ITMI980434A1 - Procedimento per la realizzazione di tubi senza saldatura - Google Patents

Description

"Procedimento per la realizzazione di tubi senza saldatura"

L'invenzione concerne un procedimento per la realizzazione di tubi fabbricati a caldo da acciai non legati, legati e altamente legati, in particolare tubi per cuscinetti a rotolamento, in cui un acciaio pretrattato e degassato come pure disossidato nella colata continua nella necessaria composizione chimica viene colato con una sezione trasversale tonda qualsiasi, viene diviso su lunghezze di impiego e viene trasformato dopo riscaldamento alla temperatura di trasformazione in un impianto per la produzione di tubi.

Per la realizzazione di tubi fabbricati a caldo con materiale di partenza per la fabbricazione di anelli singoli per cuscinetti a rotolamento come materiale vengono impiegati acciai ipereutettoidi con un alto contenuto in carbonio, come essi sono noti per esempio sotto la denominazione DIN 100Cr6. Nella fabbricazione convenzionale di tubi di questo tipo viene colato innanzittutto un lingotto che viene laminato su un laminatoio di blooming ad un tondo per tubi. Questo tondo per tubi viene trasformato preferibilmente su un laminatoio Assel ad un tubo fabbricato a caldo. Il laminatoio Assel presenta normalmente posteriormente ad un forno a suola rotante un apparecchio perforatore conformato come laminatoio obliquo per la realizzazione di un corpo cavo che viene alimentato ad un laminatoio Assel con tre rulli obliqui calibrati disposti distribuiti uniformemente sul perimetro con un mandrino che serve come utensile interno. Dopo un riscaldamento intermedio in un laminatoio riduttore a più gabbie e un laminatoio obliquo finitore disposto a valle (rotary sizer) viene prodotto il tubo fabbricato a caldo. Svantaggioso in questo procedimento è che il tondo impiegato per tubi dev’essere vicino alle dimensioni del tubo fabbricato a caldo e quindi per coprire il programma di fornitura è necessaria una pluralità di materiale tondo per tubi, laminato o rispettivamente stampato.

Accanto a laminatoi Assel per la produzione di tubi per cuscinetti a rotolamento vengono utilizzati anche altri impianti per la produzione di tubi, come impianti a spina o laminatoi continui per tubi, però sempre con impiego di materiale di impiego preformato e ricotto a diffusione.

E' stato già anche proposto di produrre invece di un lingotto fuso (ingot), un lingotto continuo fuso (bloom) che viene laminato o stampato dopo la separazione. A monte del processo di laminazione o di stampaggio viene messa sempre una ricottura a diffusione per comporre o rispettivamente ridurre ampiamente segregazioni provenienti dal procedimento di colata e grosse separazioni di carburi.

Poiché i descritti procedimenti di fabbricazione per il materiale preliminare non per ultimo sono intensi nei costi per lunghezze di impiego senza deformazione preliminare, cioè allo stato fuso, alla temperatura di trasformazione e poi viene alimentato ad una punzonatrice, alla quale seguono eventualmente un elongatore e un banco a spina. Dallo stato della tecnica risulta che può essere impiegato anche un laminatoio a due rulli conici obliqui, disposto a valle del procedimento di laminazione continuo di tubi o a spina. Secondo la proposta della soluzione nota dovrà essere soltanto ancora provveduto che si formi uno stato tensionale nel pezzo, in cui viene resa minima una parte degli sforzi di trazione e poi non sia più dato il pericolo di una rottura del pezzo nel processo di punzonatura. In che cosa concretamente consistano gli accorgimenti per rendere minimi gli sforzi di trazione nell'impiego del laminatoio a rulli conici obliqui non è però riportato.

Questo sarebbe però particolarmente necessario nel caso presente, poiché il processo di laminazione a due rulli obliqui ivi previsto è caratterizzato proprio dalla sua alta parte degli sforzi di trazione nella zona dell'anima del lingotto, la quale può portare senza utensile interno o con utensile interno regolato sbagliato nella laminazione obliqua di un lingotto massiccio alla rottura dell'anima del lingotto. Questo stato tensionale nella laminazione obliqua a due rulli come pure dell'effetto "Friemel" perciò provocato, il quale porta all'allentamento della zona d'anima e nel caso della laminazione a due rulli obliqui dalla colata continua di acciaio 100Cr 6 non deformato a difetti superficiali interni del lingotto cavo laminato, è sufficientemente descritto nella letteratura tecnica ed è noto all'esperto.

Lo scopo della presente invenzione è quello di offrire, partendo dal procedimento noto per la realizzazione di un tubo fabbricato a caldo da acciaio ad alto tenore di carbonio, in particolare ipereutettoide con l'impiego di acciaio fuso continuo non deformato una soluzione, con la quale può essere resa minima o evitata la parte di sforzi di trazione nella zona d'anima del pezzo e cosi viene bloccato il pericolo di una rottura del pezzo cosicché con bassi costi di materiali su laminatoi Assel e altri laminatoi per la produzione di tubi possano essere fabbricati in modo semplice e con alta qualità tubi in acciaio legato e altamente legato, in particolare tubi in acciaio per cuscinetti a rotolamento.

Per raggiungere lo scopo viene proposto che il lingotto da colata continua viene predeformato su un laminatoio obliquo a tre rulli con riduzione massiccia e in diretta successione a ciò esso viene perforato su un laminatoio obliquo a tre rulli con spina assialmente fissata ad un lingotto cavo.

A differenza del processo di laminazione obliqua a due rulli, il cui stato tensionale può portare con parti di sforzi di trazione nel centro del lingotto alla rottura dell'anima del lingotto, nel caso del processo di laminazione obliqua a tre rulli nell'anima del lingotto sono presenti solo sforzi di compressione in modo che non possa essere distrutto il prodotto da laminare. L'anima della soluzione secondo l'invenzione consiste cosi nel fatto che la deformazione del materiale preliminare da colata continua, necessaria per la laminazione obliqua esente da difetti — in particolare 100 Cr6 -viene effettuata con riduzione massiccia su un laminatoio obliquo a tre rulli, sul quale anche nella fase successiva con punzonatura viene realizzato il lingotto cavo richiesto per la sbozzatura al laminatoio.

La zona d'anima allentata dell'acciaio fuso da colata continua per via dello stato tensionale favorevole del processo a tre rulli non viene rotta, ma piuttosto compressa con la riduzione del diametro; successivamente alla riduzione massiccia del diametro il lingotto viene perforato. La deformazione preliminare e la punzonatura del lingotto da colata continua attraverso una spina assialmente fissata della laminazione obliqua può avvenire secondo una caratteristica dell'invenzione con una corrispondente calibratura dei rulli in uno e lo stesso laminatoio obliquo a tre rulli, per cui l'impianto viene notevolmente semplificato e reso più economico.

La riduzione massiccia e la punzonatura secondo l’invenzione può avvenire in una sola fase e nella stessa direzione di laminazione o secondo un'altra caratteristica dell'invenzione in due fasi in modo reversibile e con inversione del senso di rotazione dei rulli o con posizione obliqua dei rulli.

In entrambi i procedimenti'per due fasi della trasformazione viene richiesto soltanto un unico gruppo, per cui si formano bassi costi di investimento. Cosi con la laminazione in una sola fase può essere ottenuto un maggior rendimento per tonnellata, mentre invece per la laminazione in due fasi è minore la sollecitazione del pezzo, in quanto con l'impiego di un rullo conico lo sviluppo del diametro del rullo può essere adattato al prodotto da laminare. Cosi viene resa minima la torcitura del prodotto da laminare. Nella prima fase, cioè con riduzione massiccia, il profilo dei rulli è convergente, nella seconda fase, cioè nella punzonatura, la quale è collegata normalmente con un leggero allargamento del prodotto da laminare, il profilo dei rulli è divergente.

E' anche pensabile che la riduzione massiccia e la punzonatura abbia luogo in due fasi rispettivamente su un laminatoio obliquo a tre rulli di due laminatoi direttamente disposti l'uno dopo l'altro. In questa maniera risultano maggiori costi di investimento e maggiori perdite di calore. Nel caso di questa soluzione sono però vantaggiosi i tempi ciclo ottenibili minori e non dev'essere trovato alcun compromesso fra calibrature di rulli, le quali permettano sia la punzonatura sia anche la riduzione massiccia. In questa maniera il procedimento è più flessibile relativamente alle dimensioni del lingotto cavo da realizzare.

Come particolarmente vantaggioso viene proposto che la riduzione massiccia del lingotto da colata continua comporti prima dell'operazione di punzonatura il 50% fino all'80% nella sezione trasversale di partenza.

Buoni risultati con la soluzione secondo l'invenzione vengono attesi nel caso in cui l'angolo dal lato di entrata fra una superficie di camicia del lingotto da colata continua e rispettivamente una linea di camicia dei rulli del laminatoio obliquo a tre rulli siano regolabili variabili fra 3° e 13°, preferibilmente fra 10° e 12°. Con questi angoli di entrata da un lato è assicurata la presa e il passaggio del pezzo da lavorare, dall'altro lato il rullo non diventa inutilmente lungo.

Un laminatoio obliquo a tre rulli per l'attuazione del procedimento secondo l'invenzione è preferibilmente un laminatoio obliquo a tre rulli conici, in cui lo sviluppo del diametro del rullo possa essere adattato al prodotto da laminare. Per la punzonatura secondo l'invenzione viene regolata una posizione divergente e per la deformazione preliminare una convergente dei rulli.

Con l'invenzione è possibile impiegare acciaio per cuscinetti a rotolamento come acciaio fuso da una colata continua diretta come materiale preliminare in un laminatoio Assel. Lo stesso vale per acciai altamente legati del tipo austenitico. Si lasciano evitare costi alti comportati finora nella deforinazione preliminare di lingotti in 100 Cr6 e lingotti in altri acciai legati e altamente legati a tondi per tubi su laminatoi blooming o su macchine da stampaggio. Si lascia anche ridurre la molteplicità delle diverse dimensioni dei lingotti, necessarie per la realizzazione di un campo di dimensioni finite, usuali per questi laminatoi, da 10 - 10 lingotti a 1 - 3 lingotti; il campo minimo di dimensioni dei lingotti, provenienti dall'impianto di colata continua, si lascia aumentare da 130 a 160-180 mm. I costi del materiale grezzo si lasciano in questa maniera ridurre, l'operazione di colata continua diventa più semplice e i costi di immagazzinaggio si lasciano ridurre anche per via degli utensili risparmiati. Un esempio di realizzazione dell'invenzione è rappresentato nel disegno e sarà qui di seguito descritto.

Nel disegno mostrano,

la Figura 1 la vista schematica della riduzione massiccia e della punzonatura in una sola fase, le Figure 2 e 3 la riduzione massiccia e la punzonatura reversibili in due fasi.

Nella Figura 1 è schematicamente disegnata una sezione trasverale attraverso due di tre rulli di un laminatoio obliquo a rulli conici, i rulli essendo indicati con 1. Il lingotto indicato con 2 viene introdotto in direzione della freccia 5 nel laminatoio e ridotto massicciamente fino alla spina 4 del - Successivamente il lingotto viene punzodiametro DB <a DB1 >

nato tramite una spina stazionaria, liberamente girevole. Nelle Figure 2 e 3 sono rappresentati due fasi del procedimento a due fasi secondo l'invenzione. Nella Figura 2 sono nuovamente rappresentati due rulli di tre rulli 1 di un laminatoio obliquo a rulli conici, in cui il lingotto 2 viene introdotto in direzione della freccia. Il lingotto viene ridotto massiccio dai rulli convergenti 1 da D a D . Nella Figura 3 é rappresentato che il lingotto ridotto massiccio secondo la Figura 2 viene invertito nella marcia e punzonato in direzione della freccia dei rulli divergenti, ora rotanti opposti in direzione di laminazione attraverso il mandrino stazionario, liberamente girevole 3 con la spina 4.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la realizzazione di tubi fabbricati a caldo in acciai non legati, legati e altamente legati, in particolare tubi per cuscinetti a rotolamento, in cui un acciaio pretrattato e degassato come pure disossidato, viene fuso nella colata continua nella composizione chimica necessaria con qualsiasi sezione trasversale circolare, viene separato alla lunghezze di impiego e viene trasformato dopo riscaldamento alla temperatura di trasformazione in un impianto per la produzione di tubi, caratterizzato dal fatto che il lingotto da colata continua viene preliminarmente deformato su un laminatoio obliquo a tre rulli con riduzione massiccia e punzonato nella successione diretta a questa su un laminatoio obliquo a tre rulli, con spina punzonatrice assialmente fissata, ad un lingotto cavo.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la deformazione preliminare e la punzonatura del lingotto da colata continua hanno luogo in uno e lo stesso laminatoio obliquo a tre rulli con una corrispondente calibratura dei rulli.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la riduzione massiccia e la punzonatura hanno luogo in una sola fase e nella stessa direzione di laminazione.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la riduzione massiccia e la punzonatura ha luogo con inversione di marcia in due fasi e con inversione della direzione di rotazione dei rulli o della posizione obliqua dei rulli.
5. 5. Procedimento secondo le rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che la riduzione massiccia e la punzonatura hanno luogo in due fasi rispettivamente uno di due laminatoi obliqui a tre rulli, disposti l'uno dopo l'altro.
6. 6. Procedimento secondo le rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che la riduzione massiccia del lingotto da colata continua comporta prima dell'operazione di punzonatura il 50% fino all'80% della sezione trasversale di partenza.
7. 7. Procedimento secondo le rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che gli angoli dal lato di entrata fra una linea di camicia del lingotto da colata continua e rispettivamente una linea di camicia dei rulli del laminatoio obliquo a tre rulli sono regolabili variabili fra 3° e 13°, preferibilmente fra 10° e 12°.
8. 8. Laminatoio obliquio a tre rulli per l'attuazione del procedimento per la realizzazione di tubi fabbricati a caldo in acciai legati e altamente legati, in particolare tubi per cuscinetti a rotolamento, in cui un acciaio pretrattato e degassato come pure disossidato viene colato nella colata continua nella necessaria composizione chimica con sezione trasversale circolare qualsiasi, viene separato sulla lunghezza di impiego e viene trasformato dopo riscaldamento alla temperatura di trasformazione in un impianto per la produzione di tubi, caratterizzato dal fatto che il laminatoio obliquo a tre rulli è conformato come laminatoio obliquo a rulli conici.
9. 9. Laminatoio obliquio a tre rulli secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che per la riduzione preliminare è regolabile una posizione convergente e una divergente dei rulli per la punzonatura.
10. 10. Laminatoio obliquio a 3 rulli secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che per la riduzione preliminare è regolabile una posizione divergente e una convergente dei rulli per la punzonatura. impianti intensi di capitale per la trasformazione e la pluralità di fasi operative e di trasporto significa il pericolo della produzione di ulteriori errori o di errori aumentanti, l'eliminazione dei quali aumenta i costi, sono stati cercati altri procedimenti. Dalla domanda di brevetto tedesca DE 195 20 833 Al dello stesso genere è stato reso un procedimento per la realizzazione di un tubo fabbricato a caldo da acciaio ad alto tenore di carbonio, in particolare ipereutettoide che è più economico rispetto al procedimento noto e per mezzo del quale sono ottenibili una maggiore utilizzazione del materiale come pure un tempo di lavorazione più breve. Il punto di nocciolo di questo procedimento noto è l'impiego di acciaio fuso non formato di sezione trasversale qualsiasi da una colata continua verticale o ad arco, in particolare dal gruppo dei materiali degli acciai per cuscinetti a rotolamento, su un impianto per la produzione di tubi con mancanza del processo di laminazione o di stampaggio finora usuale, disposto a monte, come pure rinunciando alla ricottura a diffusione necessaria secondo lo stato della tecnica. La mancanza di queste fasi operative risparmia notevoli costi e tempo; inoltre viene meglio utilizzato materiale, in quanto esso non deve essere diviso e spuntato. Il lingotto prodotto dalla colata continua nella soluzione anteriormente nota viene riscaldato dopo la suddivisione in