IT9021950A1 - Procedimento ed impianto per la produzione di vergella, in particolare d'acciaio, mediante laminazione. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha come oggetto un procedimento ed un impianto per la produzione di vergella, in particolare di acciaio, mediante laminazione.

Attualmente, negli impianti di laminazione per la produzione di vergella, a valle del treno di laminazione, secondo il senso di avanzamento della vergella, sono disposte stazioni di raffreddamento, generalmente due o tre, che vengono attraversate dalla vergella proveniente dal treno di laminazione e che vengono alimentate con liquido, generalmente acqua, con prefissati valori di temperatura, portata e pressione.

Le stazioni di raffreddamento sono distanziate tra loro e, tra una stazione di raffreddamento e l’altra, è disposto un tratto di raffreddamento in atmosfera.

1 valori di temperatura, portata e pressione del liquido utilizzato nelle stazioni di raffreddamento e la lunghezza sia delle stazioni di raffreddamento che del tratti di raffreddamento in atmosfera sona predeterminati in funzione dell’andamento che si desidera imprimere alla temperatura della vergella durante il suo raffreddamento in modo tale da raggiungere le desiderate caratterietiche metallurgiche e meccaniche nel prodotto finito.

Più particolarmente, nelle stazioni di raffreddamento, la vergella subisce un raffreddamento rapido, mentre nel tratto, o nel tratti, di raffreddamento in atmosfera si ha un raffreddamento più debole con una omogeneizzazione della temperatura della vergella lungo la sua sezione. All’interno di ciascuna sezione di raffreddamento, nei moderni intpianti di laminazione, la vergella è spinta ad avanzare, a seguito della forza esercitata dal treno di laminazione, all'interno di una canaletta disposta lungo il percorso seguito dalla vergella. In tale canaletta viene immesse l’acqua di raffreddamento che può avare in alcuni tratti un andamento concorde ed in altri tratti un andamento contrario al senso di avanzamento della vergella.

Nei tratti di raffreddamento in atmosfera, la vergella avanza all'interno di una caneletta di guida che è in comunicazione con l'atmosfera.

A valle delle stazioni di raffreddamento e del tratto, o dei tratti, di raffreddamento in atmosfera, è disposto un trascinatore a rulli che si impegna con la vergella in arrivo e che la convoglia ad una testa formaspire che, a sua volta, alimenta una stazione nella quale le spire di vergella vengono raggruppate in matasse.

Attualmente, per produrre una vergella si esegue una laminazione di una barra di diametro e lunghezza prefissati. La vergella in uscita dal treno di laminazione, grazie alla stessa spinta conferita da questo, viene convogliata nelle stazioni di raffreddamento in direzione del trascinatore posto a monte della testa formaspire.

E* da notare che, negli impianti di tipo noto, la testa della vergella che esce dal treno di laminazione viene immessa nelle stazioni di raffreddamento in assenza del liquido di raffreddamento che viene introdotto nelle canaletto solo quando la testa della vergella ha raggiunto il trascinatore poeto in prossimità della testa formaepire. Questo modo di procedere è imposto dal fatto che la presenza del liquido di raffreddamento nelle canalette delle stazioni di raffreddamento indurrebbe, per l'attrito tra vergella e liquido ima forza resistente che si oppone all’avanzamento della vergella. Questa forza resistente, sommata alla forza generata comunque dall’attrito nell’attraversamento del tratto, o dei tratti, di raffreddamento in atmosfera potrebbe portare ad una flessione con conseguente deformazione della vergella nella zona in cui la vergella è a temperatura più elevata, ovvero in uscita dal treno di laminazione, ove la vergella ha una temperatura di circa 1000-1100°C. Una deformazione della vergella, considerate le elevate velocità di laminazione dei moderni impianti, porterebbe ad un immediato intasamento all’uscita del treno di laminazione che imporrebbe la fermata del laminatoio per rimuovere tale intasamento.

Per evitare questo genere di inconvenienti, di procede, non solo alimentando le stazioni di raffreddamento con il liquido dopo che il trascinatore disposto a valle è entrato in presa con la testa della vergella garantendo un’adeguata azione di traino sulla vergella, ma anche procedendo ad un’accurata pulizia delle canalette di raffreddamento mediante getti di aria in pressione prima del passaggio della testa della vergella in modo da ridurre il rischio di urti o di attriti accidentali che potrebbero indurre vibrazioni con conseguenti pericoli dì deformazione della vergella.

Operando in questo modo, però, si ha che il tratto iniziale della vergella prodotta, che si estende dal trascinatore alla stazione di raffreddamente, entra nella testa formaspire pressoché alla stessa temperatura di uscita dal treno di laminazione. Poiché tale tratto non subisce il trattamento di raffreddamento previsto, presenta caratteristiche metallurgiche e meccaniche diverse da quelle richieste. Per questo motivo, dopo che la vergella è stata avvolta in matasse, si rende necessario asportare mediante tranciatura tale tratto iniziale. Solitamente, si procedeva all'asportazione anche di un tratto finale della matassa che, per altri motivi, poteva presentare irregolarità geometriche, ma nei moderni treni di laminazione viene raggiunta una qualità tale da rendere superflua questa operazione di asportazione del tratto finale della matassa.

Per evitare anche l’operazione di asportazione del tratto iniziale della matassa che richiede, oltre ad un operatore, anche la movimentazione delle matasse già avvolte, nonché il loro parziale svolgimento, si sono sperimentati dispositivi di tranciatura automatica disposti tra l’ultima stazione di raffreddamento e il trascinatore che alimenta la testa formaspire. Questi dispositivi eseguono la tranciatura della parte iniziale della vergella in modo tale che alla testa formaspire venga convogliata soltanto la parte di vergella correttamente raffreddata.

Tali dispositivi di tranciatura automatica denotano però l’inconveniente di risultare scarsamente affidabili se utilizzati in impianti estremamente veloci per la produzione di vergelle di piccolo diametro.

Inoltre, questi dispositivi presentano anche costi relativamente elevati e risolvono solo parzialmente il problema in quanto, anche con il loro impiego, si rende necessario scartare la parte iniziale della vergella con conseguenti costi per il materiale di sfrido non utilizzabile.

Compito precipuo del presente trovato è quello di risolvere i problemi sopra lamentati escogitando un procedimento per la produzione di vergella, in particolare d’acciaio, mediante laminazione che consenta di ottenere una vergella con le caratteristiche richieste fin dalla porzione di testa in modo tale da non richiedere la successiva asportazione di tale porzione.

Nell*ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di escogitare un procedimento che possa essere eseguito con modifiche di semplice esecuzione in impianti di laminazione già esìstenti.

Un altro scapo del trovato è quello di realizzare un impianto di laminazione perfezionato, in grado di produrre vergella senza sfridi sostanziali di materiale.

Un ulteriore scopo del trovato è quello di realizzare un impianto di laminazione che presentì un elevata affidabilità di funzionamento anche in presenza di elevate velocità di produzione e nella lavorazione dì vergella di piccolo diametro.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un procedimento per la produzione di vergella, in particolare d'acciaio, mediante laminazione, comprendente una fase di laminazione mediante paesaggio di una barra attraverso un treno di laminazione eeguita da almeno una fase di raffreddamento in liquido e da almeno una fase di raffreddamento in atmosfera, caratterizzato dal fatto che la testa della vergella in uscita dal treno di laminazione viene introdotta in una stazione di raffreddamento prevenientemente alimentata con un liquido di raffreddamento e viene sottoposta a trascinamento a valle di detta stazione di raffreddamento secondo il senso di avanzamento della vergella

Per 1’esecuzione del procedimento secondo il trovato viene preferibilmente impiegato un impianto comprendente un treno di laminazione e, in uscita da detto treno di laminazione, almeno una stazione di raffreddamento mediante liquida della vergella seguita da un tratto di raffreddamento in atmosfera della vergella, a valle di detto tratto di raffreddamento in atmosfera· secondo il senso di avanzamento della vergella, essendo disposto un trascinatore principale impegnabile con la vergella per il suo convogliamento ad una testa formaspire, caratterizzato dal fatto che, tra detta stazione di raffreddamento e detto trascinatore principale è disposto almeno un trascinatore ausiliario attivabile a comando per il trascinamento del tratto iniziale della vergella in uscita da detta stazione di raffreddamento.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, del procedimento secondo il trovato, nonché dell’impianto per la sua esecuzione, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nell’unito disegno raffigurante schematicamente un impianto per l’esecu-zione del procedimento secondo il trovato.

Con riferimento all’unica figura, l’impianto per la produzione di vergella mediante laminazione secondo il trovato, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende, in modo noto, un treno di laminazione terminante con un treno finitore 2, almeno una stazione di raffreddamento della vergella mediante liquido seguita da un tratto di raffreddamento in atmosfera.

Nella forma di esecuzione illustrata, si hanno tre stazioni di ratfreddamente contrassegnate con 1 numeri di riferimento 3, 4, 5 che eano disposte in successione e distanziate tra loro lungo la direzione di a-vanzamento della vergella.

Tra la prima stazione di raffreddamento 3 e la seconda stazione di raffreddamento 4, è previsto un primo tratto di raffreddamento in atmosfera 6 ø, tra la seconda stazione di raffreddamento e la terza stazione di raffreddamento, è previsto un secondo tratto di raffreddamento in atmosfera 7.

A valle dell’ultima stazione di raffreddamento, la terza nel caso illustrato, è disposto un trascinatore principale 8 che è insegnabile con la vergella per il suo convogliamento ad una testa formaspire 9 di tipo noto.

Ciascuna stazione di raffreddamento è, opportunamente, del tipo noto costituito da ima canaletta destinata ad essere percorsa assialmente dalla vergella e dentro la quale viene immesso il liquido di raffreddamento, costituito generalmente da acqua, con temperatura, pressione e portata prefissate in funzione del grado di raffreddamento da ottenere per la vergella. 11 flusso del liquido internamente alla canaletta, percorsa dalla vergella, può avere per alcuni tratti un senso concorde al senso di avanzamento della vergella e in alcuni tratti un senso opposto al senso di avanzamento di vergella.

Ciascun tratto di raffreddamento in atmosfera è, opportunamente, del tipo noto costituito da una canaletta che viene percorsa assialmente dalla vergella e che è In comunicazione con 1’atmosfera.

Nella sua forma di esecuzione più semplice, l’impianto potrà avere, al limite, una sola stazione di raffreddamento 3 seguita da un tratto di raffreddamento 6, di una certa lunghezza, alla fine del quale è posto il trascinatore principale 8.

A seconda delle esigenze di raffreddamento, si potrà anche avere un impianto con due stazioni di raffreddamento 3 e A seguite rispettivamente da un tratto di raffreddamento in atmosfera 6 e da un eventuale tratto di raffreddamento in atmosfera 7 seguito dal trascinatore principale 8.

Tra 1*almeno una stazione di raffreddamento prevista e il trascinatore principale, è disposto almeno un trascinatore ausiliario che è attivabile a comando per il trascinamento della vergella in uscita da tale stazione di raffreddamento il cui ingresso è opportunamente disposto a ridosso del treno di laminazione 2.

Questo accorgimento, di per sé semplice, rende possibile l’esecuzione del procedimento secondo il trovato consistente, contrariamente ai convincimenti della tecnica sino ad ora utilizzata, nell’introdurre la testa della vergella, in uscita dal treno di laminazione 2, nella stazione di raffreddamento 3 già alimentata con il liquido di raffreddamento.

Ovviamente, la stazione di raffreddamento 3 è dimensionata, anche per quanto riguarda 1 parametri del liquido immesso in modo tale che la forza resistente derivante dall’attrito durante il passaggio della vergella sia tale da risultare sensibilmente inferiore alla spinta assiale fornita dal treno di laminazione per non indurre sensibili rallentamenti della vergella nell’attraversamento di tale stazione di raffreddamento 3. D’altra parte, le esigenze di raffreddamento previste per la vergella nella prima stazione di raffreddamento che incontra in uscita dal treno di laminazione sono tali da soddisfare ampiamente questa condizione.

Preferibilmente, nel caso di impianti con una sola stazione di raffreddamento 3, il trascinatore ausiliario 10 è disposto immediatamente a valle della stazione di raffreddamento 3 in modo tale da prevenire o da ovviare prontamente, non appena agganciata la testa della vergella, ad eventuall deformazioni indotte da un rallentamento anche minimo della vergella nella stazione di raffreddamento 3.

Nel caso di impianti con due stazioni di raffreddamento 3 e 4, è preferibile avere un secondo trascinatore 11 disposto immediatamente a valle della seconda stazione di raffreddamento per prevenire od ovviare prontamente, non appena agganciata la testa della vergella, ad eventuali deformazioni indotte, a monte della stazione di raffreddamento 4, dall'attrito del liquido in tale seconda stazione 4. La posizione del trascinatore ausiliario 10 può essere dettata da un compromesso tra l’esigenza di agganciare prontamente la vergella in arrivo dalla prima stazione di raffreddamento 3 e quella di contrastare la deformabilità della vergella a monte della seconda stazione di raffreddamento 4 riducendo appunto la distanza del trascinatore ausiliario 10 da tale stazione.

Per una maggiore affidabilità di funzionamento, è preferibile utilizzare un trascinatore ausiliario 10 immediatamente a valle della prima stazione di raffreddamento 3 ed un trascinatore ausiliario 12 immediatamente a monte della seconda stazione di raffreddamento 4.

E’ da notare però che, qualora la forza resistente derivante dall’attraversamento della seconda stazione di raffreddamento 4 non sia tale da Indurre un rallentamento sensibile della vergella, già per altro meno deformabile in quanto ha già subito un primo raffreddamento, i trascinatori 11 e 12 potranno essere omessi.

Nel caso di impianti con tre stazioni di raffreddamento, in base alle considerazioni sopra esposte, si potrà prevedere un trascinatore ausiliario 10 disposto tra la prima stazione di raffreddamento 3 e la seconda stazione di raffreddamento 4. La posizione del trascinatore ausiliario 10 potrà variare a seconda delle esigenze di raffreddamento e di deformabilità della vergella e quindi potrà essere disposto più prossimo alla prima stazione di raffreddamento 3 o alla seconda stazione di raffreddamento 4 con l'eventualità di prevedere due trascinatori ausiliari 10 e 12 disposti rispettivamente Immediatamente a valle della stazione di raffreddamento 3 e a monte della stazione di raffreddamento 4.

Lo stesso vale per il trascinatore ausiliario 11 disposto tra la seconda e la terza stazione di raffreddamento con l'eventualità di un ulteriore trascinatore ausiliario 13 immediatamente a monte della terza stazlone di raffreddamento 5.

I trascinatori ausiliari vengono disattivati In sequenza concordemente al senso di avanzamento della vergella, ovvero un trascinatore ausiliario viene disattivato dopo che la punta della vergella è stata presa dal trascinatore successivo finché la punta della vergella viene presa dal trascinatore principale 8 che opera il trascinamento della vergella fino alla sua estremità finale.

Il funzionamento dell’impianto nell'esecuzione del procedimento secondo il trovato è il seguente.

Prima che la punta della vergella pervenga, spinta dal treno di laminazione 2 alla o alle stazioni di raffreddamento 3, 4, 5, queste vengono alimentate con il liquido dì raffreddamento.

La vergella viene spinta con la sua punta ad attraversare le varie stazioni di raffreddamento. I trascinatori ausiliari favoriscono di volta in volta l'avanzamento della vergella durante l'attraversamento delle stazioni di raffreddamento finché la punta della vergella perviene al trascinatore principale 8 che opera poi il trascinamento della vergella in modo tradizionale.

In questo modo, tutta la vergella è sottoposta alla stessa sequenza di raffreddamento e quindi anche la parte iniziale della vergella presenta le stesse caratteristiche metallurgiche e meccaniche della restante parte.

Si è In pratica constatato come il procedimento secondo il trovato, nonché l’impianto per la sua esecuzione, assolvano pienamente 11 compito prefissato in quanto, consentendo la realizzazione di vergelle con la parte iniziale che presenta caratteristiche metallurgiche e meccaniche uguali a quelle della restante parte, evita la necessità di asportare tale parte iniziale ottenendo una sensibile riduzione dei costi di produzione.

Il procedimento, nonché l’impianto per la sua esecuzione, cosi concepiti, sono suscettibili di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli sono sostituibili con elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto per la produzione di vergella, in particolare d'acciaio, mediante laminazione, comprende un treno di laminazione e, in uscita da detto treno di laminazione, almeno una stazione di raffreddamento mediante liquido della vergella seguita da un tratto di raffreddamento in atmosfera della vergella, a valle di detto tratto di raffreddamento in atmosfera, secondo il senso di avanzamento della vergella, essendo disposto un trascinatore principale impegnablle con la vergella per il suo convogliamento ad una resta formaspire, caratterizzato dal fatto che, tra detta stazione di raffreddamento e detto trascinatore principale, é disposto almeno un trascinatore ausiliario attivabile a comando, per il trascinamento del tratto iniziale della vergella in uscita da detta stazione di raffreddamente.
2. 2. Impianto, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno due stazioni di raffreddamento, alimentate con liquido, con interposto un tratto di raffreddamento in atmosfera, detto trascinatore ausiliario essendo disposto tra dette due stazioni di raffreddamento.
3. 3. Impianto, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto trascinatore ausiliario é disposto immediatamente a valle della prima di dette due stazioni di raffreddamento. A.
4. Impianto, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto trascinatore ausiliario è disposto immediatamente a monte della seconda stazione di raffreddamento.
5. 5. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, ca> ratterizzato dal fatto che, tra detta prima stazione di raffreddamento e detta seconda stazione di raffreddamento, sono disposti due trascinatori ausiliari posizionati rispettivamente immediatamente a valle di detta prima stazione di raffreddamento e immediatamente a monte di detta seconda stazione di raffreddamento.
6. 6. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere tre stazioni di raffreddamento distanziate tra loro e con almeno due tratti di raffreddamento in atmosfera previsti rispettivamente tra la prima e la seconda di dette stazioni di raffreddamento e tra la seconda e la terza di dette stazioni di raffreddamento | tra detta prima stazione di raffreddamento e detta seconda stazione di raffreddamento e, tra detta seconda stazione di raffreddamento e detta terza stazione di raffreddamento, essendo disposto almeno un trascinatore ausiliario.
7. 7. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti trascinatori ausiliari sono disposti immediatamente a valle di detta prima e/o di detta seconda stazione di raffreddamento.
8. 8. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti trascinatori ausiliari sono disposti immediatamente a monte di detta seconda e/o di detta terza stazione di raffreddamento.
9. 9. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che, tra due stazioni di raffreddamento in successione, sono disposti due trascinatori ausiliari rispettivamente immediatamente a valle della stazione di raffreddamento precedente e immediatamente a monte della stazione di raffreddamento successiva.
10. 10. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti trascinatori ausiliari sono disattivabili in sequenza a partire dal primo trascinatore ausiliario a valle di detta prima stazione di raffreddamento, secondo il senso di avanzamento della vergella, dopo la presa della vergella da parte del trascinatore ausiliario successivo.
11. 11. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette stazioni di raffreddamento sono del tipo a canaletto attraverso le quali viene spinta o trainata assialmente la vergella, dette canalette essendo alimentate con liquido di raffreddamento in pressione spinto assialmente lungo dette canalette.
12. 12. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l’imbocco della prima stazione di raffreddamento è disposto in corrispondenza dello sbocco di detto treno di laminazione.
13. 13. Procedimento per la produzione di vergella, in particolare d’acciaio, mediante laminazione, comprendente una fase di laminazione mediante passaggio di una barra attraverso un treno di laminazione seguita da almeno una fase di raffreddamento in liquido e da almeno una fase di raffreddamento in atmosfera, caratterizzato dal fatto che la testa della vergella in uscita dal treno di laminazione viene introdotta in una Stazione di raffreddamento prevenientemente alimentata con liquido di raffreddamento e sottoposta a trascinamento a valle di detta stazione di raffreddamento secondo il senso di avanzamento della vergella.
14. 14. Procedimento, secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che, in detta stazione di raffreddamento, la testa della vergella è spinta assialmente in una canaletta alimentata, prima dell’ingresso della vergella, con liquido di raffreddamento spinto assialmente nella canaletta.
15. 15. Procedimento, secondo le rivendicazioni 13 e 14, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno due fasi di raffreddamento in liquido mediante passaggio della vergella in due stazioni di raffreddamento disposte in successione lungo la direzione di avanzamento della vergella con interposto un tratto di raffreddamento in atmosfera, la parte iniziale della vergella essendo sottoposta a trascinamento assiale tra dette due stazioni di raffreddamento.
16. 16. Procedimento, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere tre fasi di raffreddamento in liquido mediante passaggio della vergella in tre stazioni di raffreddamento disposte in successione lungo la direzione di avanzamento della vergella con interposti due tratti di raffreddamento in atmosfera, la parte iniziale della vergella essendo sottoposta a trascinamento assiale tra la prima e la seconda stazione di raffreddamento e/o tra la seconda e la terza stazione di raffreddamento.
17. 17. Procedimento, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta parte iniziale della vergella è sottopoeta a trascinamento assiale Immediatamente a valle di una stazione di raffreddamento.
18. 18. Procedimento, secondo ima o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta parte iniziale della vergella è sotto-posta a trascinamento assiale immediatamente a monte di una stazione di raffreddamento.
19. 19. Procedimento ed impianto per la produzione di vergella, in particolare d'acciaio, mediante laminazione, caratterizzati dal fatto di comprendere una o più delle caratterietiche descritte e/o illustrate.