ITMI20090892A1

ITMI20090892A1 - Vasca di raffreddamento per rotaie

Info

Publication number: ITMI20090892A1
Application number: IT000892A
Authority: IT
Inventors: Daniele Andreatta; Alfredo Poloni; Marco Schreiber
Original assignee: Danieli Off Mecc
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2010-11-21
Also published as: US20120098171A1; US8858866B2; PL2465953T3; RU2496886C2; EP2465953A2; ES2549056T3; WO2010133666A1; RU2011151839A; EP2465953B1; EP2465953A3

Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo:

“VASCA DI RAFFREDDAMENTO PER ROTAIE”

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce ad una vasca di raffreddamento, in particolare ad una vasca idonea per il raffreddamento di rotaie in un impianto di trattamento termico della testa delle rotaie.

Stato della tecnica

Alla tecnica nota appartengono diverse soluzioni di sistemi per il trattamento termico di rotaie laminate, volte in particolare a ottenere l'indurimento della testa attraverso l’operazione di tempra.

Molti di questi sistemi non sono disposti subito all’uscita del treno di laminazione. Questo comporta lo stoccaggio delle rotaie laminate ed un successivo loro riscaldamento prima di procedere con il trattamento termico di tempra, con notevoli consumi energetici e bassi rendimenti.

La rotaia laminata è prelevata da manipolatori, comprendenti complessi Ieverismi, che gestiscono la movimentazione della rotaia durante il trattamento termico alla quale questa è sottoposta; ed infine è espulsa sulla placca o letto di raffreddamento mediante opportuni meccanismi di espulsione.

Le rotaie riscaldate vengono sottoposte ad un rapido raffreddamento della testa o mediante l’utilizzo di ugelli spray, che iniettano un fluido di raffreddamento (acqua, aria, o acqua mista ad aria) sulla testa della rotaia, o mediante l’immersione della testa stessa in una vasca di raffreddamento contenente un fluido di raffreddamento.

Nel caso dell’utilizzo della vasca di raffreddamento per l’immersione della testa della rotaia si ha, rispetto alla soluzione con ugelli spray, una maggiore uniformità di raffreddamento nel senso della lunghezza, ma sorgono alcune problematiche tra le quali:

- il ricambio non continuo del fluido di raffreddamento che lambisce la testa della rotaia non permette di ottenere un buon controllo della temperatura del fluido e quindi uno scambio termico ottimale;

- la diminuzione del livello del fluido di raffreddamento nella vasca, causato dall’immersione di rotaie successive, non permette di ottenere una tempra ottimale della testa delle rotaie successive alla prima;

- durante il trattamento di tempra il flusso del fluido di raffreddamento nella vasca è soggetto ad alcune turbolenze, con formazioni di vortici che non permettono di uniformare la velocità di raffreddamento della testa della rotaia immersa;

- l’alimentazione del fluido sull’intera lunghezza della vasca non è uniforme e quindi la fluidodinamica non è ottimizzata;

- le vasche attuali non hanno condizioni di vincolo tali da permetterne la dilatazione termica con conseguenti deformazioni che compromettono la regolarità del livello di fluido;

- la pulizia della vasca richiede gravosi interventi manuali.

E’ quindi sentita l’esigenza di realizzare una vasca di raffreddamento che consenta di superare i suddetti inconvenienti.

Sommario dell’invenzione

Scopo primario della presente invenzione è quello dì realizzare una vasca di raffreddamento, per il trattamento termico della testa di rotaie, la cui geometria consente di realizzare un flusso stabile verso l’alto e mediamente uniforme del fluido di raffreddamento che lambisce la testa della rotaia lungo l’intera vasca con un ricambio continuo del fluido stesso in modo da uniformare la velocità di raffreddamento della testa della rotaia e la temperatura del fluido di raffreddamento.

Un altro scopo dell’invenzione è quello di prevedere un efficiente metodo di funzionamento di detta vasca di raffreddamento.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di prevedere un metodo di lavaggio di detta vasca di raffreddamento che consenta di effettuare in modo semplice ed efficace sia un lavaggio automatico completo dei moduli della vasca durante brevi fermate dell’impianto, sia un lavaggio automatico parziale dei moduli della vasca durante il ciclo produttivo dell’impianto.

La presente invenzione, pertanto, si propone di raggiungere gli scopi sopra discussi realizzando una vasca di raffreddamento per il trattamento termico di una testa di rotaia, definente un asse longitudinale, che, conformemente alla rivendicazione 1, comprende una pluralità di moduli longitudinali connessi in successione tra loro in corrispondenza di loro estremità, in cui ciascuno di detti moduli longitudinali è provvisto di:

- una struttura comprendente un primo volume, atto ad essere riempito con un fluido di raffreddamento in cui viene immersa la testa della rotaia da trattare;

- un collettore di mandata per l'immissione del fluido di raffreddamento, posizionato in una zona inferiore di detto primo volume;

in cui detto collettore di mandata è provvisto di una biforcazione con due tratti longitudinali paralleli a detto asse longitudinale che si estendono fino ad estremità laterali del modulo e sono chiusi in corrispondenza di dette estremità laterali; ed in cui detti tratti longitudinali hanno due pareti laterali opposte provviste di una rispettiva pluralità di fori calibrati per cui viene ottenuta una sostanzialmente uguale distribuzione delle portate in uscita da detti fori calibrati, permettendo una uniformità del flusso del fluido di raffreddamento lungo ciascun modulo.

Un secondo aspetto della presente invenzione prevede un metodo di funzionamento della suddetta vasca di raffreddamento, che, conformemente alla rivendicazione 15, comprende i seguenti stadi:

- immissione in continuo del fluido di raffreddamento nei collettori di mandata di ciascun modulo ad una predeterminata prima pressione;

- fuoriuscita di detto fluido di raffreddamento nella zona inferiore del primo volume di ciascun modulo, ad una predeterminata seconda pressione almeno pari al carico piezometrico esercitato da un battente idraulico di fluido soprastante, attraverso la pluralità dei fori calibrati dei tratti longitudinali di detti collettori di mandata, per cui viene ottenuta una sostanzialmente uguale distribuzione delle portate in uscita da detti fori calibrati permettendo una uniformità del flusso del fluido di raffreddamento lungo ciascun modulo.

Un ulteriore aspetto della presente invenzione prevede un metodo di lavaggio della suddetta vasca di raffreddamento, che, conformemente alla rivendicazione 16, comprende i seguenti stadi:

a) apertura di un condotto di scarico, previsto sul fondo di ciascun modulo della vasca, mediante una rispettiva valvola di apertura/chiusura e scarico almeno parziale del fluido presente nel modulo;

b) chiusura di detta rispettiva valvola di apertura/chiusura.

Tale metodo di lavaggio può essere realizzato in modo automatico e permette un lavaggio parziale dei moduli della vasca durante il ciclo produttivo deirimpianto, sfruttando il tempo di interbillet tra una rotaia e la successiva.

Una variante vantaggiosa del suddetto metodo di lavaggio permette, invece, di effettuare un lavaggio automatico completo dei moduli della vasca durante brevi fermate deirimpianto, come per esempio durante il cambio cilindri del laminatoio. In questo caso, prima dello stadio a) è previsto un arresto di almeno una pompa di alimentazione del circuito di mandata del fluido di raffreddamento; tra lo stadio a) e lo stadio b) è prevista una immissione di nuovo fluido di raffreddamento nei collettori di mandata tramite l'attivazione di detta almeno una pompa di alimentazione per effettuare un risciacquo a pelo libero del fondo di ciascun modulo per eliminare residui di scaglia; e dopo lo stadio b) è prevista una immissione di nuovo fluido di raffreddamento nei collettori di mandata tramite l’attivazione di detta almeno una pompa di alimentazione per effettuare il riempimento della vasca e ripristinarne l’operatività.

La vasca di raffreddamento secondo l’invenzione presenta i seguenti vantaggi: - uno scambio termico costante grazie al ricambio continuo del fluido di raffreddamento che lambisce la testa della rotaia;

- la costanza del livello nella vasca per stramazzo laterale del fluido di raffreddamento;

- una velocità relativa fluido-superficie della testa della rotaia che permette di avere un cooling rate uniforme;

- una struttura modulare della vasca con uniformità del flusso del fluido di raffreddamento lungo ciascun modulo e sull’intera lunghezza;

- la presenza di pattini permette una dilatazione termica della vasca;

- un livellamento preciso, rispetto all'orizzontale, della vasca lungo tutta la sua lunghezza;

- la possibilità di effettuare il lavaggio automatico dei moduli per rimuovere la scaglia che precipita nella vasca durante il trattamento termico.

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 una vasca di raffreddamento, illustrate a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la Figura 1a rappresenta una vista in prospettiva della struttura esterna di un modulo della vasca di raffreddamento secondo l’invenzione;

la Figura 1b rappresenta una vista in prospettiva di un modulo completo della vasca di raffreddamento secondo l’invenzione;

la Figura 2 rappresenta una vista in prospettiva di un componente di un modulo della vasca secondo l’invenzione;

la Figura 3 rappresenta una vista laterale di un modulo della vasca dell’invenzione; la Figura 4 rappresenta una vista in sezione del modulo della vasca di Figura 1b; la Figura 5 rappresenta una vista in sezione del modulo della vasca di Figura 1a; la Figura 6 rappresenta un particolare della vista laterale di Figura 3;

la Figura 7 rappresenta la distribuzione della portata di fluido di raffreddamento per ciascun foro del collettore di mandata;

la Figura 8 rappresenta uno schema di un circuito di mandata del fluido di raffreddamento ai moduli della vasca di raffreddamento.

Descrizione in dettaglio di forme di realizzazione preferite dell’invenzione

Con riferimento alla Figure da 1 a 4 è rappresentata una forma di realizzazione preferita di un modulo 1 di una vasca di raffreddamento per il trattamento termico della testa di rotaie, oggetto della presente invenzione.

La vasca di raffreddamento, definente un asse longitudinale, comprende una pluralità di moduli longitudinali 1, connessi tra loro mediante flangie o altri idonei mezzi di connessione. L’estensione longitudinale ed il numero di detti moduli 1 sono tali da definire una lunghezza totale della vasca di raffreddamento superiore alla lunghezza della rotaia da trattare termicamente mediante immersione della testa in detta vasca.

Ad esempio, secondo una variante della vasca dell’invenzione vengono previsti diciotto moduli 1 di lunghezza pari a 6 metri per una lunghezza totale della vasca pari a 108 metri. Una vasca siffatta è in grado di trattare rotaie aventi lunghezza fino a 107 m per ottenere un prodotto finito di 100 m al netto delle tolleranze di lunghezza del blumo prima della laminazione, del ritiro termico della rotaia durante il trattamento e delle spuntature di testa e coda della rotaia dopo il trattamento. Secondo un’altra variante, si possono prevedere ventuno moduli 1 per ottenere una lunghezza della vasca di 126 metri per trattare rotaie fino a 120 m al fine di ottenere un prodotto finito di 108 m.

Vantaggiosamente sono previsti pattini di scorrimento dei moduli in direzione longitudinale per consentire l’eventuale espansione termica della vasca. Solo il modulo o i moduli centrali sono fissati senza possibilità di movimento.

Ciascun modulo 1 è provvisto di una struttura di base 30 comprendente:

- un volume centrale 31 dove viene immesso in continuo il fluido di raffreddamento e viene immersa la testa della rotaia da trattare;

- e due volumi laterali 32 dove viene raccolto il fluido di raffreddamento che tracima dalla sommità della zona centrale 31.

I due volumi laterali 32 sono provvisti lungo la loro estensione di tubazioni di scarico 12. Tali tubazioni 12 sono disposte in corrispondenza tra loro nei due volumi laterali 32 in modo che ciascuna coppia di tubazioni corrispondenti 12 sia connessa ad una tubazione trasversale 13 prevista al di sotto del fondo del modulo 1 (Figura 1a). Il fluido di raffreddamento già utilizzato per il trattamento termico della rotaia confluisce, attraverso le tubazioni 12, alle tubazioni 13 connesse ad un circuito di ricircolo del fluido di raffreddamento. Le tubazioni 12 e 13 svolgono anche una funzione strutturale di supporto della vasca di raffreddamento.

Vantaggiosamente i moduli possono essere alimentati attraverso un circuito di mandata del fluido di raffreddamento che prevede ramificazioni simmetriche 51 , in numero pari a una potenza di due, e quindi una distribuzione uniforme della portata tra i moduli, come illustrato nello schema di Figura 8.

Nel caso in cui il numero di moduli che compongono la vasca non sia anch’esso pari a un numero potenza di due, i moduli d’estremità della vasca, eccedenti il numero di moduli più alto che è una potenza di due, vengono collegati alla pompa di alimentazione del circuito di mandata attraverso una valvola manuale o automatica di regolazione della portata, mentre i rimanenti moduli centrali in numero pari ad una potenza di due vengono connessi con ramificazioni simmetriche 51 provenienti dalla medesima pompa.

Ciascun modulo 1 è provvisto di un condotto di ingresso del fluido 50 disposto lateralmente e centralmente rispetto all’estensione longitudinale del modulo. Questo condotto di ingresso 50 è collegato ad un collettore di mandata 2 che, a valle di un primo tratto definente un asse perpendicolare all’asse longitudinale della vasca, prevede una biforcazione con due tratti longitudinali 2’ paralleli a detto asse longitudinale che si estendono fino alla estremità laterali 19 del modulo. Condotto di ingresso 50 e collettore di mandata 2 possono essere realizzati come un unico pezzo.

In corrispondenza di dette estremità laterali 19 i due tratti longitudinali 2’ sono chiusi. Detti tratti longitudinali 2’ hanno vantaggiosamente una sezione sostanzialmente poligonale, preferibilmente quadra, e sono provvisti di una pluralità di fori calibrati laterali 21. Detti fori calibrati 21 sono previsti in prossimità delle estremità superiori dei lati verticali 22 dei tratti longitudinali 2’. I fori 21 sono in numero uguale su entrambi i lati 22 e l’asse definito da ciascuno dei fori 21 su uno dei due lati 22 può corrispondere all’asse di un rispettivo foro 21 sull’altro dei due lati 22.

Il fatto di combinare una sezione quadrata dei tratti 2’ con la presenza dei fori calibrati 21 in questa particolare configurazione evita la formazione di sacche d’aria non trascurabili nella parte superiore dei tratti longitudinali 2’.

La Figura 7 illustra un diagramma in cui è visibile la distribuzione della portata in m<3>/h per ciascun foro calibrato 21 del collettore di mandata. Ogni quadratino rappresenta il valore della portata in uscita da un rispettivo foro 21. I quadratini all’interno dei cerchi disegnati sul diagramma si riferiscono ai fori 21 posizionati in prossimità del condotti di ingresso 50 alla vasca.

Il collettore di mandata 2 comprendente i due tratti longitudinali 2’ è posizionato nella parte inferiore del volume centrale 31.

All’interno del volume centrale 31 di ciascun modulo 1 della vasca di raffreddamento è previsto almeno un cestello 3 estraibile.

Può essere previsto un unico cestello 3 avente una estensione longitudinale pari a quella del modulo 1 o una pluralità di cestelli 3 tali che la somma delle loro estensioni longitudinali sia pari a quella del modulo 1.

Tali cestelli 3 occupano la parte superiore del volume centrale 31 ed hanno una struttura tale che, in cooperazione con la suddetta configurazione dei tratti longitudinali 2’ del collettore di mandata 2, determinano un flusso stabile verso l’alto e mediamente uniforme del fluido di raffreddamento lungo l’intero modulo, con una velocità relativa fluido-superficie in corrispondenza della testa della rotaia tale da uniformare e ottimizzare la velocità di raffreddamento della testa della rotaia.

In una variante preferita ciascun cestello 3 comprende setti o deflettori inferiori 4 e rispettivi setti o deflettori superiori 8 (Figura 2). Ogni coppia di deflettori composta da un deflettore superiore 8 e dal rispettivo deflettore inferiore 4 è giacente su uno stesso piano trasversale al sottostante tratto longitudinale 2’ del collettore di mandata.

Deflettori inferiori 4 e superiori 8 sono separati tra loro da un elemento longitudinale comprendente una piastra centrale forata 5 solidalmente fissata a due piastre laterali 6. Dette piastre laterali 6 non sono complanari rispetto alla piastra forata 5 ma sono inclinate verso il basso rispetto al piano definito dalla piastra forata 5 di un predeterminato angolo, ad esempio pari a 5÷15°.

La posizione dei cestelli 3 all’interno dei moduli della vasca dell’invenzione è determinata appoggiando le piastre laterali 6 su opportune sporgenze 33 delle pareti interne della struttura di base 30. La dimensione dei cestelli 3 e la posizione delle sporgenze 33 è tale che i deflettori inferiori 4 siano completamente al di sopra del collettore di mandata 2 quando i cestelli sono completamente inseriti nei moduli della vasca (Figura 4).

I deflettori inferiori 4 definiscono, insieme alla pareti interne del volume centrale 31, primi compartimenti al di sotto della piastra forata 5. In corrispondenza di ognuno di detti primi compartimenti è previsto uno stesso numero di fori calibrati 21 nella sottostante porzione di tratti longitudinali 2’ del collettore di mandata 2. In corrispondenza delle giunzioni tra piastra forata 5 e piastre laterali 6, non forate, sono previsti, al di sopra della piastra forata 5, ulteriori elementi longitudinali del cestello 3. Tali ulteriori elementi longitudinali sono pareti sostanzialmente curvilinee 7, convesse rispetto al piano longitudinale di mezzeria X del modulo, ed i deflettori superiori 8, trasversali a dette pareti curvilinee 7, definiscono insieme a dette pareti 7 secondi compartimenti al di sopra della piastra forata 5. Nell’esempio di Figura 2 i deflettori inferiori 4 e superiori 8 sono in numero di due per ciascun cestello 3.

Attraverso una opportuna scelta della sezione del collettore di mandata 2 e dei rispettivi tratti longitudinali 2’ nonché del numero e della dimensione dei fori 21, si ottiene, su tutto lo sviluppo longitudinale dei tratti 2’, una sostanzialmente uguale distribuzione delle portate in uscita da detti fori, permettendo una uniformità del flusso.

I fori 21 hanno un passo pari a o sottomultiplo della distanza tra i setti o deflettori inferiori 4, compreso tra 20 e 400 mm. Tale passo può essere costante oppure alternato. Nell’esempio di Figura 6 i fori 21 hanno un passo alternato con valori di 50 e 100 mm e la distanza tra i setti 4 è pari a 300 mm. I fori 21 hanno un diametro compreso tra 2 e 20 mm, preferibilmente pari a 5÷10 mm, e il collettore di mandata 2 ha una sezione compresa tra 80 x 80 mm<2>e 250 x 250 mm<2>, preferibilmente pari a 150 x 150 mm<2>.

II fluido di raffreddamento entra in continuo nel collettore di mandata 2, e quindi nei due tratti longitudinali 2’, ad una predeterminata prima pressione, ad esempio 0,05÷5 bar, e fuoriesce ad una predeterminata seconda pressione, almeno pari al carico piezometrico esercitato dal battente idraulico del fluido soprastante, attraverso la pluralità dei fori calibrati 21, nella parte inferiore del volume centrale 31.

A regime, i getti di fluido in uscita dai fori 21 comportano che il fluido si sposta da questa parte inferiore verso l’alto, ossia nei primi compartimenti definiti dai deflettori inferiori 4 che, vantaggiosamente, evitano la formazione di correnti longitudinali nei moduli, e quindi nella vasca.

Il flusso di fluido si dirige, anche grazie all’azione di invito sia delle porzioni convergenti 34 delle pareti interne della struttura di base 30 sia delle piastre laterali 6 inclinate, verso la piastra forata 5 e, attraverso i fori 40 di detta piastra 5, giunge nei secondi compartimenti. L’inclinazione delle pareti laterali 6 evita vantaggiosamente la formazione di sacche di aria nei primi compartimenti che causerebbero nel tempo sfoghi indesiderati d’aria nel fluido che va a lambire la testa della rotaia immersa nella vasca.

Vantaggiosamente la piastra forata 5 permette di annullare l’effetto di vortici instabili trasversali che si creano nei compartimenti inferiori nel passaggio dai primi ai secondi compartimenti; inoltre la piastra forata 5 permette di smorzare le fluttuazioni della velocità del fluido nei secondi compartimenti che, in accordo con la forma di realizzazione preferita della presente invenzione, non supera i 10 cm/sec.

I deflettori superiori 8 contribuiscono a ottenere un flusso mediamente uniforme verso l’alto; le pareti curvilinee 7 minimizzano eventuali zone di ristagno del fluido e accompagnano il fluido progressivamente verso i bordi superiori della vasca. Pertanto, con la struttura della vasca dell’invenzione si ottiene un flusso continuo mediamente uniforme verso l’alto che lambisce la testa immersa della rotaia con una velocità relativa fluido-superficie della testa tale da garantire uno scambio termico costante e quindi rendere omogeneo il trattamento termico della testa stessa su tutta la lunghezza della rotaia.

In corrispondenza delle tubazioni di scarico 12, al di sopra dei volumi laterali 32, sono vantaggiosamente fissati elementi di vincolo 16, regolabili in altezza mediante spessori, che definiscono tra loro un vano di passaggio per la testa della rotaia, detto vano avente sostanzialmente forma a imbuto. Detti elementi di vincolo 16 svolgono la funzione di fine corsa della rotaia durante il suo inserimento dentro la vasca di raffreddamento, impedendo l’immersione brusca ed eccessiva di parti della rotaia nella vasca. Essi, ad esempio, evitano l’immersione eccessiva di parti della rotaia quando questa risulta essere fortemente incurvata, specialmente in corrispondenza delle estremità. L’immersione eccessiva di una parte della rotaia nella vasca di raffreddamento produrrebbe I’indurimento indesiderato dell’anima e variazioni nella fluidodinamica in prossimità della testa.

Almeno un elemento di vincolo 16 di ciascuna coppia di elementi di vincolo corrispondenti può ruotare attorno ad un perno 17, come illustrato in Figura 4. Tale rotazione è di piccola entità e consente di poter estrarre la rotaia senza problemi in caso di incastro della stessa nel vano a imbuto per l’eccessivo incurvamento delle estremità.

Vantaggiosamente ciascun cestello 3 è provvisto di almeno due elementi trasversali 9, fissati ad entrambe le pareti curvilinee 7, per facilitare l’estrazione manuale dei cestelli 3 dai moduli 1 della vasca dell’invenzione. Questa estrazione agevola l’accesso alla vasca per interventi di manutenzione e pulizia.

Ciascun modulo 1 della vasca di raffreddamento presenta vantaggiosamente una forma a tramoggia, visibile in Figura 3, conferita dall’inclinazione, con una predeterminata pendenza, della superficie del fondo verso la sua zona centrale in cui è previsto un condotto di scarico 18 provvisto di una valvola automatica di apertura e chiusura. Grazie a tale conformazione del modulo è possibile effettuare il lavaggio automatico dello stesso al fine di eliminare tutta la scaglia che si accumula sul fondo.

Il lavaggio può essere effettuato durante brevi fermate dell’impianto, come per esempio durante il cambio cilindri del laminatoio, e prevede le seguenti fasi svolte in maniera automatica:

a) arresto delle pompe principali del circuito di mandata del fluido;

b) apertura della valvola automatica del condotto di scarico 18 e scarico del fluido dal fondo del modulo e invio dello stesso a un circuito di pulizia;

c) immissione di nuovo fluido dal collettore di mandata 2 tramite una parte o tutte le pompe principali per effettuare il risciacquo a pelo libero del fondo del modulo per eliminare i residui di scaglia;

d) chiusura di detta valvola automatica;

e) immissione di fluido dal collettore di mandata 2 tramite una parte o tutte le pompe principali per effettuare il riempimento della vasca per ripristinarne l’operatività prima della ripartenza dell'impianto.

Secondo una variante dell’invenzione è anche possibile effettuare il lavaggio automatico parziale del modulo durante il ciclo produttivo dell’impianto: in questo caso si sfrutta il tempo di interbillet, compreso da 0,5 min a 4 min, tra una rotaia e la successiva e vengono attuate le fasi b) e d) suddette, quindi senza interrompere il funzionamento delle pompe principali del circuito di mandata del fluido, e la fase b) viene adeguatamente temporizzata per un parziale svuotamento della vasca che comporta un lieve e temporaneo calo del livello di fluido.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Vasca di raffreddamento per il trattamento termico di una testa di rotaia, definente un asse longitudinale, comprendente una pluralità di moduli longitudinali (1) connessi in successione tra loro in corrispondenza di loro estremità, in cui ciascuno di detti moduli longitudinali (1) è provvisto di: - una struttura (30) comprendente un primo volume (31 ), atto ad essere riempito con un fluido di raffreddamento in cui viene immersa la testa della rotaia da trattare; - un collettore di mandata (2) per rimmissione del fluido di raffreddamento, posizionato in una zona inferiore di detto primo volume (31 ); in cui detto collettore di mandata (2) è provvisto di una biforcazione con due tratti longitudinali (2’) paralleli a detto asse longitudinale che si estendono fino ad estremità laterali (19) del modulo e sono chiusi in corrispondenza di dette estremità laterali (19); ed in cui detti tratti longitudinali (2’) hanno due pareti laterali opposte (22) provviste di una rispettiva pluralità di fori calibrati (21) per cui viene ottenuta una sostanzialmente uguale distribuzione delle portate in uscita da detti fori calibrati (21), permettendo una uniformità del flusso del fluido di raffreddamento lungo ciascun modulo.
2. Vasca secondo la rivendicazione 1, in cui i fori calibrati (21) sono previsti in prossimità delle estremità superiori delle pareti laterali (22) dei tratti longitudinali (2') e sono in numero uguale su entrambe dette pareti laterali (22).
3. Vasca secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui all’interno del volume centrale (31) di ciascun modulo longitudinale (1) è previsto almeno un cestello estraibile (3) posizionato nella zona superiore di detto volume centrale (31).
4. Vasca secondo la rivendicazione 3, in cui detto almeno un cestello estraibile (3) comprende almeno due coppie di deflettori (4, 8), ciascuna coppia essendo formata da un deflettore superiore (8) e da un deflettore inferiore (4) giacenti su uno stesso piano trasversale al sottostante tratto longitudinale (2’) del collettore di mandata (2).
5. Vasca secondo la rivendicazione 4, in cui deflettori inferiori (4) e deflettori superiori (8) sono separati tra loro da un primo elemento longitudinale comprendente una piastra centrale forata (5) solidalmente fissata a due piastre laterali (6) inclinate verso il basso rispetto ad un piano definito da detta piastra centrale forata (5).
6. Vasca secondo la rivendicazione 5, in cui la posizione di detto almeno un cestello (3) all’interno di un modulo (1) della vasca è determinata mediante sporgenze (33) di pareti interne della struttura (30) su cui si appoggiano dette piastre laterali (6).
7. Vasca secondo la rivendicazione 6, in cui la dimensione di detto almeno un cestello (3) e la posizione delle sporgenze (33) è tale che i deflettori inferiori (4) siano completamente al di sopra del collettore di mandata (2) quando detto almeno un cestello (3) è completamente inserito nel modulo (1) della vasca.
8. Vasca secondo la rivendicazione 5, in cui i deflettori inferiori (4) definiscono, insieme a pareti interne del volume centrale (31), compartimenti al di sotto della piastra centrale forata (5) in corrispondenza dei quali è previsto uno stesso numero di fori calibrati (21) in una porzione sottostante di tratti longitudinali (2’).
9. Vasca secondo la rivendicazione 8, in cui sono previsti al di sopra della piastra centrale forata (5), in corrispondenza di giunzioni tra detta piastra centrale forata (5) e le piastre laterali (6), pareti longitudinali curvilinee (7) convesse rispetto ad un piano longitudinale di mezzeria (X) del modulo.
10. Vasca secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui in ciascun modulo (1) sono previsti due secondi volumi (32), laterali rispetto al primo volume centrale (31), per la raccolta del fluido di raffreddamento quando tracima da una sommità di detto primo volume centrale (31); detti secondi volumi (32) essendo provvisti, lungo la loro estensione longitudinale, di rispettive tubazioni di scarico (12) disposte in modo che ciascuna coppia di tubazioni di scarico (12) corrispondenti sia connessa ad una tubazione trasversale (13), prevista al di sotto del fondo del modulo (1) e a sua volta connessa ad un circuito di ricircolo del fluido di raffreddamento.
11. Vasca secondo la rivendicazione 10, in cui in corrispondenza delle tubazioni di scarico (12), al di sopra dei secondi volumi (32), sono previsti elementi di vincolo (16), regolabili in altezza, definenti un vano di passaggio per la testa della rotaia, ed in cui almeno un elemento di vincolo (16) di ciascuna coppia di elementi di vincolo corrispondenti può ruotare attorno ad un perno (17).
12. Vasca secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i moduli longitudinali (1) possono essere alimentati attraverso un circuito di mandata del fluido di raffreddamento provvisto di ramificazioni simmetriche (51) in numero pari a una potenza di due e, nel caso in cui il numero di moduli che compongono la vasca non sia pari a una potenza di due, i moduli di estremità della vasca, eccedenti il numero di moduli più alto che è una potenza di due, sono collegati ad una pompa di alimentazione del circuito di mandata attraverso una valvola di regolazione della portata, mentre i rimanenti moduli sono connessi con dette ramificazioni simmetriche (51) provenienti da detta pompa di alimentazione.
13. Vasca secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascun modulo longitudinale (1) ha una forma a tramoggia, conferita dall'inclinazione della superficie del fondo verso la sua zona centrale in cui è previsto un condotto di scarico (18) provvisto di una valvola automatica di apertura e chiusura.
14. Vasca secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui sono previsti pattini di scorrimento sui moduli longitudinali (1), eccetto su almeno un modulo centrale della vasca, per consentire una espansione termica della vasca.
15. Metodo di funzionamento di una vasca di raffreddamento, secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente i seguenti stadi: - immissione in continuo del fluido di raffreddamento nei collettori di mandata (2) di ciascun modulo (1) ad una predeterminata prima pressione; - fuoriuscita di detto fluido di raffreddamento nella zona inferiore del primo volume (31) di ciascun modulo (1), ad una predeterminata seconda pressione almeno pari al carico piezometrico esercitato da un battente idraulico di fluido soprastante, attraverso la pluralità dei fori calibrati (21) dei tratti longitudinali (2’) di detti collettori di mandata (2), per cui viene ottenuta una sostanzialmente uguale distribuzione delle portate in uscita da detti fori calibrati (21) permettendo una uniformità del flusso del fluido di raffreddamento lungo ciascun modulo.
16. Metodo di lavaggio di una vasca di raffreddamento, secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente i seguenti stadi: a) apertura di un condotto di scarico (18), previsto sul fondo di ciascun modulo (1) della vasca, mediante una rispettiva valvola di apertura/chiusura e scarico almeno parziale del fluido presente nel modulo (1); b) chiusura di detta rispettiva valvola di apertura/chiusura.
17. Metodo di lavaggio secondo la rivendicazione 17, in cui prima dello stadio a) è previsto un arresto di almeno una pompa di alimentazione del circuito di mandata del fluido di raffreddamento; in cui tra lo stadio a) e lo stadio b) è prevista una immissione di nuovo fluido di raffreddamento nei collettori di mandata (2) tramite l’attivazione di detta almeno una pompa di alimentazione per effettuare un risciacquo a pelo libero del fondo di ciascun modulo (1) per eliminare residui di scaglia; ed in cui dopo lo stadio b) è prevista una immissione di nuovo fluido di raffreddamento nei collettori di mandata (2) tramite l’attivazione di detta almeno una pompa di alimentazione per effettuare il riempimento della vasca e ripristinarne l’operatività.