IT8922506A1 - Impianto per il riscaldamento di barre e billette di acciaio a monte di una cesoia per lavorazioni successive - Google Patents

Description

La presente invenzione riguarda un impianto per il riscaldamento di barre e billette di acciaio a monte di una cesoia per successive lavorazioni, in particolare a stampaggio.

E noto che la stragrande maggioranza di pezzi derivati da barre e billette di acciaio viene ottenuta per stampaggio, previa cesoiatura e preferibilmente per stampaggio a caldo con temperature di 1100-1300?C. Si raggiungono in tal modo risultati soddisfacenti non solo dal punto di vista economico, ma anche sotto l'aspetto della qualit? del prodotto finito, nei confronti delle lavorazioni a freddo, sia su macchina utensile, sia per cesoiatura e stampaggio a temperature inferiori a 1100?C.

E' noto altres? che per il riscaldamento alle temperature summenzionate delle barre e billette di acciaio immagazzinate a temperatura ambiente sono stati impiegati fino ad oggi forni a combustione o forni ad induzione. I primi (anche da un punto di vista cronologico) utilizzano per la produzione di calore la combustione di idrocarburi liquidi o gassosi (attualmente ? preferito il metano). La trasmissione di calore sui prodotti fatti avanzare nel loro interno, per esempio mediante rulli o longheroni mobili a passo di pellegrino, avviene per irraggiamento dalla volta e dalle pareti del forno stesso nel quale i prodotti vengono introdotti lateralmente o frontalmente e vi permangono per un tempo prefissato fino a raggiungere, in corrispondenza dell'uscita, la temperatura prefissata. Se questa deve raggiungere valori di 1150-1300?C per lo stampaggio, come detto in precedenza, dovranno essere previsti rivestimenti refrattari di notevole spessore molto costosi e tali da fare aumentare notevolmente l'inerzia termica del forno per cui, quando questo richiede interventi di manutenzione, piuttosto frequenti a tali valori elevati di temperatura, si rendono necessari tempi di attesa molto lunghi per il rafreddamento, dell'ordine di parecchi giorni nel corso dei quali la produzione deve interrompersi. Un altro inconveniente che si verifica quando i forni a combustione vengono utilizzati per raggiungere direttamente la temperatura di stampaggio, oltre al fatto che i rendimenti energetici al di sopra di certe temperature diminuiscono considerevolmente, ? dato dalla forte ossidazione e conseguente formazione di scorie superficiali che si verificano sui prodotti soprattutto a causa dei lunghi tempi di permanenza ad alta temperatura e creando altres? l'inconveniente della possibile decarburazione del materiale. Si noti inoltre che questi tempi vengono ancor pi? allungati qualora si verifichi, per qualsiasi ragione come un guasto alla cesoia, una interruzione dell'avanzamento dei pezzi.

D'altra parte anche l'impiego dei soli forni ad induzione per raggiungere temperature di stampaggio a partire dalla temperatura ambiente comporta alcuni importanti inconvenienti come il fatto che forni con tali prestazioni sono necessariamente costosi, a fronte di certi vantaggi come la quasi immediata messa a regime del forno, con una ottima termoregolabilit?, la riduzione delle scorie grazie al ridotto tempo di permanenza ad alta temperatura, nonch? la minore necessit? di manutenzione, con conseguenti tempi ridotti di messa fuori esercizio.

Una ragione per cui finora l'uso dei forni ad induzione non ha avuto lo sviluppo che i vantaggi summenzionati potrebbero far pensare, oltre ai costi summenzionati, ? costituita dal fatto che l'acciaio presenta un valore della temperatura di Curie intorno ai 760?C, al di sopra della quale un materiale ferromagnetico diventa amagnetico avendosi quindi un

Sembrerebbe quindi preferibile utilizzare i forni ad induzione soltanto per un riscaldamento che si mantenga al di sotto della temperatura di Curie. Quando fosse necessario raggiungere temperature superiori si dovrebbe far ricorso ad un foc.no a combustione.Dovrebbe quindi essere auspicabile utilizzare i forni ad induzione fino a raggiungere la tempera tura di Curie e quindi passare ad un forno a combustione.

Si ? invece sorprendentemente trovato che malgrado tale pregiudizio tecnico, la soluzione ottimale del problema summenzionato di riscaldare alla temperatura di stampaggio barre e billette di acciaio ? data, secondo la presente invenzione, da un impianto che preveda il riscaldamento iniziale da temperatura ambiente a 780-1000?C, preferibilmente 800-850?C in

un forno a combustione e successivamente il riscaldamento fino a 115O-1300?C in almeno due forni distinti ad induzione.

Con un impianto di questo tipo, secondo la presente invenzione, vengono eliminati gran parte degli inconvenienti sopra ricordati, propri degli impianti noti in cui il riscaldamento avviene esclusivamente in forni a combustione o in forni ad induzione.

Secondo un aspetto particolare della presente invenzione detto impianto comprende inoltre mezzi per l'avanzamento dei pezzi nella direzione dal forno a combustione alla cesoia, azionabili in modo da far retrocedere detti pezzi in senso contrario fino ad una zona di attesa all'interno del forno a combustione. Secondo un'altra particolarit? della presente invenzione sono anche previsti mezzi di immagazzinamento temporaneo degli spezzoni che siano eventualmente di ritorno dalla cesoia associati a mezzi per l'allontanamento di quest'ultima dal percorso dei pezzi.

Questi ed altri scopi, vantaggi e caratteristiche dell'impianto secondo la presente invenzione risulteranno evidenti agli esperti del ramo dalla seguente dettagliata descrizione di una sua forma realizzativa preferita, riportata a titolo esemplificativo ma non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:

la FIGURA 1 mostra una vista schematica in pianta dell'insieme di impianto secondo la presente invenzione;

la FIGURA 2 mostra una vista in alzata pi? dettaglia ta della parte di impianto comprendente la cesoia; e

la FIGURA 3 ? una vista in pianta dall'alto della stessa parte di impianto mostrata in figura 2.

Con riferimento alle figure, l'impianto secondo la presente invenzione comprende, in ingresso ad un forno a combustione 6, preferibilmente del tipo "a gas" un selezionatore automatico 1 delle barre per il caricamento frontale del forno, che naturalmente potrebbe anche essere previsto del tipo <1 >laterale con rulliera di ingresso sul lato di sinistra della figura. Il forno 6 all'interno del quale le barre avanzano nel senso della freccia F, per esempio mediante un noto gruppo di avanzamento barre a passo di pellegrino i cui organi motori sono stati indicati schematicamente con il numero di riferimento 3 , provvede a riscaldare progressivamente i prodotti metallici nel suo interno finch? all'uscita questi raggiungono una temperatura di 780-1000?C,preferibilmente compresa tra 800 e 850?C per ragioni di risparmio energetico e di riduzione delle scorie superficiali. Nella zona di uscita le barre o billette vengono prelevate da una rulliera 2 di evacuazione e dirette longitudinalmente fuori dal forno, in linea con una rulliera esterna 8 di collegamento forno a gas-forni ad induzione. Questi sono stati indicati con i numeri di riferimento 11, 11a e sono collegati per es. mediante bandelle 16 con generatori di media frequenza 19 per produrre un riscaldamento, all'interno dei prodotti metallici che li attraversano, fino ad una temperatura di 1250-1300?C.

Sono previsti pirometri ottici 9, 10 e 12 per il controllo della temperatura rispettivamente all'uscita del forno 6, all'uscita del primo induttore 11 e del secondo induttore 11a cos? che il pirometro 9 determina una prima regolazione sul forno 11 ed il pirometro 10 una regolazione finale, in tempo reale, sul forno 11a, in modo tale da avere la certezza che da quest'ultimo fuoriesca il prodotto alla temperatura desiderata. Il pirometro 12 controlla la temperatura finale del pezzo, che ? quella di lavoro. Naturalmente possono essere previsti pi? di due forni ad induzione per una regolazione pi? fine ed affidabile.

La cesoia 14, comandata da una centralina oleodinamica 17 di tipo tradizionale ed eventualmente provvista in modo noto,di un gruppo premi.-barra 21 all'ingresso, di un cilindro idraulico 22 per il taglio barra e di un cilindro 24 di taglio in quadro,presenta, in uscita, un fermo di testa motorizzato 15 ed uno scivolo di scarico 18, preferibilmente a tre vie, dal quale fuoriescono i pezzi tagliati. Secondo un aspetto particolare della presente invenzione, la cesoia 14 ? montata su guide di scorrimento 25, come si vede meglio in figura 3 , per poterla traslare e comunque allontanare dal percorso di avanzamento dei pezzi cos? che, qualora gli spezzoni tagliati non vengano utilizzati per qualsiasi motivo a valle della cesoia

essere fatti retrocedere, per un nuovo riscaldamento in vista di un successivo processo di lavorazione e recuperati immagazzinandoli in un elevatore caricatore 7 cosiddetto "a tapparelle". All'uscita del forno ? predisposto un estrattore rapido a rulli 13 che provvede all'evacuazione degli spezzoni senza interferenze con la cesoia. Infatti allorch? la cesoia si sar? spostata nella posizione indicata a tratto e punto nelle Figg. 1 e 3, l'estrattore a rulli 13 potr? prelevare gli spezzoni tagliati, venendosi a trovare in asse con la zona di taglio (v. Fig. 3 )-Allo stesso modo, in caso di guasto o comunque di un fermo macchina della cesoia 1*1, le barre 0 le billette gi? avanzate fino ai forni ad induzione 11 ed 11a potranno essere fatte retrocedere, con un movimento in senso contrario della via a rulli 8, fino a ritornare nel forno 6, dove vengono mantenute riscaldate per una successiva ripresa della lavorazione. Naturalmente la rulliera 2 di evacuazione dal forno 6 si trova occupata dalle barre o billette gi? riscaldate e pronte ad uscire. Per consentire il ritorno nel forno 6 delle barre gi? uscite ? prevista, all'interno del forno 6, una zona di attesa 5 nella quale vengono trasferite le barre presenti sulla rulliera 2 di evacuazione, per esempio mediante leve di ribaltamento 4 che liberano detta rulliera spostando le barre e billette che si trovano su essa in detta zona di attesa 5 che pu? trovarsi, come rappresentato in figura 1, da parte opposta della rulliera stessa rispetto alla direzione di avanzamento dei prodotti all'interno del forno 6 nella direzione della freccia F.

Eventuali aggiunte e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti del ramo alla forma realizzativa sopra descritta ed illustrata dell'impianto secondo la presente invenzione senza uscire dall'ambito dell'invenzione stessa.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto per il riscaldamento di barre e billette di acciaio a monte di una cesoia per lavorazioni successive, in cui la cesoia (14) lavora a temperature di 1100 -1300?C, comprendente un forno di riscaldo a combustione (6) provvisto nel suo interno di mezzi (3) per l'avanzamento di dette barre e billette nella direzione di una freccia (F) verso una rulliera (2) di evacuazione dal forno, posto a monte di detta cesoia (14), caratterizzato dal fatto che detto forno (6) effettua un riscaldamento iniziale da temperatura ambiente fino ad una temperatura di 780-1000?C., e che detto impianto comprende inoltre almeno due forni ad induzione (11, 11a) in serie tra loro ed a valle di detto forno (6), per il riscaldamento fino a 1.150-1300?C immediatamente prima della cesoia (14), essendo prevista una via a rulli (8) tra l'uscita di detto forno (6) e detti forni ad induzione (11, 11a) per l'avanzamento dei pezzi verso la cesoia (14).
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che all'interno di detto forno (6) si determina un riscaldamento delle barre o billette fino ad una temperatura in uscita di 800-850?C.
3. 3. Impianto secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere pirometri (9, 10) immediatamente prima di ciascun forno ad induzione (11, 11a) allo scopo di rilevare la temperatura di ingresso in ciascuno di detti forni e regolarne, il funzionamento per ottenere una prefissata temperatura di uscita rispettivamente da ciascuno di essi, nonch? un pirometro (1Oa) all'uscita dell'ultimo forno ad induzione (11a) per controllare la temperatura finale di lavoro.
4. 4. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta via a rulli (8) ? azionabile anche in senso contrario alla direzione dal forno (6) alla cesoia (14) per far rientrare in detto forno barre e billette presenti sulla stessa via a rulli tra il forno (6) e la cesoia (14) in caso di fermo di quest'ultima . .
5. 5. Impianto secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che all'interno di detto forno (6) ? prevista una zona di attesa (5) per l'immagazzinamento temporaneo delle barre e billette presenti sulla rulliera (2) in prossimit? dell'uscita dal forno, cos? da consentire il rientro nel forno (6) di altre barre e billette gi? uscite, in seguito a detto movimento in senso contrario della via a rulli (8), essendo previsti mezzi (4) per tale spostamento.
6. 6. Impianto secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (4) sono costituiti da leve di ribaltamento e detta zona (5) si trova, all?interno del forno (6),da parte opposta della rulliera (2) nella direzione di detta freccia (F).
7. 7. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi (13) per l'estrazione dalla cesoia (14) degli spezzoni non utilizzati in un ciclo di lavoro e quindi nuovamente riscaldati per un successivoprocesso di lavorazione e mezzi (7) per il loro immagazzinamento.
8. 8. Impianto secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta cesoia (14) ? montata su guide orizzontali (25) per il suo allontanamento dal percorso degli spezzoni in caso di loro ritorno a monte.
9. 9- Impianto secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di immagazzinamento temporaneo (7) degli spezzoni di ritorno dalla cesoia (14) sono costituiti da un elevatore caricatore "a tapparelle".
10. 10. Impianto per il riscaldamento di barre e billette di acciaio a monte di una cesoia per lavorazioni successive, sostanzialmente come sopra descritto ed illustrato.