ITMI20121285A1 - Impianto per la lavorazione di materiale laminato od in generale materiale in foglio da bobina - Google Patents
Impianto per la lavorazione di materiale laminato od in generale materiale in foglio da bobina Download PDFInfo
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Description
DESCRIZIONE PER BREVETTO DI INVENZIONE
Avente titolo: “Impianto per la lavorazione di materiale laminato od in generale materiale in foglio da bobinaâ€
CONTESTO DELL’INVENZIONE
La presente invenzione riguarda un impianto che provvede alla lavorazione di materiale laminato od in generale materiale in foglio proveniente da una bobina del materiale stesso.
STATO DELL’ARTE
Sono noti impianti che provvedono ad effettuare lavorazioni varie su materiale laminato od in foglio che proviene da una bobina del materiale stesso.
Ad esempio sono noti impianti che provvedono al taglio del materiale laminato secondo la forma e le dimensioni richieste.
Questi tipi di impianti prevedono tipicamente:
- una stazione di alimentazione del materiale laminato avvolto in bobina che provvede a supportare su un mandrino il materiale laminato avvolto in bobina ed a rilasciarlo per srotolamento;
- una stazione di taglio del materiale laminato che provvede a tagliare il materiale laminato secondo la forma e le dimensioni richieste;
- una stazione di immagazzinamento del materiale laminato tagliato.
Nel caso di taglio longitudinale del materiale la stazione di immagazzinamento può essere una stazione di riavvolgimento in bobina del materiale tagliato. In questo caso il materiale laminato tagliato viene riavvolto su un’anima cilindrica portata da un mandrino.
Per mantenere il materiale laminato al giusto tiro durante lo srotolamento ed il successivo riavvolgimento una volta tagliato, e consentire quindi un corretto srotolamento e riavvolgimento, sono previsti opportuni mezzi di frenatura. Tali mezzi di frenatura agiscono sulla bobina di materiale laminato da svolgere ed agiscono sul materiale laminato tagliato prima che esso venga avvolto sull’anima cilindrica. La frenatura può essere di tipo meccanico ad attrito, oppure idraulica o di altro tipo.
Questa frenatura comporta una grande dissipazione di energia. E ciò si aggiunge all’alto consumo energetico che tali impianti comportano, dovuto alle elevate masse in gioco dato il peso delle bobine di tale materiale, che nel caso del materiale metallico può variare da diverse tonnellate a diverse decine di tonnellate.
SCOPO DELL’INVENZIONE
Scopo della presente invenzione à ̈ di proporre un impianto per la lavorazione di materiale laminato da bobina che riduca in modo determinante il consumo energetico che tale tipo di impianto comporta.
BREVE DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE
Tale scopo viene raggiunto mediante un impianto per la lavorazione di materiale laminato od in generale materiale in foglio da bobina in accordo con la rivendicazione 1.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Per meglio comprendere la presente invenzione viene di seguito riportata una descrizione di una sua realizzazione esemplificativa non limitativa, illustrata nei disegni allegati in cui:
la fig.1 illustra schematicamente un impianto per la lavorazione di laminato metallico da bobina, secondo l’invenzione;
la fig.2 mostra schematicamente un sistema di controllo dell’impianto di fig.1. DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE
L’impianto illustrato in fig.1 à ̈ destinato specificamente al taglio longitudinale di laminato di acciaio caricato in bobina nell’impianto e riavvolto sempre in bobina una volta tagliato.
L’impianto illustrato prevede una stazione di alimentazione 10, una stazione di guida 20, una stazione di taglio 30, una stazione di frenatura 40 ed una stazione di riavvolgimento 50. E’ prevista anche una stazione di avvolgimento dello sfrido di lavorazione non illustrata.
La stazione di alimentazione 10 prevede un mandrino 11 che supporta la bobina, indicata con A, di laminato di acciaio, e prevede inoltre una serie di organi idraulici di tipo noto per la movimentazione della bobina A, non illustrati. Per lo svolgimento della bobina A Ã ̈ previsto un motore/generatore elettrico asincrono 12 che agisce sul mandrino 11.
La stazione di guida 20 comprende un piano di guida inclinabile 21 e rulli di guida non illustrati.
La stazione di taglio 30 comprende lame di taglio circolari contrapposte 31 che sono intervallate con rulli gommati coassiali per l’avanzamento del laminato metallico. Le lame di taglio circolari 31 con i rulli gommati vengono azionate da un motore elettrico.
La stazione di frenatura 40 prevede una coppia di rulli 41 frenati che agiscono in modo contrapposto sul laminato di acciaio e sono azionati da un motore/generatore elettrico asincrono 42.
La stazione di riavvolgimento 50 prevede un mandrino 51 munito di un’anima cilindrica su cui si riavvolge il laminato di acciaio tagliato longitudinalmente. Per l’avvolgimento della bobina di laminato di acciaio tagliato à ̈ previsto un motore elettrico non illustrato. E’ inoltre prevista una serie di organi idraulici di tipo noto, non illustrati, per la movimentazione della bobina di laminato di acciaio tagliato e riavvolto, indicata con B.
In fig.2 viene illustrato il sistema di comando e di controllo dei due motori/generatori elettrici asincroni 12 e 42.
Anzitutto nello schema viene indicata con un blocco V la rete di alimentazione elettrica dell’impianto.
Il motore/generatore elettrico 12 à ̈ collegato ad un trasduttore angolare 13 che provvede a fornire in uscita un segnale elettrico in funzione della posizione angolare dell’asse rotante del motore/generatore elettrico 12. Corrispondentemente il motore/generatore elettrico 42 à ̈ collegato ad un suo trasduttore angolare 43.
Il motore/generatore elettrico 12 Ã ̈ pilotato da un invertitore di alimentazione 14 collegato sia al motore/generatore elettrico 12 che al trasduttore angolare 13. Corrispondentemente il motore/generatore elettrico 42 Ã ̈ pilotato da un invertitore di alimentazione 44 collegato sia al motore/generatore elettrico 42 che al trasduttore angolare 43.
All’invertitore di alimentazione 14 à ̈ collegato un invertitore di rigenerazione 15 a sua volta collegato alla rete di alimentazione V. Corrispondentemente all’invertitore di alimentazione 44 à ̈ collegato un invertitore di rigenerazione 45 a sua volta collegato alla rete di alimentazione V.
E’ infine prevista un’unità elettronica di comando e di controllo 100 munita di uno schermo 101, collegata agli invertitori 14,15,44,45.
Il funzionamento dell’impianto sopra descritto ed illustrato à ̈ il seguente.
La bobina A di laminato di acciaio viene caricata e serrata sul mandrino 11 tramite gli appositi organi idraulici.
Nella fase preliminare e preparatoria, una volta caricata, la bobina A viene srotolata tramite il motore/generatore elettrico asincrono 12 per avviarla alla lavorazione. Tramite l’unità 100 l’operatore dà il comando per lo srotolamento all’invertitore di alimentazione 14 che alimenta il motore/generatore elettrico 12 con l’opportuna tensione e frequenza. L’unità 100 tiene sotto controllo il movimento del motore/generatore elettrico 12 tramite il trasduttore angolare 13 attraverso l’invertitore 14.
Sempre in questa fase preliminare e preparatoria, nella stazione di frenatura 40 il laminato metallico, indicato con L, viene fatto passare tra i rulli 41. Tramite l’unità 100 l’operatore dà il comando per l’azionamento dei rulli all’invertitore di alimentazione 44 che alimenta il motore/generatore elettrico 42 con l’opportuna tensione e frequenza. L’unità 100 tiene sotto controllo il movimento del motore/generatore elettrico 44 tramite il trasduttore angolare 43 attraverso l’invertitore 44.
Durante il processo di lavorazione, avviato sempre tramite l’unità di comando 100, il laminato metallico srotolato passa sul piano di guida 21 ed attraversa i rulli di guida della stazione di guida 20.
Quindi il laminato L viene tagliato longitudinalmente dalle lame circolari 31 azionate dal loro motore elettrico. I rulli gommati montati coassialmente e solidalmente alle lame circolari 31 provvedono a tirare il laminato L svolgendo la bobina A.
Per ottenere il giusto tiro del laminato L che si srotola, il motore/generatore elettrico asincrono 12 viene alimentato dall’invertitore 14 di alimentazione con op portuna tensione e frequenza in modo da esercitare un’azione di frenatura sul mandrino 11 che supporta la bobina A. In questa azione di frenatura il motore/generatore elettrico 12 viene trascinato dalla bobina A che si srotola facendo svolgere la funzione di generatore elettrico al motore. L’inverter di rigenerazione 15 riceve l’energia elettrica prodotta dal generatore elettrico, la filtra opportunamente e la reimmette nella rete di alimentazione V. Durante questa operazione di frenatura il trasduttore angolare 13 fornisce il dato di velocita angolare del motore/generatore elettrico 12 all’invertitore 14 in modo che l’unità 100 possa gestire in modo ottimale il tiro del laminato in funzione del diametro decrescente della bobina in svolgimento.
Dopo il taglio il laminato L viene riavvolto, tagliato longitudinalmente, sull’anima montata sul mandrino 51 per azione del suo motore elettrico, per formare la bobina B.
La velocità di uscita del laminato L dalla stazione di taglio 30 e la velocità di riavvolgimento della bobina B sono regolate in modo tale che all’uscita della stazione di taglio 30 il laminato L formi un’ampia ansa prima di entrare nella stazione di frenatura 40, per compensare le differenze di spessore tra le varie sezioni di laminato.
Nella stazione di frenatura 40 il laminato L viene frenato in modo da creare la giusta tensione per riavvolgere correttamente il laminato L nella successiva stazione di riavvolgimento 50. Per la frenatura il motore elettrico asincrono 42 viene alimentato dall’invertitore 44 di alimentazione con opportuna tensione e frequenza in modo da esercitare un’azione di frenatura sui rulli 41 attraverso i quali passa il laminato L. In questa azione di frenatura il motore elettrico 42 viene trascinato dai rulli 41 rotanti e svolge la funzione di generatore elettrico. L’inverter di rigenerazione 45 riceve l’energia elettrica prodotta dal generatore elettrico, la filtra opportunamente e la reimmette nella rete di alimentazione V. Durante questa operazione di frenatura il trasduttore angolare 43 fornisce il dato di velocita angolare del motore/generatore elettrico 42 all’invertitore 44 in modo che l’unità 100 possa gestire in modo ottimale il tiro del laminato L in funzione del diametro crescente delle bobina in avvolgimento.
Una volta formatasi la bobina B di laminato tagliato longitudinalmente, l’impianto viene fermato e la bobina B viene sfilata dal mandrino 51 ed allontanata dall’impianto attraverso gli appositi organi idraulici.
L’unità elettronica di comando e controllo 100 provvede a comandare e controllare tutte la sequenza di operazioni viste. Sullo schermo 101 vengono riportate tutte le informazioni utili del processo di lavorazione ed in particolare l’energia elettrica recuperata.
La generazione di energia in frenatura permette un notevole risparmio energetico. Infatti buona parte dell’energia di frenatura viene recuperata sotto forma di energia elettrica reimmessa nella rete di alimentazione, così da ridurre in maniera sensibile il consumo effettivo di energia elettrica dell’impianto.
Un altro vantaggio à ̈ che viene evitato il consumo di materiale di frizione necessario negli impianti noti che utilizzano una frenatura meccanica ad attrito.
Un ulteriore vantaggio à ̈ che per la frenatura elettrica vengono utilizzati motori elettrici già previsti per muovere nelle fasi iniziali la bobina di laminato caricata ed i rulli di frenatura.
Sono ovviamente possibili varianti e/o aggiunte a quanto sopra descritto ed illustrato.
L’impianto di taglio può avere altre e/o diverse stazioni di lavorazione rispetto a quelle viste.
Gli stessi principi possono essere applicati a impianti per il taglio di altri tipi di materiali da bobina, ad esempio per il taglio della carta.
In generale gli stessi principi possono essere applicati ad impianti per un qualsiasi tipo di lavorazione di materiale laminato od in generale in foglio in cui sia necessaria un’azione di frenatura sul foglio di laminato.
Il materiale lavorato può non essere riavvolto in bobina ma immagazzinato in altro modo a secondo del tipo di lavorazione. Ad esempio nel taglio in fogli singoli può essere impilato. In questo caso si ha generazione elettrica solo per la frenatura del mandrino che supporta la bobina in svolgimento e quindi prima del taglio trasversale del materiale in fogli singoli.
Claims (7)
- RIVENDICAZIONI 1) Impianto per la lavorazione di materiale laminato od in generale materiale in foglio da bobina, comprendente almeno: - una stazione di alimentazione (10) per la movimentazione, il supporto, e lo srotolamento frenato in rotazione di una bobina (A) di detto materiale; - una stazione di lavorazione (30) per la lavorazione del materiale srotolato (L) proveniente dalla stazione di alimentazione (10); - una stazione di immagazzinamento (50) per l’immagazzinamento del materiale lavorato (L) nella stazione di lavorazione (30), caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi generatori elettrici (12) trascinati in rotazione da detta bobina (A) nella fase di srotolamento del materiale, ed un’unità di comando e di controllo (100) collegata a detti mezzi generatori elettrici (12), in cui detta unità di comando e di controllo (100) provvede a pilotare detti mezzi generatori elettrici (12) ad esercitare un’azione frenante su detta bobina (A) in fase di srotolamento e ad inviare l’energia elettrica generata da detti mezzi generatori elettrici (12) ad una rete di alimentazione (V) dell’impianto.
- 2) Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui in detta stazione di immagazzinamento (50) il materiale lavorato viene riavvolto in una seconda bobina (B) ed in cui a monte di detta stazione di immagazzinamento (50) à ̈ prevista una stazione di frenatura (40) comprendente rulli di frenatura (41) del materiale nella fase di riavvolgimento in bobina, in cui sono previsti secondi mezzi generatori elettrici (42) trascinati in rotazione da detti rulli di frenatura (41), ed in cui detta unità di comando e di controllo (100) provvede a pilotare detti secondi mezzi generatori elettrici (42) ad esercitare un’azione frenante su detta seconda bobina (B) in fase di riavvolgimento del materiale lavorato e ad inviare l’energia elettrica generata da detti secondi mez zi generatori elettrici (42) ad una rete di alimentazione (V) dell’impianto.
- 3) Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi generatori elettrici (12) svolgono anche la funzione di mezzi motori elettrici per l’azionamento di detta bobina (A).
- 4) Impianto secondo la rivendicazione 2, in cui detti secondi mezzi generatori elettrici (42) svolgono anche la funzione di mezzi motori elettrici per l’azionamento di detti rulli di frenatura (41).
- 5) Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi generatori elettrici sono costituiti da almeno un motore/generatore elettrico asincrono (12;42).
- 6) Impianto secondo la rivendicazione 5, in cui detta unità (100) comanda il motore asincrono (12;42) attraverso un invertitore di alimentazione (14;44) per l’azione di frenatura ed attraverso un invertitore di rigenerazione (15;45) per l’azione di invio dell’energia generata alla rete di alimentazione (V).
- 7) Impianto secondo la rivendicazione 6, in cui detta unità (100) controlla il movimento del motore/generatore elettrico (12;42) attraverso un trasduttore angolare (13;43).
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