ITMI941484A1 - THERMO-MECHANICAL PROCEDURE FOR THE CREATION OF STEEL BLADES FOR THE CUTTING OF SLABS OF GRANITE BLOCKS AND SIMILAR - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione ha per oggetto un procedimento termo-meccanico per la produzione di lame in acciaio, utilizzate per il taglio in lastre di blocchi di grani to e simili, in grado di presentare una elevata precisione di spessore, una perfetta rettilineità ed un grado di rilassamento pressoché nullo The present invention relates to a thermo-mechanical process for the production of steel blades, used for cutting blocks of grain and the like into slabs, capable of exhibiting a high accuracy of thickness, perfect straightness and a degree of almost no relaxation
Come è ben noto, attualmente il taglio dei blocchi di granito per l'ottenimento di lastre, viene effettuato mediante lame in acciaio le quali effettuano il taglio per abrasione creata da graniglia abrasiva trascinata dalle lame stesse mosse con motto alternativo. Dette lame vengono montate, di taglio, tra loro parallele, su robusti telai quadrangolari in gruppi di circa 60 fino a 100 lame, le quali sono opportunamente distanziate l'una dall'altra per ottenere lo spessore desiderato delle singole lastre. As is well known, currently the cutting of granite blocks to obtain slabs is carried out by means of steel blades which carry out the cutting by abrasion created by abrasive grit dragged by the blades themselves moved with an alternative motive. Said blades are mounted, cutting, parallel to each other, on sturdy quadrangular frames in groups of about 60 to 100 blades, which are suitably spaced from each other to obtain the desired thickness of the individual slabs.
E' anche noto che le esigenze richieste al taglio del granito in lastre consistono nell'ottenere lastre di spessore il più preciso e uniforme, a superfici lisce e senza rigature (al fine di evitare lavorazioni di finitura delle stesse), nonché la riduzione al minimo sia dello spreco di granito consumato nel taglio sia del consumo delle lame stesse. It is also known that the needs required for cutting granite into slabs consist in obtaining slabs of the most precise and uniform thickness, with smooth surfaces and without scratches (in order to avoid finishing processes of the same), as well as reducing them to a minimum. both the waste of granite consumed in cutting and the consumption of the blades themselves.
Gli attuali processi produttivi di lame in acciaio per il taglio del granito non consentono di ottenere lame in grado di soddisfare pienamente a tutte le esigenze più sopra citate. The current production processes of steel blades for cutting granite do not allow to obtain blades that are able to fully satisfy all the aforementioned needs.
Secondo studi approfonditi e numerose sperimentazioni eseguiti dalla Richiedente della presente domanda di brevetto, è emerso che le caratteristiche essenziali che una lama dovrebbe avere, per soddisfare pienamente alle esigenze più sopra elencate, sono le seguenti: - il grano cristallino dell'acciaio che compone la lama deve avere una grossezza ben determinata ed identica in ogni punto della lama stessa; According to in-depth studies and numerous experiments carried out by the Applicant of this patent application, it emerged that the essential characteristics that a blade should have, in order to fully satisfy the requirements listed above, are the following: - the crystalline grain of the steel that makes up the blade must have a well determined and identical thickness in every point of the blade itself;
- l’acciaio che compone la lama deve avere la capacità di non rilassarsi, anche quando viene sottoposto per lungo tempo ad elevati sforzi alterni; - the steel that makes up the blade must have the ability not to relax, even when subjected to high alternating stresses for a long time;
- la variazione di spessore della lama deve essere contenuta entro tolleranze molto ristrette; - the thickness variation of the blade must be contained within very narrow tolerances;
la rettilineità della lama deve essere contenuta entro tolleranze molto ristrette; the straightness of the blade must be contained within very narrow tolerances;
- la lunghezza della lama e l'interasse tra i fori praticati nella stessa per montarla sul telaio, devono avere tolleranze ben definite e ristrette e, - the length of the blade and the distance between the holes drilled in it to mount it on the frame, must have well-defined and restricted tolerances and,
- le superfici laterali della lama devono presentare delle scanalature trasversali ad intrvalli regolari, per facilitare il trascinamento della graniglia. - the lateral surfaces of the blade must have transversal grooves at regular intervals, to facilitate the dragging of the shot.
Gli attuali processi produttivi più diffusi consistono: A) nel laminare a caldo direttamente le lame già con lo spessore e la larghezza desiderati, utilizzando cilindri speciali che incidono le scanalature contemporaneamente alla laminazione, e The current most common production processes consist of: A) hot rolling the blades directly already with the desired thickness and width, using special cylinders that engrave the grooves at the same time as rolling, and
B) nel ricavare le lame da nastro liscio laminato a caldo mediante i moderni laminatoi ad alta produttività e precisione. B) in obtaining blades from hot rolled smooth strip by means of modern high-productivity and precision rolling mills.
Il procedimento A è quello attualmente più usato. Le lame che si ottengono da questo procediemnto hanno però i seguenti inconvenienti: Procedure A is currently the most used. The blades obtained from this procedure, however, have the following drawbacks:
- il grano cristallino presenta una grossezza che varia dai bordi al cuore della lama; pertanto essendo la lama soggetta ad un elevato consumo (fino al 70% della sua altezza) , la stessa taglierà in modo diseguale a seconda del suo grado di consumo. - the crystalline grain has a thickness that varies from the edges to the heart of the blade; therefore, since the blade is subject to high consumption (up to 70% of its height), it will cut unevenly according to its degree of wear.
la tolleranza sullo spessore delle lame non può essere contenuta entro un valore inferiore a 0,4-0,5 mm. , il che comporta una perdita di anche 2 o 3 lastre su ogni blocco di granito (0,5 X 100 lame = 50 mm. di spreco di granito per ogni blocco). the tolerance on the thickness of the blades cannot be contained within a value lower than 0.4-0.5 mm. , which involves a loss of even 2 or 3 slabs on each block of granite (0.5 X 100 blades = 50 mm. of waste of granite for each block).
Le lame che sì ottengono dal procedimento B presentano invece uno spessore molto preciso (tolleranza 0,1 mm.), hanno però due gravi inconvenienti: The blades obtained from procedure B, on the other hand, have a very precise thickness (tolerance 0.1 mm.), However, they have two serious drawbacks:
- il grano cristallino è assolutamente non omogeneo, ed è accompagnato da tensioni interne, che creano gravi problemi durante la segagione - the crystalline grain is absolutely not homogeneous, and is accompanied by internal tensions, which create serious problems during sawing
- non è possibile incidere le scanalature sulle superfici laterali delle lame. - it is not possible to engrave the grooves on the lateral surfaces of the blades.
Per cercare di ovviare almeno in parte agli inconvenienti presentati dalle lame ottenute coi processi noti sopra citati, la Richiedente questa domanda di brevetto ha realizzato un procedimento particolare che consiste nel ricavare le lame da nastro (come per il procedimento B) e successivamente sottoporle ad un trattamento termico ad alta temperatura (sopra AC3) mediante un forno continuo. In order to try to obviate at least in part the drawbacks presented by the blades obtained with the above-mentioned known processes, the Applicant for this patent application has implemented a particular process which consists in obtaining the blades from a belt (as for the process B) and subsequently subjecting them to a high temperature heat treatment (above AC3) by means of a continuous furnace.
La permanenza delle lame ad alta temperatura per un tempo ben determinato, oltre a realizzare la normalizzazione dell'acciaio, permette di ingrossare il grano in maniera controllata ed uniforme, fino alle sue dimensioni ottimali. The permanence of the blades at a high temperature for a specific time, in addition to normalizing the steel, allows the grain to be enlarged in a controlled and uniform manner, up to its optimal dimensions.
All'uscita del forno a tunnel, le lame vengono fatte passare in una speciale martellatrice che incide le scanalature sui fianchi delle lame stesse. At the exit of the tunnel kiln, the blades are passed through a special hammer that cuts the grooves on the sides of the blades themselves.
Le lame ottenute con questo procedimento, pur presentando delle caratteristiche migliori di quelle ottenute con il procedimento B, non sono risultate pienamente soddisfacenti. The blades obtained with this process, although having better characteristics than those obtained with process B, were not fully satisfactory.
Il trattamento termico e la martellatrice creano infatti notevoli deformazioni (che vengono solo parzialmente corrette mediante una raddrizzatrice manuale); inoltre la capacità di non rilassarsi di queste lame, è analoga a quella ottenuta coni procedimenti A e B, ed è ancora ben lontana dai valori ottimali. In fact, the heat treatment and the hammering machine create considerable deformations (which are only partially corrected by means of a manual straightener); furthermore, the non-relaxing capacity of these blades is similar to that obtained with processes A and B, and is still far from optimal values.
Da quanto sopra descritto emerge che, allo stato attuale della tecnologia conosciuta, le lame sul mercato risultano presentare punti deboli ed essere quindi un compromesso sulla qualità. From what has been described above it emerges that, at the current state of the known technology, the blades on the market appear to have weak points and therefore be a compromise on quality.
Infatti, anche il processo messo a punto dalla Richiedente permette di ottenere delle lame aventi caratteristiche ottimali per quanto riguarda soltanto: In fact, also the process developed by the Applicant allows to obtain blades having optimal characteristics as regards only:
- uniformità del grano - uniformity of the grain
- precisione dello spessore della lama - precision of the blade thickness
- realizzazione delle scanalature sui fianchi della lama , - making the grooves on the sides of the blade,
mentre rimangono irrisolti i problemi relativi a: while the problems relating to:
- rilassamento della lama - relaxation of the blade
- rettilineità della lama. - straightness of the blade.
L'importanza del rilassamento e della rettilineità è fondamentale per i seguenti motivi. The importance of relaxation and straightness is paramount for the following reasons.
Durante l'uso, le lame vengono tensionate in modo uguale sul telaio (come già detto, il loro numero è di 60-100 per telaiata) e lavorano parallele per giorni, mentre scavano il taglio nel granito con moto alternativo. E' intuitivo che se la lama si rilassa (cioè si allunga in modo permanente durante la calata) quella lama perde la tensione ed il taglio risulta storto od ondeggiante, rovinando completamente le due lastre di granito contigue. Questo problema è complicato dal fatto che durante i due (o tre) tagli, le lame perdono per usura fino al 70% della loro sezione e che questa perdita non è identica tra lama e lama. During use, the blades are tensioned equally on the frame (as already mentioned, their number is 60-100 per frame) and work parallel for days, while they dig the cut in the granite with reciprocating motion. It is intuitive that if the blade relaxes (that is, it stretches permanently during the lowering) that blade loses its tension and the cut is crooked or wavy, completely ruining the two adjacent granite slabs. This problem is complicated by the fact that during the two (or three) cuts, the blades lose up to 70% of their section due to wear and that this loss is not identical between blade and blade.
Per quanto concerne la rettilineità, è intuibile la sua diretta influenza sulla possibilità di ottenere delle lastre molto piane e regolari. As far as straightness is concerned, its direct influence on the possibility of obtaining very flat and regular sheets can be understood.
Scopo pertanto del presente trovato è quello di realizzare un procedimento termo-meccanico per la produzione di lame di acciaio per il taglio dei blocchi di granito in lastre, concepito in modo da consentire l'ottenimento di lastre che, oltre a presentare valori ottimali di spessore ed elevata resistenza all'usura, siano anche tali da possedere un grado di rilassamento pressoché nullo ed una rettilineità contenuta entro valori di tolleranza molto ristretti, cioè lame virtualmente esenti da difetti e limitazioni d'impiego. Therefore, the purpose of the present invention is to provide a thermo-mechanical process for the production of steel blades for cutting granite blocks into slabs, conceived in such a way as to allow obtaining slabs which, in addition to having optimal thickness values and high wear resistance, are also such as to have an almost zero degree of relaxation and a straightness contained within very narrow tolerance values, ie blades virtually free from defects and limitations of use.
Altro scopo del trovato è di realizzare un procedimento del tipo sopra specificato concepito in modo da risultare di semplice realizzazione, di elevata aff Another object of the invention is to provide a method of the type specified above conceived in such a way as to be simple to manufacture, highly effective
e tale da consentire l'ottenimento di lastre di spessore preciso ed uniforme, con minimo consumo di acciaio, cioè delle lame stesse, e spreco di granito altamente ridotto. and such as to allow obtaining slabs of precise and uniform thickness, with minimum consumption of steel, ie of the blades themselves, and highly reduced waste of granite.
Questi ed altri scopi ancora, che più chiaramente potranno essere evidenziati dalla descrizione che segue, vengono raggiunti da un procedimento termomeccanico per la produzione di lame di acciaio per il taglio in lastre di blocchi di granito e simili, utilizzante un nastro di acciaio liscio, laminato a caldo e avvolto su bobine, il quale procedimento consiste, secondo il presente trovato: These and still other objects, which will be more clearly highlighted by the following description, are achieved by a thermo-mechanical process for the production of steel blades for cutting granite blocks slabs and the like, using a smooth, rolled steel strip. hot and wound on coils, which method, according to the present invention, consists of:
- nello svolgere detto nastro d’acciaio, inserendolo in una raddrizzatrice a rulli, per ridurre la curvatura residua, indi - in unwinding said steel strip, inserting it into a roller straightener, to reduce the residual curvature, then
- nel suddividere detto nastro in spezzoni di lunghezza sostanzialmente pari, e preferibilmente maggiorata, rispetto a quella delle lame da produrre; - in dividing said belt into lengths substantially equal to, and preferably greater, than that of the blades to be produced;
- nel ricavare all'estremità di ogni spezzone costituente una lama un foro mediante punzonatrice o simile, poi - in making a hole at the end of each piece constituting a blade by means of a punching machine or the like, then
- nel sottoporre dette lame ad un trattamento termico, entro un forno a tunnel o simile, ad una temperatura superiore a quella di austenitizzazione dell'acciaio per un tempo variabile in relazione allo spessore delle lame, sostanzialmente un tempo compreso fra circa 4-5 minuti primi per lame di spessore tradizionale; - in subjecting said blades to a heat treatment, in a tunnel oven or the like, at a temperature higher than the austenitizing temperature of the steel for a variable time in relation to the thickness of the blades, substantially a time comprised between about 4-5 minutes first for traditional thickness blades;
- nell'estrarre dette lame dal forno di riscaldamento inviandole immediatamente entro una usuale martellatrice per l'incisione delle scanalture trasversali su entrambe le facce di dette lame, poi - in extracting said blades from the heating furnace, sending them immediately into a usual hammer for the incision of the transversal grooves on both faces of said blades, then
- nel posizionare dette lame in una zona d'attesa per consentire l'abbassamento della loro temperatura fino a circa 300° C, e poi - in positioning said blades in a waiting area to allow their temperature to be lowered up to about 300 ° C, and then
- nell'inviare ciascuna lama in una apparecchiatura stiratrice del tipo a coppie di morse orientabili atte ad afferrare le lame alle opposte estremità e, al momento in cui la temperatura delle stesse raggiunge circa i 250° C, ad effettuarne il raddrizzamento ed un allungamento compreso tra l'uno e il due per cento per un tempo di alcuni secondi; - in sending each blade into an ironing apparatus of the type with pairs of adjustable clamps suitable for gripping the blades at the opposite ends and, when the temperature of the same reaches about 250 ° C, to carry out the straightening and an elongation included between one and two percent for a period of a few seconds;
- nel lasciare poi raffreddare dette lame fino ad una temperatura di circa 50° C, e infine - in then allowing said blades to cool down to a temperature of about 50 ° C, and finally
- nel tagliare a misura in lunghezza ogni lama così ottenuta, praticando un secondo foro all'estremità opposta a quella presentante il primo foro, - in cutting to length each blade thus obtained, making a second hole at the opposite end to the one with the first hole,
detta apparecchiatura a coppie di morse orientabili essendo dotata di un dispositivo elettronico, sostanzialmente un lettore elettronico, un trasduttore a contatto o simile, asservito ad un elaboratore opportu namente programmato, per il rilevamento delle deformazioni delle lame, il comando dell'orientamento di dette coppie di morse e per l'allungamento e il raddrizzamento delle lame, prima del taglio a misura delle stesse. Più particolarmente, detto procedimento termo-meccanico è particolarmente adatto per realizzare lame per il taglio in lastre del granito aventi spessori e dimensioni diverse a seconda delle esigenze, essendo necessario variare corrispondentemente solo alcuni parametri del processo. Così, per esempio, le lame grezze già provviste di un foro ad una estremità, devono essere sottoposte ad un trattamento termico ad una temperatura di almeno 900° C e per un tempo di permanenza a tale temperatura pari ad 1 minuto primo per ogni millimetro di spessore della lama. said apparatus with pairs of orientable clamps being equipped with an electronic device, substantially an electronic reader, a contact transducer or the like, enslaved to a suitably programmed computer, for the detection of the deformations of the blades, the control of the orientation of said pairs clamps and for lengthening and straightening the blades, before cutting them to size. More particularly, said thermo-mechanical process is particularly suitable for making blades for cutting granite slabs having different thicknesses and dimensions according to requirements, it being necessary to correspondingly vary only some process parameters. Thus, for example, the rough blades already provided with a hole at one end, must be subjected to a heat treatment at a temperature of at least 900 ° C and for a residence time at this temperature equal to 1 minute for each millimeter of blade thickness.
Così pure, ogni lama viene serrata alle sue estremità fra dette coppie di morse e solo al raggiungimento di una temperatura ben definita, e precisamente di 250° C, essa viene tesa fino ad ottenere un allungamento di circa 1'1,5% e mantenuta in tali condizioni per circa 15 secondi. Likewise, each blade is clamped at its ends between said pairs of clamps and only when a well-defined temperature is reached, namely 250 ° C, it is stretched until an elongation of about 1.5% is obtained and maintained in such conditions for about 15 seconds.
Il procedimento oggetto del trovato viene in pratica realizzato, secondo una sua forma realizzativa preferita e non esclusiva, utilizzando un nastro di acciaio a superficie liscia e già laminato a caldo mediante gli attuali laminatoi ad alta precisione e produttività. Questo tipo di acciaio viene quindi sottoposto ad un trattamento termo-meccanico con dati ben precisi in termini di allungamento permanente, di temperature e di tempo di applicazione del carico di trazione. The process according to the invention is practically carried out, according to a preferred and non-exclusive embodiment thereof, using a steel strip with a smooth surface and already hot-rolled by means of current high-precision and high-productivity rolling mills. This type of steel is then subjected to a thermo-mechanical treatment with very precise data in terms of permanent elongation, temperatures and time of application of the tensile load.
Il procedimento oggetto del presente trovato utilizza pertanto un nastro del tipo sopra specificato, che viene fornito avvolto in bobine, e che presenta uno spessore e una larghezza pressoché uguali a quelli che avranno le lame finite. The process of the present invention therefore uses a tape of the type specified above, which is supplied wound in reels, and which has a thickness and a width which is practically the same as that of the finished blades.
Detto nastro viene svolto ed inviato in una raddrizzatrice a rulli o simile per ridurne la curvatura residua dovuta all'avvolgimento su rotolo. Dopo raddrizzatura, il nastro viene tagliato, mediante cesoia, in spezzoni di lunghezza leggermente superiore a quella che avranno le lame finite. Said strip is unwound and sent to a roller straightener or the like to reduce the residual curvature due to winding on a roll. After straightening, the strip is cut, by means of a shears, into lengths slightly longer than that of the finished blades.
Associata a detta cesoia è prevista una punzonatrice atta a realizzare uno dei due fori di estremità che la lama finita dovrà possedere per poter essere montata sui telai di tensionamento. Associated with said shear there is provided a punching machine suitable for making one of the two end holes that the finished blade must have in order to be mounted on the tensioning frames.
La lama grezza così ottenuta viene introdotta in un forno a tunnel per il trattamento termico ad una temperatura superiore a quella di austenitizzazione (circa 900° C) per una durata pari ad un minuto primo per ogni millimetro di spessore. All'uscita da detto forno, e quindi ancora ad elevata temperatura, la lama viene fatta passare entro una martellatrice la quale provvede a realizzare per incisione le necessarie scanalature trasversali su entrambe le facce della lama stessa; la lama viene poi mantenuta in una zona di attesa a temperatura ambiente finché si raffredda alla temperatura di 300° C. The raw blade thus obtained is introduced into a tunnel oven for heat treatment at a temperature higher than the austenitizing one (about 900 ° C) for a duration equal to one minute for each millimeter of thickness. Upon exiting said oven, and therefore still at a high temperature, the blade is passed through a hammer which provides by incision the necessary transversal grooves on both faces of the blade itself; the blade is then kept in a waiting area at room temperature until it cools down to a temperature of 300 ° C.
A questa temperatura, la lama viene introdotta in una stiratrice a coppie di morse oscillanti ove viene afferrata alle opposte estremità e, dopo raggiungimento della temperatura di 250° C, viene sottoposta a tensione fino ad ottenere un allungamento dell'1,5% e viene mantenuta in queste condizioni per un tempo di 15 secondi . At this temperature, the blade is introduced into an ironer with pairs of oscillating clamps where it is gripped at the opposite ends and, after reaching the temperature of 250 ° C, is subjected to tension until an elongation of 1.5% is obtained and is maintained in these conditions for 15 seconds.
La lama così ottenuta viene lasciata raffreddare fino a 50° c, dopo dichè viene tagliata, mediante una seconda cesoia, alla lunghezza prestabilita e poi viene effettuato il secondo foro di estremità mediante punzonatura. The blade thus obtained is left to cool down to 50 ° C, after which it is cut, by means of a second shear, to the predetermined length and then the second end hole is made by punching.
La lama così ottenuta presenta uno spessore uniforme e preciso, una perfetta rettilineità e un rilassamento pressoché nullo. The blade thus obtained has a uniform and precise thickness, perfect straightness and almost zero relaxation.
Sempre secondo il trovato, se si prevedono, un forno continuo e una martellatrice realizzati a più corsie parallele, il procedimento oggetto del trovato risulta pertanto adatto ad ottenere più lame finite contemporaneamente, con evidenti vantaggi sia economici che pratici. Again according to the invention, if a continuous furnace and a hammering machine are provided with several parallel lanes, the process according to the invention is therefore suitable for obtaining several finished blades at the same time, with evident both economic and practical advantages.
Infine, al fine di rendere il processo automatico e quindi indipendente dall'intervento di operatori, a detta striratrice a coppie di morse orientabili utilizzate per stirare e raddrizzare le lame in uscita dal forno, è associato almeno un dispositivo elettronico di rilevamento delle eventuali ondulazioni o imperfezioni del nastro riscaldato, che può essere costituito da un lettore ottico di tipo elettronico, da un trasduttore a contatto o simile, in grado di rilevare la deformazione esistente sulle singole lame e di comandare, tramite un elaboratore elettronico opportunamente programmato, l'orientamento delle coppie di morse prima di sottoporre le lame a tensionamento. Finally, in order to make the process automatic and therefore independent from the intervention of operators, at least one electronic device for detecting any undulations or imperfections of the heated tape, which can consist of an electronic optical reader, a contact transducer or the like, capable of detecting the deformation existing on the individual blades and controlling, by means of a suitably programmed electronic processor, the orientation of the pairs of clamps before tensioning the blades.
Le lame finite ottenute con il procedimento sopra descritto non richiedono alcuna lavorazione di rifinitura o simile, e si presentano con superfici lisce e spigoli longitudinali non arrotondati e quindi di aspetto esteriore non confondibile con quello delle lame attualmente in commercio. The finished blades obtained with the process described above do not require any finishing or similar processing, and have smooth surfaces and longitudinal edges that are not rounded and therefore have an external appearance that cannot be confused with that of the blades currently on the market.
Ovviamente, nella realizzazione pratica, al trovato come sopra descritto possono essere apportate modifiche e varianti strutturalmente e funzionalmente eq Obviously, in the practical embodiment, structurally and functionally modifications and variations can be made to the invention as described above and q
ti, senza uscire dall’ambito di protezione del trovato stesso. ti, without departing from the scope of protection of the invention itself.
Claims (4)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 0001 | Granted |