 2 ed in una posizione fissa rispetto al percorso di avanzamento del nastro metallico 1, detto primo rullo motorizzato 5 essendo disposto su un primo lato di detto percorso di avanzamento. Anche il rullo fisso 2 ? disposto su detto primo lato. Un secondo rullo motorizzato 6 di detti almeno due rulli motorizzati ? disposto su un secondo lato, opposto al primo lato, del percorso di avanzamento, ? prossimale al rullo fisso 2 ed ? movimentabile lungo una traiettoria che interseca un piano A, definito dagli assi di rotazione X, Y rispettivamente del rullo fisso 2 e del primo rullo motorizzato 5, in una posizione intermedia tra detti assi di rotazione X, Y cos? da poter incurvare il nastro metallico in senso opposto alla curvatura impartita dal rullo fisso 2 (Figure 3 e 5). Il secondo rullo motorizzato 6, muovendosi lungo la suddetta traiettoria nello spazio tra il rullo fisso 2 ed il rullo motorizzato fisso 5, realizza pertanto una penetrazione sul nastro che genera una deformazione plastica localizzata che ? opposta rispetto a quella che successivamente sar? prodotta dal rullo immerso 3.
In una variante, l?asse longitudinale del secondo rullo motorizzato 6 pu? muoversi lungo un piano trasversale, ad esempio perpendicolare, al piano teorico di avanzamento del nastro, e che interseca detto piano teorico di avanzamento del nastro tra il rullo fisso 2 ed il rullo motorizzato fisso 5.
In una ulteriore variante, invece, l?asse longitudinale del secondo rullo motorizzato 6 pu? muoversi lungo una superficie curva che interseca il piano teorico di avanzamento del nastro tra il rullo fisso 2 ed il rullo motorizzato fisso 5.
In particolare, in entrambe le varianti, l?asse longitudinale del secondo rullo motorizzato 6 ? parallelo a detto piano teorico di avanzamento e pu? muoversi rispetto a quest?ultimo lungo detto piano trasversale o detta superficie curva in un primo verso o in un secondo verso, opposto al primo verso, in modo da regolare la suddetta deformazione plastica localizzata, il secondo rullo motorizzato 6 pi? o meno penetrando detto piano teorico, ad esempio lungo la direzione dello spessore del nastro.
Nella zona tra il rullo fisso 2 ed il rullo immerso 3, per piano teorico di avanzamento del nastro si intende un piano tangente comune al rullo fisso 2 ed al rullo immerso 3, rispettivamente tangente nella zona in cui il nastro lascia il rullo fisso 2 e nella zona in cui il nastro inizia ad avvolgersi sul rullo immerso 3.
Essendo il rullo immerso 3 l?unico rullo immerso nel metallo fuso della vasca 11, le braccia di supporto (non illustrate) del rullo immerso 3, che ? preferibilmente folle, sono le uniche braccia di supporto ad essere parzialmente immerse nel metallo fuso.
La vasca 11 ? preferibilmente una vasca rivestita internamente di materiale ceramico e provvista internamente di riscaldatori (non illustrati), ad esempio riscaldatori basati sul campo magnetico ottenuto con opportuni induttori, per fondere i pani di metallo, ad esempio zinco, e mantenere il metallo fuso in temperatura e in movimento.
In una prima forma di realizzazione dell?apparato dell?invenzione, illustrata nelle Figure 2 e 3, sono previsti solo due rulli motorizzati 5, 6. In questo caso la penetrazione sul nastro, ottenuta mediante il movimento del secondo rullo motorizzato 6 lungo la traiettoria che interseca il piano A, si realizza tra il rullo fisso 2, ossia l?ultimo rullo della cosiddetta briglia calda prevista all?interno dell?involucro del forno di ricottura 10, ed il primo rullo motorizzato 5, entrambi disposti dallo stesso lato rispetto al percorso di avanzamento del nastro, quindi dallo stesso lato rispetto al piano teorico di avanzamento del nastro nella zona tra il rullo fisso 2 ed il rullo immerso 3.
In una seconda forma di realizzazione dell?apparato dell?invenzione, illustrata nelle Figure 4 e 5, il dispositivo di correzione 4 comprende anche un terzo rullo motorizzato 7 disposto, tra il rullo fisso 2 e il secondo rullo motorizzato 6, in una posizione fissa rispetto al percorso di avanzamento del nastro metallico 1. Questo terzo rullo motorizzato 7 ? disposto su detto primo lato del percorso di avanzamento. In questo caso la penetrazione sul nastro, ottenuta mediante il movimento del secondo rullo motorizzato 6 lungo la traiettoria che interseca il piano A, si realizza tra il terzo rullo motorizzato 7 ed il primo rullo motorizzato 5, entrambi disposti dallo stesso lato rispetto al percorso di avanzamento, quindi dallo stesso lato rispetto al piano teorico di avanzamento del nastro nella zona tra il rullo fisso 2 ed il rullo immerso 3. Questa soluzione evita di modificare l?angolo di avvolgimento del nastro che lascia il rullo fisso 2 quando il secondo rullo motorizzato 6 viene mosso lungo detta traiettoria.
In entrambe le forme di realizzazione possono essere previsti
- almeno un dispositivo di misurazione 13 della planarit? del nastro metallico 1, disposto a valle della vasca 11 lungo il percorso di avanzamento;
- ed un sistema di controllo 14 atto ad acquisire dati di planarit? provenienti dal dispositivo di misurazione 13 e ad inviare un segnale di comando al dispositivo di correzione 4 per eventualmente regolare la posizione del secondo rullo motorizzato 6 lungo la suddetta traiettoria.
Il dispositivo di misurazione 13 pu? comprendere, o essere costituito da, almeno un sistema di scansione laser.
Almeno una coppia di lame d?aria 15, ad esempio una sola coppia di lame d?aria, pu? essere disposta a valle della vasca 11 lungo il percorso di avanzamento. Una prima lama d?aria ? disposta in corrispondenza del primo lato del percorso di avanzamento ed una seconda lama d?aria ? disposta in corrispondenza del secondo lato di detto percorso di avanzamento. Le lame d?aria rimuovono metallo fuso in eccesso dal nastro metallico permettendo di ottenere lo spessore di rivestimento previsto da capitolato del prodotto rivestito.
Il dispositivo di misurazione 13 ? disposto a monte o a valle dell?almeno una coppia di lame d?aria 15 lungo il percorso di avanzamento.
Preferibilmente, ? prevista almeno una coppia, ad esempio una sola coppia, di dispositivi stabilizzatori elettromagnetici 16, disposti a valle della vasca 11 lungo il percorso di avanzamento. Un primo dispositivo stabilizzatore elettromagnetico ? disposto in corrispondenza del primo lato del percorso di avanzamento ed un secondo dispositivo stabilizzatore elettromagnetico ? disposto in corrispondenza del secondo lato di detto percorso di avanzamento. Questo sistema di smorzamento elettromagnetico ha il duplice scopo di rimuovere o controllare la vibrazione del nastro, nel caso il livello di vibrazione prodotto dai cuscinetti del rullo immerso 3 risultasse non accettabile, ed eventualmente di correggere un errore residuo di planarit? del profilo del nastro.
Nel caso in cui siano previsti i dispositivi stabilizzatori elettromagnetici 16, il sistema di controllo 14 ? atto a acquisire ulteriori dati di planarit?, provenienti da almeno un ulteriore dispositivo di misurazione 13? associato alla almeno una coppia di dispositivi stabilizzatori elettromagnetici 16, e atto ad inviare un ulteriore segnale di comando al dispositivo di correzione 4 per eventualmente regolare la posizione del secondo rullo motorizzato 6 lungo la suddetta traiettoria.
Almeno una coppia di dispositivi stabilizzatori elettromagnetici 16 pu? essere disposta a valle dell?almeno una coppia di lame d?aria 15 lungo il percorso di avanzamento del nastro metallico.
Pertanto, il dispositivo di misurazione 13 in prossimit? delle lame d?aria 15 ed il dispositivo di misurazione 13? in prossimit? degli eventuali dispositivi stabilizzatori elettromagnetici 16 sono collegati, mediante rispettive interfacce, al sistema di controllo 14 che regola in automazione la posizione del secondo rullo motorizzato 6 lungo la traiettoria che interseca il piano A.
Preferibilmente, il dispositivo di correzione 4 comprende un meccanismo di movimentazione per muovere il secondo rullo motorizzato 6 lungo detta traiettoria. Pertanto, il sistema di controllo 14 invia i segnali di comando a detto meccanismo di movimentazione. Tale meccanismo di movimentazione, ad esempio, pu? essere scelto tra i seguenti: attuatori pneumatici, idraulici, meccanici, elettromeccanici o simili.
Nelle forme di realizzazione illustrate nelle Figure il rullo fisso 2 ed i due o tre rulli motorizzati 5, 6, 7 sono preferibilmente disposti all?interno di una parte terminale del forno di ricottura 10, preferibilmente a monte di un condotto di collegamento 17 che collega detta parte terminale del forno di ricottura 10 alla vasca 11.
In una variante i due o tre rulli motorizzati 5, 6, 7 sono disposti almeno parzialmente all?interno del condotto di collegamento 17.
Opzionalmente, il rullo fisso 2 ? un rullo briglia, noto come bridle roll nella terminologia inglese, idoneo a regolare la tensione applicata al nastro metallico 1. Nelle Figure da 2 a 5 sono illustrati due rulli briglia 2, 2?.
In tutte le forme di realizzazione dell?invenzione i due o tre rulli motorizzati 5, 6, 7 sono preferibilmente rivestiti con carburo di tungsteno o altro idoneo rivestimento ceramico che ne garantisce una elevata resistenza all?usura.
I due o tre rulli 5, 6, 7 sono motorizzati al fine di evitare ogni possibile slittamento rispetto al nastro in avanzamento.
La posizione del secondo rullo motorizzato 6 ? rilevata da un opportuno trasduttore di posizione, o altro idoneo sensore di posizione, e il segnale che contiene il dato di questa posizione ? inviato al sistema di controllo 14.
In tutte le forme di realizzazione dell?invenzione il rullo immerso 3 ha un diametro D3 molto maggiore del diametro D1 dei due o tre rulli motorizzati 5, 6, 7 del dispositivo di correzione 4. Il diametro D2 del rullo fisso 2 pu? avere un valore maggiore o uguale a D3 oppure pu? avere un valore intermedio tra D1 e D3.
Ad esempio, il diametro D3 del rullo immerso 3 pu? essere compreso tra 600 e 1000 mm; il diametro D2 del rullo fisso 2 pu? essere compreso tra 600 e 1200 mm; ed il diametro D1 dei due o tre rulli motorizzati 5, 6, 7 pu? essere compreso tra 150 e 400 mm.
Preferibilmente, il rapporto D3/D1 ? compreso da 1,5 a 6,6, il rapporto D3/D2 ? compreso da 0,5 a 1,6, ed il rapporto D2/D1 ? compreso da 1,5 a 8.
Con riferimento alla seconda forma di realizzazione, la distanza minima lungo il piano di avanzamento del nastro tra i rulli motorizzati 5 e 7 ? compresa tra 1,05D1 e 2D1, preferibilmente tra 1,5D1 e 2D1. Il rullo motorizzato 6, dalla parte opposta del nastro rispetto ai rulli 5, 7, ? disposto all?interno di questa distanza.
Il rullo immerso 3, preferibilmente folle, ? preferibilmente rivestito con carburo di tungsteno o altro idoneo rivestimento ceramico che ne garantisce una elevata resistenza all?usura.
I cuscinetti che permettono il rotolamento del rullo immerso folle 3 sono progettati in modo da garantire una vita in esercizio superiore ai tre mesi di lavoro continuativo, al fine di limitare le vibrazioni generate dal rullo immerso 3 per effetto dell?usura dei cuscinetti. Tali cuscinetti possono essere di tipo volvente, realizzati ad esempio con metalli o ceramiche resistenti all?usura dovuta alle sollecitazioni meccaniche e chimiche della vasca.
Di seguito viene descritto un metodo di correzione della planarit? di un nastro metallico 1 in avanzamento in un impianto di rivestimento come quello illustrato nelle Figure da 2 a 5.
Tale metodo comprende i seguenti stadi:
a) modificare, mediante il rullo fisso 2, la direzione del percorso di avanzamento del nastro metallico 1 in uscita dal forno di ricottura 10, eventualmente applicando una tensione al nastro;
b) modificare nuovamente, mediante il rullo immerso 3, la direzione del percorso di avanzamento del nastro metallico 1 immerso nella vasca 11;
in cui tra lo stadio a) e lo stadio b) ? prevista la correzione della planarit? del nastro metallico mediante gli almeno due rulli motorizzati 5, 6 del dispositivo di correzione 4, muovendo il secondo rullo motorizzato 6 lungo una traiettoria che interseca il piano A, definito dagli assi di rotazione X, Y rispettivamente del rullo fisso 2 e del primo rullo motorizzato 5, in una posizione intermedia tra detti assi di rotazione X, Y cos? da incurvare il nastro metallico in senso opposto alla curvatura impartita dal rullo fisso 2.
Il rullo immerso 3 deflette il nastro in uscita dal forno di ricottura 10, in particolare in uscita dal condotto di collegamento 17, da una posizione obliqua rispetto alla verticale ad una posizione sostanzialmente verticale, la quale definisce la posizione delle eventuali lame d?aria 15.
Preferibilmente, per correggere la planarit? del nastro metallico sono previsti i seguenti stadi:
- misurare la planarit? del nastro metallico 1 mediante il dispositivo di misurazione 13 disposto a valle della vasca 11 lungo il percorso di avanzamento;
- acquisire dati di planarit? provenienti dal dispositivo di misurazione 13 ed inviare un segnale di comando, mediante il sistema di controllo 14, al dispositivo di correzione 4 per eventualmente regolare la posizione del secondo rullo motorizzato 6 lungo detta traiettoria.
La misurazione della planarit? del nastro metallico 1 pu? essere eseguita a monte o a valle dell?almeno una coppia di lame d?aria 15. All?uscita dalla vasca 11 il profilo, e quindi la planarit?, del nastro pu? essere misurato o rilevato con un opportuno sistema di scansione basato su tecnologia laser. Il valore dei difetti di forma statici, quali la canoa (?crossbow? nella terminologia inglese), presenti sul nastro ? quindi inviato al sistema di controllo 14 per una eventuale retroazione sul secondo rullo motorizzato 6.
Inoltre, nel caso in cui siano previsti i dispositivi stabilizzatori elettromagnetici 16, per correggere la planarit? del nastro metallico sono previsti anche i seguenti stadi:
- acquisire dati di planarit? provenienti anche da un ulteriore dispositivo di misurazione 13? associato all?almeno una coppia di dispositivi stabilizzatori elettromagnetici 16, disposti a valle della vasca 11, ed inviare un segnale di comando, mediante il sistema di controllo 14, al dispositivo di correzione 4 per eventualmente regolare la posizione del secondo rullo motorizzato 6 lungo la suddetta traiettoria.
I dispositivi stabilizzatori elettromagnetici 16 permettono di ridurre l?ampiezza della vibrazione del nastro nella zona delle lame d?aria 15 e contemporaneamente di migliorare la forma del nastro riducendo l?ampiezza dei difetti di forma statici, quali la canoa.
Claims (15)
1. Apparato di correzione per correggere la planarit? di un nastro metallico (1) in avanzamento in un impianto di rivestimento per rivestire detto nastro metallico con uno strato di metallo fuso, detto apparato comprendente
- un rullo fisso (2) atto a modificare la direzione del percorso di avanzamento del nastro metallico (1) in uscita da un forno di ricottura (10);
- un solo rullo immerso (3), disposto a valle del rullo fisso (2) lungo detto percorso di avanzamento e all?interno di una vasca (11) atta a contenere un bagno (12) di detto metallo fuso, detto rullo immerso (3) essendo atto a modificare la direzione del percorso di avanzamento del nastro metallico (1) all?interno della vasca (11); - un dispositivo di correzione (4) per correggere la planarit? del nastro metallico, disposto tra detto rullo fisso (2) e detto rullo immerso (3);
in cui detto dispositivo di correzione (4) comprende almeno due rulli motorizzati (5, 6) disposti esternamente alla vasca (11),
in cui un primo rullo motorizzato (5) di detti almeno due rulli motorizzati ? distale da detto rullo fisso (2) in una posizione fissa rispetto al percorso di avanzamento del nastro metallico (1), detto primo rullo motorizzato (5) essendo disposto su un primo lato di detto percorso di avanzamento;
in cui anche detto rullo fisso (2) ? disposto su detto primo lato;
ed in cui un secondo rullo motorizzato (6) di detti almeno due rulli motorizzati ? disposto su un secondo lato, opposto al primo lato, di detto percorso di avanzamento, ? prossimale a detto rullo fisso (2) ed ? movimentabile lungo una traiettoria che interseca un piano A, definito dagli assi di rotazione X, Y rispettivamente del rullo fisso (2) e del primo rullo motorizzato (5), in una posizione intermedia tra detti assi di rotazione X, Y, cos? da poter incurvare detto nastro metallico in senso opposto alla curvatura impartita da detto rullo fisso (2).
2. Apparato secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo di correzione (4) comprende un terzo rullo motorizzato (7) disposto tra detto rullo fisso (2) e detto secondo rullo motorizzato (6) in una posizione fissa rispetto al percorso di avanzamento del nastro metallico (1), detto terzo rullo motorizzato (7) essendo disposto su detto primo lato del percorso di avanzamento.
3. Apparato secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui sono previsti
- almeno un primo dispositivo di misurazione (13) della planarit? del nastro metallico (1), disposto a valle della vasca (11) lungo il percorso di avanzamento; - ed un sistema di controllo (14) atto ad acquisire dati di planarit? provenienti da detto primo dispositivo di misurazione (13) e ad inviare un segnale di comando a detto dispositivo di correzione (4) per eventualmente regolare la posizione del secondo rullo motorizzato (6) lungo detta traiettoria;
preferibilmente in cui ? previsto almeno un sensore di posizione per rilevare la posizione del secondo rullo motorizzato (6), detto almeno un sensore di posizione essendo atto ad inviare un segnale contenente il dato di detta posizione al sistema di controllo (14).
4. Apparato secondo la rivendicazione 3, in cui ? prevista almeno una coppia di lame d?aria (15), disposta a valle della vasca (11) lungo il percorso di avanzamento, in cui una prima lama d?aria ? disposta in corrispondenza del primo lato del percorso di avanzamento ed una seconda lama d?aria ? disposta in corrispondenza del secondo lato di detto percorso di avanzamento;
ed in cui detto primo dispositivo di misurazione (13) ? disposto a monte o a valle di detta almeno una coppia di lame d?aria (15) lungo il percorso di avanzamento.
5. Apparato secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui ? prevista almeno una coppia di dispositivi stabilizzatori elettromagnetici (16), disposti a valle della vasca (11) lungo il percorso di avanzamento, e di cui un primo dispositivo stabilizzatore elettromagnetico ? disposto in corrispondenza di detto primo lato ed un secondo dispositivo stabilizzatore elettromagnetico ? disposto in corrispondenza di detto secondo lato;
ed in cui il sistema di controllo (14) ? atto a acquisire ulteriori dati di planarit?, provenienti da almeno un secondo dispositivo di misurazione (13?) associato a detta almeno una coppia di dispositivi stabilizzatori elettromagnetici (16), e atto ad inviare un segnale di comando a detto dispositivo di correzione (4) per eventualmente regolare la posizione del secondo rullo motorizzato (6) lungo detta traiettoria.
6. Apparato secondo la rivendicazione 5, in cui detta almeno una coppia di dispositivi stabilizzatori elettromagnetici (16) ? disposta a valle dell?almeno una coppia di lame d?aria (15) lungo il percorso di avanzamento.
7. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui detto primo dispositivo di misurazione (13) comprende un sistema di scansione laser.
8. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di correzione (4) comprende un meccanismo di movimentazione per muovere detto secondo rullo motorizzato (6) lungo detta traiettoria.
9. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto rullo fisso (2) e detti almeno due rulli motorizzati (5, 6) sono disposti all?interno di una parte terminale del forno di ricottura (10), preferibilmente a monte di un condotto di collegamento (17) che collega detta parte terminale alla vasca (11).
10. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto rullo fisso (2) ? un rullo briglia per regolare la tensione applicata al nastro metallico.
11. Metodo di correzione di planarit? di un nastro metallico (1) in avanzamento in un impianto di rivestimento per rivestire detto nastro metallico con uno strato di metallo fuso, il metodo essendo eseguito mediante un apparato di correzione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti e comprendente i seguenti stadi:
a) modificare, mediante il rullo fisso (2), la direzione del percorso di avanzamento del nastro metallico (1) in uscita da un forno di ricottura (10);
b) modificare, mediante il rullo immerso (3), nuovamente la direzione del percorso di avanzamento del nastro metallico (1) immerso nella vasca (11);
in cui tra lo stadio a) e lo stadio b) ? previsto lo stadio di correggere la planarit? del nastro metallico mediante gli almeno due rulli motorizzati (5, 6) del dispositivo di correzione (4), muovendo il secondo rullo motorizzato (6) lungo una traiettoria che interseca il piano A, definito dagli assi di rotazione X, Y rispettivamente del rullo fisso (2) e del primo rullo motorizzato (5), in una posizione intermedia tra detti assi di rotazione X, Y, cos? da incurvare detto nastro metallico in senso opposto alla curvatura impartita da detto rullo fisso (2).
12. Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui per correggere la planarit? del nastro metallico sono previsti i seguenti stadi:
- misurare la planarit? del nastro metallico (1) mediante un almeno primo dispositivo di misurazione (13) disposto a valle della vasca (11) lungo il percorso di avanzamento;
- acquisire dati di planarit? provenienti da detto primo dispositivo di misurazione (13) ed inviare un segnale di comando, mediante un sistema di controllo (14), a detto dispositivo di correzione (4) per eventualmente regolare la posizione del secondo rullo motorizzato (6) lungo detta traiettoria.
13. Metodo secondo la rivendicazione 12, in cui lo stadio di misurare la planarit? del nastro metallico (1) ? eseguito a monte o a valle di almeno una coppia di lame d?aria (15).
14. Metodo secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui per correggere la planarit? del nastro metallico sono previsti anche i seguenti stadi:
- acquisire ulteriori dati di planarit? provenienti da almeno un secondo dispositivo di misurazione (13?) associato ad almeno una coppia di dispositivi stabilizzatori elettromagnetici (16), disposti a valle della vasca (11), ed inviare un ulteriore segnale di comando, mediante il sistema di controllo (14), a detto dispositivo di correzione (4) per eventualmente regolare la posizione del secondo rullo motorizzato (6) lungo detta traiettoria.
15. Impianto per rivestire un nastro metallico (1) con uno strato di metallo fuso comprendente un apparato di correzione, secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, per correggere la planarit? del nastro metallico (1) in avanzamento lungo detto impianto.
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