ITGO970017A1 - Dispositivo per colata continua a rulli e procedimento di colata a rulli - Google Patents
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Description
Descrizione del trovato avente per titolo :
" DI SPOSITIVO PER COLATA CONTINUA A RULLI E PROCEDIMENTO DI COLATA A RULLI"
CAMPO DI APPLICAZIONE
Forma oggetto del presente trovato un dispositivo per colata continua a rulli ed un procedimento di colata a rulli come espresso nelle relative rivendicazioni principali.
Più in particolare, forma oggetto del trovato un dispositivo di colata continua per la produzione di nastri di acciaio a partire da metallo fuso ed un procedimento di colata effettuabile con tale dispositivo in cui il metallo fuso è alimentato dal basso o dall'alto e la bramma o nastro in formazione è scaricata di conseguenza dall'alto o dal basso. II trovato si applica in particolare, anche se non esclusivamente, per la produzione di nastri di acciaio con basso e medio contenuto di carbonio e per spessori variabili nella gamma compresa tra 2,5 e 10 mm.
STATO DELLA TECNICA
Sono note le attrezzature per colare in continuo metallo fuso per ottenere prodotti di varia forma e dimensione.
E' noto, ad esempio, l'utilizzo di stampi o lingottiere la cui sezione definisce la conformazione del lingotto o billetta da avviare poi alla laminazione per la riduzione di spessore.
E' anche noto l'utilizzo di attrezzature a rulli affacciati di grande diametro per l'ottenimento di nastri da avviare alle successive lavorazioni, detti rulli presentando almeno un settore di superficie raffreddato per determinare la almeno parziale solidificazione della pelle del nastro uscente dai rulli stessi.
I sistemi per colata continua a rulli sono stati utilizzati fino ad ora soltanto per acciai inossidabili o comunque ad alto contenuto di carbonio in quanto non è possibile ottenere nastri in acciaio a basso o medio carbonio. Ciò perchè non è stato ancora risolto il problema delle cricche che si vengono a formare sulla pelle in formazione a contatto con il rispettivo rullo.
Infatti, l'ottenimento in uscita dai rulli di un nastro con una pelle solidificata presentante un certo grado di consistenza che ne eviti rotture, cricche, spaccature, fessurazioni, ecc., comporta la necessità di una intensa asportazione di calore in uno spazio e per un tempo estremamente breve.
Ciò comporta un elevatissimo shock termico nel momento dell’impatto del metallo liquido con la superficie raffreddata dei rulli di colata, shock termico che provoca microforature, cricche e fessurazioni superficiali sulla pelle che rendono impossibile il raggiungimento di uno standard qualitativo accettabile.
Soltanto acciai inossidabili o con alto contenuto di carbonio possono quindi essere prodotti con detto procedimento, rendendo il sistema molto limitato e poco produttivo.
Per risolvere questo inconveniente, permettendo di estendere l’utilizzo di dispositivi di colata continua a rulli anche ad acciai con basso o medio contenuto di carbonio, e per ottenere ulteriori vantaggi come nel seguito illustrati, la proponente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO
Il trovato è espresso e caratterizzato nelle rispettive rivendicazioni principali.
Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all'idea di soluzione principale.
E’ scopo del trovato realizzare una soluzione semplice, funzionale ed estremamente efficace che permetta di colare in continuo, utilizzando una attrezzatura a rulli, qualsiasi tipo di acciaio, ed in particolare acciaio bassolegato, garantendo comunque alti standard qualitativi sia superficiali che interni.
E' anche un altro scopo quello di concretizzare un procedimento di ottenimento del nastro che enfatizzi 10 scopo principale.
Il trovato si applica sia nel caso di colaggio del metallo liquido dall'alto sui due rulli affacciati, la cui luce definisce lo spessore del nastro prodotto, sia nel caso in cui i rulli siano disposti al di sopra di un contenitore di metallo liquido ed 11 nastro venga estratto verso l’alto.
In questo secondo caso, cadaun rullo .del dispositivo di colata pesca all 'interno del contenitore di metallo liquido, definito su due lati dai rulli stessi, e le striscie di metallo liquido raccolte da ciascun rullo si accoppiano e si uniscono una all'altra sostanzialmente nella posizione in cui i due rulli sono più vicini a formare il nastro.
Secondo il trovato, la superficie dei rulli, per almeno parte dell'arco esterno al contatto con il metallo liquido, viene mantenuta riscaldata da appositi mezzi esterni al rullo stesso.
Secondo una variante, vengono utilizzati mezzi di riscaldamento interni.
Secondo un'ulteriore variante, vengono utilizzati mezzi di riscaldamento interni ed esterni.
Secondo il trovato, prima che i rulli incontrino il metallo fuso la temperatura superficiale dei rulli stessi viene portata ad un valore di almeno 700°C, vantaggiosamente 750°C o più.
Ciò fa sì che nel momento del contatto con la superficie dei rulli, il metallo liquido alla temperatura di fusione non subisca uno shock termico tale da determinare la formazione di cricche o microfessurazioni superficiali, in quanto viene ridotto lo scambio termico che crea la prima pelle solidificata del nastro.
La superficie dei rulli viene invece raffreddata per tutto, od almeno per una parte sostanziale, dell'arco posto a contatto del metallo liquido, ciò allo scopo di favorire la formazione di una prima pelle almeno parzialmente solidificata.
Secondo una variante, tale raffreddamento è intenso lungo tutta la superficie del rullo che coopera con il bagno di metallo fuso.
Secondo un'altra variante tale raffreddamento è progressivo raggiungendo la massima intensità ad una voluta distanza dal punto di contatto rullo-metallo liquido.
Il nastro viene così ottenuto dall'unione delle due strisele di metallo liquido che si formano sulla superficie raffreddata dei rulli e può essere estratto attraverso la luce definita dai rulli stessi .
Secondo una variante, il sistema di riscaldamento della superficie dei rulli è ottenuto con una pluralità di resistenze ad induzione, di elevata efficienza di riscaldamento, ad esempio disposte esternamente ad arco in cooperazione con l'arco del rullo esterno al contatto con il metallo liquido. Secondo un'ulteriore variante, il sistema di riscaldamento è ottenuto con una pluralità di resistenze disposte circonferenzialmente all'interno del rullo, attivabili in modo controllato funzionalmente alla posizione circonf erenziale del rullo rispetto al metallo liquido ed intercalate dai canali dell'acqua di raffreddamento.
Secondo un'ulteriore variante, il rullo è del tipo a circolazione interna di fluido di raffreddamento. Con i rulli secondo il trovato, come detto, è possibile sia colare in modo tradizionale con il metallo liquido posto sopra i rulli, sia colare con il nuovo procedimento previsto dal trovato stesso. In questo caso il metallo liquido viene fornito al dispositivo a rulli dal basso ed il prodotto della colata, sotto forma di nastro con la pelle almeno parzialmente solidificata, fuoriesce con direzione verso l'alto prima di essere estratto ed eventualmente riportato in piano da appositi dispositivi.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI
Le figure allegate, fornite a titolo esemplificativo non limitativo, illustrano due soluzioni preferenziali del trovato.
Nella tavola abbiamo che:
- la fig. 1 illustra il trovato applicato al nuovo procedimento di colata continua dal basso;
- la fig. 2 illustra il trovato applicato alla soluzione di colata continua dall'alto.
DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Il dispositivo per colata continua 10 a rulli 11a, 11b controrotanti è illustrato rispettivamente in fig. 1 nel caso di colata dal basso verso l'alto ed in fig. 2 nel caso di colata dall'alto verso il basso.
Nel caso convenzionale di fig. 2, è presente uno scaricatore 22 che scarica il metallo liquido sui rulli Ila, llb affacciati.
Nel caso di fig. 1, la parte inferiore dei rulli Ila e llb è immersa in un contenitore o paniera 12 di contenimento metallo liquido 13.
I due rulli Ila e llb, ruotando, pescano all'interno di detta paniera 12 e, a causa del raffreddamento della loro superficie nel rispettivo settore ideale A e A' di contatto con detto metallo liquido 13, determinano la formazione di due strisce, 14a e 14b la cui pelle è almeno parzialmente solidificata.
Dette strisce 14a e 14b, in coincidenza del kissing point 15, si uniscono a formare un nastro 16 che, dopo un eventuale schiacciamento in coincidenza del punto di massima vicinanza fra i rulli Ila e llb, emerge da detti rulli e viene estratto ed eventualmente riportato in piano da un gruppo di estrazione e raddrizzatura 17.
Secondo il trovato, una parte sostanziale dell'arco dei rulli 11a e 11b esterno al relativo settore raffreddato A, A', viene sottoposto a riscaldamento.
Nel caso di specie, è presente un primo sistema di riscaldamento 18 comprendente una pluralità di resistenze ad induzione 19 disposte ad arco in cooperazione con la periferia del relativo rullo 11a, 11b ed un secondo sistema di riscaldamento 20 comprendente resistenze 21 disposte all’interno del relativo rullo 11a e 11b ed attivabili selettivamente.
In pratica, le resistenze 21 vengono accese man mano che escono dal limite di uscita M del relativo settore A, A’ e vengono spente prima di superare il limite di entrata N del detto settore A, A'.
Dette resistenze 21 sono intercalate da canali di raffreddamento in cui l'alimentazione dell'acqua viene attivata nel settore A e A' e disattivata nel restante settore del rullo.
Secondo una variante non illustrata, al posto delle resistenze ad induzione 19 sono presenti bruciatori a fiamma controllata.
Secondo un'ulteriore variante non illustrata, la superficie dei rulli viene riscaldata mediante sistemi ad irraggiamento a raggi infrarossi.
I sistemi di riscaldamento 18 e 20 servono per portare la superficie dei rulli Ila e llb, durante la rotazione degli stessi, ad una temperatura di almeno 700°C, vantaggiosamente 750°C e più, nel momento del contatto del metallo liquido 13 sì da ridurre lo scambio termico fra superficie del rullo e prima pelle in formazione e quindi il relativo shock termico.
Durante la rotazione del rullo 11a, 11b a contatto di detto metallo liquido 13, mediante l'attivazione del detto sistema di raffreddamento, la temperatura superficiale viene riportata ad un valore molto inferiore, in modo da consentire la almeno parziale solidificazione della pelle del nastro 16 in corrispondenza dell'uscita dai rulli 11a, 11b.
Secondo il trovato, il dispositivo 10 permette di ottenere nastri 16 a partire da acciai bassolegati con contenuto di carbonio medio o basso, ottenendo comunque un elevato standard qualitativo.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1 - Dispositivo per colata continua a rulli per la produzione di nastri di acciaio, particolarmente ma non esclusivamente per acciai bassolegati con contenuto di carbonio medio-basso, comprendente una coppia di rulli (Ila, llb) controrotanti con superficie almeno parzialmente raffreddata, detti rulli (Ila, llb) cooperando inferiormente con mezzi di contenimento (12) metallo liquido (13) in cui i rulli (Ila, llb) sono parzialmente immersi o superiormente con uno scaricatore (22) di metallo liquido (13) , il nastro (16) essendo formato dall'accoppiamento e dall’unione della pelle (14a, 14b) di metallo formantesi sulla superficie raffreddata dei rulli (Ila, llb) ed essendo estratto da un gruppo di estrazione ed eventuale raddrizzatura (17), caratterizzato dal fatto che l'arco dei rulli esterno alla zona di contatto con il metallo liquido (13) è almeno parzialmente associato ad un sistema di riscaldamento (18, 20) . 2 - Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto comprende un sistema di riscaldamento (18) esterno ai rulli (Ila, llb) . 3 - Dispositivo come alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il sistema di riscaldamento (18) esterno ai rulli (11a, 11b) comprende una pluralità di resistente ad induzione (19) disposte ad arco in cooperazione con la periferia del relativo rullo (11a, 11b). 4 - Dispositivo come alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il sistema di riscaldamento (18) esterno ai rulli (Ila, llb) comprende una pluralità di bruciatori a fiamma controllata. 5 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un sistema di riscaldamento (20) interno ai rulli (Ila, llb) comprendente una pluralità di resistenze (21) disposte circonf erenzialmente e selettivamente attivabili intercalate a canali di raffreddamento. 6 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che cadaun rullo (11a, 11b) comprende un settore ideale di contatto (A, A') con il metallo liquido (13) associato a mezzi di raffreddamento. 7 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i sistemi di riscaldamento (18, 20) sono funzionalmente asserviti per portare la temperatura della superficie del relativo rullo {11a, 11b) all’entrata (N) del settore raffreddato (A, A') ad almeno 700°C. 8 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi di raffreddamento sono funzionalmente asserviti per portare la temperatura della superficie del relativo rullo (Ila, llb) ad un valore di molto inferiore a 700°C. 9 - Procedimento per colare in continuo nastro di acciaio (16) ed adottante un dispositivo secondo una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il bagno di metallo liquido (13) è posto inferiormente ai rulli (Ila, llb) che risultano parzialmente immersi ed il nastro (16) è estratto dall'alto. 10 - Procedimento per colare in continuo nastro di acciaio (16) ed adottante un dispositivo secondo una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 8, caratterizzato dal fatto che il metallo liquido viene scaricato dall'alto sui rulli (Ila, llb) ed il nastro (16) viene estratto dal basso. 11 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione ed ai disegni . 12 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni 9 o 10, caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione ed ai disegni.
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