ITMI961313A1

ITMI961313A1 - PROCESS AND PLANT FOR THE PRODUCTION OF A METALLIC WIRE

Info

Publication number: ITMI961313A1
Application number: IT96MI001313A
Authority: IT
Inventors: Attilio Rossi
Original assignee: Redaelli Tecna Spa
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 1997-12-27
Also published as: ITMI961313A0; IT1284079B1

Description

"Processo e impianto per la produzione di un filo metallico" "Process and plant for the production of a metal wire"

La presente invenzione si riferisce ad un processo e a impianti realizzanti tale processo per la produzione di fili metallici. The present invention relates to a process and plants carrying out this process for the production of metal wires.

Nella tecnica nota, per produrre un filo metallico il materiale di partenza proveniente dalla laminazione a caldo, detto vergella, viene trafilato a freddo (o, in alcuni casi particolari, laminato a caldo) fino a ridurlo al diametro voluto. In the known art, to produce a metal wire, the starting material coming from hot rolling, called wire rod, is cold drawn (or, in some particular cases, hot rolled) until it is reduced to the desired diameter.

La riduzione di diametro della vergella viene però necessariamente realizzata in un certo numero di passaggi di trafilatura o laminazione successivi, in modo da ridurre gradualmente il diametro fino al valore desiderato. Infatti, la possibilità di riduzione in un solo passaggio del diametro di un determinato filo è in funzione della duttilità e della curva di incrudimento del materiale che lo compone. However, the reduction in diameter of the rod is necessarily carried out in a certain number of successive drawing or rolling passages, so as to gradually reduce the diameter to the desired value. In fact, the possibility of reducing the diameter of a given wire in a single passage depends on the ductility and the hardening curve of the material that composes it.

Dopo una riduzione percentuale di sezione, caratteristica per ogni materiale, il filo trafilato non si allunga più e per permettere un'ulteriore riduzione di sezione occorre effettuare un adeguato trattamento termico che trasforma la struttura del materiale nella struttura originaria o, comunque, in una struttura che permette una ulteriore riduzione della sezione del filo. After a percentage reduction in section, characteristic for each material, the drawn wire no longer stretches and to allow a further reduction in section it is necessary to carry out an adequate heat treatment that transforms the structure of the material into the original structure or, in any case, into a structure. which allows a further reduction of the wire section.

Con successivi passaggi di trafilatura o laminazione e di trattamento termico si riesce a modificare il- diametro della vergella iniziale (la quale, per problemi tecnologici, non può essere prodotta con diametro inferiore a 5-5.5 mm) fino ad un valore che permette l'ultima fase di trafilatura a freddo o laminazione. La trafilatura o laminazione finale, oltre a ridurre il filo al diametro voluto, conferisce al materiale che lo compone le caratteristiche meccaniche richieste al filo che si sta producendo. In altre parole, la trafilatura significativa per le caratteristiche del filo è solo l'ultima, mentre tutte le precedenti trafilature e successive ricotture o patentamenti sono operazioni necessarie per la semplice riduzione di diametro del filo e non contribuiscono a conferire al filo alcuna particolare caratteristica fisica. Tale modo di procedere è, in tecnica nota, ritenuto il solo possibile, pure essendo costoso e lungo da portare a termine. Un ulteriore problema della tecnica nota è che le vergelle con medio o alto contenuto di carbonio presentano spesso un difetto occulto che è la segregazione di carbonio al centro, lungo l'asse del filo. Questo difetto è da attribuire ad un raffreddamento non corretto della vergella dopo la laminazione a caldo. Quando la vergella ha questo difetto spesso non si riesce ad ottenere il diametro finale desiderato, perché la segregazione riduce il carico di rottura del materiale provocando delle continue rotture durante la trafilatura finale. Anche nel caso si riesca a portare a termine la trafilatura finale, il filo ottenuto ha caratteristiche decisamente modificate rispetto a quelle desiderate. With successive passages of drawing or rolling and heat treatment it is possible to modify the diameter of the initial rod (which, due to technological problems, cannot be produced with a diameter of less than 5-5.5 mm) up to a value that allows the last phase of cold drawing or rolling. The final drawing or rolling, in addition to reducing the wire to the desired diameter, gives the material that composes it the mechanical characteristics required of the wire being produced. In other words, the drawing that is significant for the characteristics of the wire is only the last, while all the previous drawing and subsequent annealing or patenting are operations necessary for the simple reduction of the wire diameter and do not contribute to giving the wire any particular physical characteristics. . This way of proceeding is, in the known art, considered to be the only possible one, even though it is expensive and time-consuming to carry out. A further problem of the known art is that wire rods with medium or high carbon content often have an occult defect which is the carbon segregation in the center, along the wire axis. This defect is attributable to incorrect cooling of the wire rod after hot rolling. When the wire rod has this defect it is often not possible to obtain the desired final diameter, because the segregation reduces the breaking load of the material causing continuous breakages during the final drawing. Even if it is possible to complete the final drawing, the wire obtained has characteristics that are decidedly modified with respect to those desired.

Il difetto della segregazione spesso causa un notevole danno economico perché diventa palese solo nella fase finale di trafilatura, quando il filo, ormai di piccolo diametro, non si allunga ma si rompe con facilità perché indebolito dalla segregazione al centro. ^ The defect of segregation often causes considerable economic damage because it becomes evident only in the final drawing stage, when the wire, now of a small diameter, does not stretch but breaks easily because it is weakened by the segregation in the center. ^

Scopo generale della presente invenzione è ovviare agli inconvenienti sopra menzionati fornendo un procedimento per potere ottenere fili di piccolo diametro senza necessità di effettuare una pluralità di costose trafilature, laminazioni e ricotture, evitando nel contempo problemi dovuti a segregazione nelle vergelle di partenza. Sono anche proposti impianti realizzanti tale processo. The general purpose of the present invention is to obviate the aforementioned drawbacks by providing a process for obtaining small diameter wires without the need to carry out a plurality of expensive drawing, rolling and annealing, while avoiding problems due to segregation in the starting rods. Plants carrying out this process are also proposed.

In vista di tale scopo si è pensato di realizzare, secondo l'invenzione, un processo di produzione di filo metallico, comprendente le fasi di prendere una vergella di diametro maggiore del diametro di filo desiderato, dividere longitudinalmente la vergella in più parti filiformi, trafilare o laminare le parti per portarle al diametro voluto per il filo. In view of this purpose it was thought to carry out, according to the invention, a process for producing metal wire, comprising the steps of taking a wire rod with a diameter greater than the desired wire diameter, longitudinally dividing the wire rod into several thread-like parts, drawing or laminate the parts to bring them to the desired diameter for the wire.

Secondo l'invenzione è proposto anche un impianto per la produzione di filo metallico, comprendente una sezione di alimentazione di una vergella di diametro maggiore del filo desiderato, mezzi di taglio della vergella in senso longitudinale per realizzare più parti filiformi, mezzi di trafilatura o laminazione delle parti filiformi per portarle al diametro voluto per il filo. According to the invention, a plant for the production of metal wire is also proposed, comprising a feeding section of a wire rod having a larger diameter than the desired wire, means for cutting the wire rod in the longitudinal direction to make more thread-like parts, drawing or rolling means. of the thread-like parts to bring them to the desired diameter for the thread.

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, possibili realizzazioni esemplificative applicanti tali principi. Nei disegni: In order to clarify the explanation of the innovative principles of the present invention and its advantages with respect to the known art, possible exemplary embodiments applying these principles will be described below, with the help of the attached drawings. In the drawings:

-figura 1 rappresenta una vista schematica di un impianto secondo l'invenzione; figure 1 represents a schematic view of a plant according to the invention;

-figura 2 rappresenta una vista schematica di un particolare dell'impianto di figura 1; figure 2 represents a schematic view of a detail of the plant of figure 1;

-figura 3 rappresenta una vista schematica di sezione del filo lungo l'impianto; figure 3 represents a schematic cross-sectional view of the wire along the implant;

-figura 4 rappresenta una soluzione alternativa per un particolare dell'impianto di figura 1. figure 4 represents an alternative solution for a detail of the plant of figure 1.

Con riferimento alle figure, un impianto 10 per la produzione di filo metallico, realizzato secondo l'invenzione, comprende una sezione 11 di alimentazione di una vergella 12 di diametro maggiore del filo desiderato. La vergella è avviata a mezzi 13 che tagliano la vergella in senso longitudinale per realizzare più parti filiformi 14. Ciascuna parte 14 è poi alimentata a a mezzi di trafilatura o laminazione 15 i quali trafilano o laminano le parti filiformi per portarle al diametro voluto per i fili 16 prodotti. With reference to the figures, a plant 10 for the production of metal wire, made according to the invention, comprises a section 11 for feeding a wire rod 12 with a larger diameter than the desired wire. The wire rod is sent to means 13 which cut the wire rod in the longitudinal direction to make more thread-like parts 14. Each part 14 is then fed to drawing or rolling means 15 which draw or roll the thread-like parts to bring them to the desired diameter for the threads. 16 products.

Vantaggiosamente, i mezzi di taglio tagliano la vergella per ottenere parti filiformi 14 con sezione tale da potere essere portate al diametro di filo desiderato con un solo passaggio di laminazione o trafilatura. Sono cosi evitate le fasi di laminazione o trafilatura e trattamento termico a cui in tecnica nota è sottoposta la vergella per ridurne gradatamente il diametro. Advantageously, the cutting means cut the wire rod to obtain thread-like parts 14 with a section that can be brought to the desired wire diameter with a single rolling or drawing passage. In this way, the rolling or drawing and heat treatment steps to which the wire rod is subjected in the known technique to gradually reduce its diameter are avoided.

Come mostrato in figura 2, prima dei mezzi di taglio 13 possono essere presenti mezzi 17 di appiattimento della vergella in un piano parallelo al piano di taglio dei mezzi di taglio 13, cosi da offrire ai mezzi di taglio una superficie più vantaggiosa per il taglio. I mezzi di appiattimento possono comprendere rulli formatori, oppure essere realizzati con passi di trafilatura. Poiché l'operazione di taglio modifica la forma circolare della vergella, all'uscita dei mezzi di taglio 13 le parti 14 tagliate possono essere avviate a mezzi di formatura o laminazione 18 per modificare la sezione delle parti tagliate e riportarle ad una sezione genericamente circolare, vantaggiosa per la successiva operazione di trafilatura. As shown in Figure 2, before the cutting means 13 there may be means 17 for flattening the wire rod in a plane parallel to the cutting plane of the cutting means 13, so as to offer the cutting means a more advantageous surface for cutting. The flattening means can comprise forming rolls, or be made with drawing steps. Since the cutting operation modifies the circular shape of the wire rod, at the outlet of the cutting means 13 the cut parts 14 can be sent to forming or rolling means 18 to modify the section of the cut parts and bring them back to a generally circular section, advantageous for the subsequent drawing operation.

Nel riportare il prodotto ad una sezione circolare è anche possibile rivestire il prodotto con una pellicola si lubrificante protettivo. When returning the product to a circular section it is also possible to coat the product with a protective lubricating film.

Se i mezzi di taglio sono di tipo operante a caldo, a valle di essi possono essere presenti mezzi 19 di raffreddamento controllato delle parti tagliate. Specialmente nel caso di materiali con medio ed alto tenore di carbonio il raffreddamento controllato pud essere utile per ottenere filo di alta qualità (comunemente chiamato "stelmore") con particolari caratteristiche. If the cutting means are of the hot type, downstream of them there may be means 19 for controlled cooling of the cut parts. Especially in the case of materials with medium and high carbon content, controlled cooling can be useful to obtain high quality wire (commonly called "stelmore") with particular characteristics.

E' quindi possibile ottenere non solo la rapida riduzione di diametro della vergella ma anche migliorare la qualità del prodotto finito. It is therefore possible not only to obtain a rapid reduction in the diameter of the rod but also to improve the quality of the finished product.

Il miglioramento del prodotto finito è data non solo dalla possibilità di trattamento termico, ma anche grazia alla eliminazione di quaJLsiasi eventuale segregazione di carbonio al centro. Infatti, introducendo la separazione longitudinale della vergella, la segregazione nella parte centrale della vergella viene sicuramente e automaticamente eliminata. The improvement of the finished product is given not only by the possibility of heat treatment, but also thanks to the elimination of any possible segregation of carbon in the center. In fact, by introducing the longitudinal separation of the rod, the segregation in the central part of the rod is surely and automatically eliminated.

I mezzi di taglio possono essere realizzati in molteplici modi di tecnica nota. Ad esempio, possono essere impiegati, come schematicamente mostrato in figura 3, rulli tranciatori 20 fra i quali è fatta passare la vergella. The cutting means can be made in many ways of the known art. For example, as schematically shown in Figure 3, shearing rollers 20 can be used between which the wire rod is passed.

E' ha questo punto ovvio come si siano raggiunti gli scopi prefissati. Il processo di produzione di filo metallico, secondo l'invenzione comprendente le fasi di prendere una vergella di diametro maggiore del diametro di filo desiderato, dividere longitudinalmente la vergella in più parti filiformi e trafilare o laminare le parti per portarle al diametro voluto per il filo. Sono così evitate le lunghe e costose fasi di trafilatura successive. Inoltre, sono eliminate le trafilatrici di grosse e medie dimensioni normalmente utilizzate per realizzare le trafilature intermedie e sono eliminate le linee di ricottura e patentamento. It is obvious that the intended purposes have been achieved. The metal wire production process, according to the invention comprising the steps of taking a wire rod with a diameter greater than the desired wire diameter, longitudinally dividing the wire rod into several filiform parts and drawing or laminating the parts to bring them to the desired diameter for the wire . The long and costly subsequent drawing stages are thus avoided. Furthermore, the large and medium-sized drawing machines normally used to carry out the intermediate drawing are eliminated and the annealing and patenting lines are eliminated.

In figura 3, sono mostrate fasi successive di modifica della sezione del materiale, dalla vergella al filo finito. In figura 3a è mostrata la iniziale sezione circolare di una vergella. In figura 3b è mostrata la sezione schiacciata dopo la fase di appiattimento nel piano parallelo al piano delle successive operazioni di taglio. In figura 3c è mostrata la fase di taglio della vergella (ad esempio con rulli tranciatori). In figura 3d è mostrata la fase di modifica della sezione delle parti dopo la divisione, per portarla ad una forma genericamente circolare. Come sopra menzionato, il processo, nel caso la divisione longitudinale della vergella sia realizzata a caldo, può comprendere ciclo controllato di raffreddamento per fornire al materiale volute caratteristiche. Naturalmente, la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi della presente invenzione S riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perciò eesere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato. In figure 3, successive phases of modification of the section of the material are shown, from the wire rod to the finished wire. Figure 3a shows the initial circular section of a wire rod. Figure 3b shows the flattened section after the flattening step in the plane parallel to the plane of the subsequent cutting operations. Figure 3c shows the wire rod cutting step (for example with shear rollers). Figure 3d shows the phase of modification of the section of the parts after the division, to bring it to a generally circular shape. As mentioned above, the process, in the event that the longitudinal division of the rod is carried out while hot, can comprise a controlled cooling cycle to provide the material with desired characteristics. Naturally, the above description of an embodiment applying the innovative principles of the present invention is given by way of example of these innovative principles and must therefore not be taken as a limitation of the patent scope claimed herein.

Ad esempio, la separazione della vergella in più parti può avvenire anche direttamente sul treno di laminazione della ferriera durante la faee di laminazione a caldo, modellando opportunamente il rullo di laminazione con una forma tale da separare in più parti la vergella. Può anche essere pensato di fare produrre direttamente al treno di laminazione della ferriera vergelle opportunamente deformate per predisporle al successivo taglio longitudinale. For example, the separation of the wire rod into several parts can also take place directly on the rolling train of the ironworks during the hot rolling phase, suitably shaping the rolling roll with a shape such as to separate the wire rod into several parts. It can also be thought of having suitably deformed wire rods directly produced by the rolling mill of the ironworks in order to prepare them for the subsequent longitudinal cut.

Il taglio longitudinale della vergella può essere realizzato con qualsiaei sistema di tecnica nota (meccanico, elettrico, chimico, idraulico, ecc) e il numero di parti in cui viene suddivisa la vergella dipenderà dal diametro iniziale di questa e dal diametro che si vuole ottenere prima delle fasi di trafilatura per ottenere il filo finale. Ad esempio, in figura 4 è mostrato un sistema alternativo comprendente un utensile 21 opportunamente sagomato e disposto assiale alla vergella per suddividerla in quattro parti uguali. The longitudinal cut of the wire rod can be carried out with any system of known technique (mechanical, electrical, chemical, hydraulic, etc.) and the number of parts into which the wire rod is divided will depend on its initial diameter and on the diameter to be obtained first. of the drawing stages to obtain the final thread. For example, figure 4 shows an alternative system comprising a tool 21 suitably shaped and arranged axial to the rod to divide it into four equal parts.

Nel caso sia desiderato, dopo il taglio della vergella la riduzione al diametro finale pud essere operata con più di una fase di trafilatura o laminazione. If desired, after cutting the wire rod the reduction to the final diameter can be carried out with more than one drawing or rolling step.

I vari mezzi di taglio, formatura, raffreddamente, ecc. qui menzionati sono di per sè facilmente immaginabili dal tecnico esperto nell'arte e per tale motivo, non sono mostrati o descritti nei dettagli. The various means of cutting, forming, cooling, etc. Mentioned herein are per se easily imaginable by those skilled in the art and for this reason, they are not shown or described in detail.

Claims

CLAIMS 1. Metal wire production process, comprising the steps of taking a wire rod with a diameter greater than the desired wire diameter, longitudinally dividing the wire rod into several filiform parts, drawing or laminating the parts to bring them to the desired diameter for the wire.

2. Process as in claim 1, comprising the further step of modifying the section of the parts after the division, to bring it to a generically circular shape.

3. Process as in claim 1, in which the longitudinal division of the rod is carried out while hot, the parts produced being cooled according to a controlled cycle to provide the material with desired characteristics.

4. Process as in claim 1, in which, before the longitudinal division of the rod, a step of flattening the section of the rod is carried out in a plane parallel to the plane of the subsequent cutting operations.

5. Plant for the production of metal wire, comprising a section (11) for feeding a wire rod (12) of greater diameter than the desired wire, means (13) for cutting the wire rod in the longitudinal direction to make several thread-like parts, means ( 15) of drawing or rolling of the thread-like parts to bring them to the desired diameter for the thread.

6. Plant according to claim 5, characterized in that downstream of the cutting means (13) there are forming means (1S) for modifying the section of the cut parts into a generally circular section.

7. Plant according to claim 5, characterized in that the cutting means (13) operate hot and downstream of them there are means (19) for controlled cooling of the cut parts.

8. Plant according to claim 5, characterized in that before the cutting means (13) there are means (17) for flattening the wire rod in a plane parallel to the cutting plane of the cutting means.

9. Plant according to claim 5, characterized in that the cutting means are made with shearing rollers (20) between which the wire rod is made to pass.

10. Plant according to claim 8, characterized in that the flattening means comprise forming rolls 17).

11. Plant according to claim 9, characterized in that the flattening means comprise drawing steps (17).