ITMI992734A1 - Conchiglia per colata continua - Google Patents

Description

Descrizione del trovato

L'invenzione riguarda una conchiglia per colata continua con pareti laterali formate da piastre, laddove almeno una parete laterale per impostare un determinato formato della sezione trasversale è regolabile mediante un dispositivo di impostazione presentante un cilindro di regolazione idraulico.

Per regolare una parete laterale di una conchiglia per colata continua, specialmente per regolare pareti laterali minori, inserite fra pareti laterali maggiori di una conchiglia per colata continua per la colata di una barra con sezione trasversale di bramma, è noto il fatto di prevedere dispositivi di azionamento meccanici. In tal caso di regola un motore, tramite una trasmissione aziona un albero cardanico ed una trasmissione a vite, alla quale è articolata la parete laterale da regolare. In tal caso è svantaggioso l'alto dispendio in componenti, la suscettibilità all'usura nel gravoso funzionamento di colata, nonché l'ingombro dispendioso in una zona in cui vanno montate molte altre parti dell'impianto, come il dispositivo di azionamento ad oscillazione, l'unità di raffreddamento idrauliche, unità di misurazione e di sorveglianza eccetera.

Per la regolazione di lati minori è noto in, modo estremamente diffuso, l'impiego di cosiddetti cilindri a passi, ovvero "cilindri stepping". Al riguardo si tratta di apparecchi di impostazione assai costosi, nei quali, mediante una rotazione di un motore a passi, un pistone di comando viene mosso in direzione longitudinale. In tal modo si provoca un movimento di un pistone cilindrico, che tende a riportare il pistone di comando di nuovo nella sua posizione di partenza. Il vantaggio di tali cilindri stepping è che è necessario applicare soltanto grandezze di impostazione elettriche molto piccole, per poter produrre grandi forze tramite un meccanismo di impostazione. Inoltre è possibile impostare assai esattamente corse di regolazione. Tuttavia sono svantaggiosi gli elevatissimi costi di investimento e di manutenzione nonché l'elevata percentuale di meccanica di precisione, che nel funzionamento gravoso di colata risulta corrispondentemente suscettibile di inconvenienti.

L'invenzione si pone lo scopo di evitare questi inconvenienti e difficoltà, e si pone il compito di realizzare una conchiglia per colata continua del genere descritto all'inizio, in cui è possibile un'impostazione precisa della parete laterale dal regolare sul formato desiderato della sezione trasversale della barra, laddove come mezzi di impostazione si impiegano componenti semplicissimi, poco costosi e richiedenti soltanto poco spazio. Inoltre si intende ottenere un'elevata sicurezza di esercizio con minore suscettibilità ad inconvenienti dovuta a un'usura.

Secondo l'invenzione questo problema viene risolto in quanto per sollecitare il cilindro di regolazione idraulico, eseguito come cilindro standard, è prevista almeno una valvola a più vie, che è commutabile, tramite un regolatore a tre punti, oppure un regolatore a più alto numero di stadi, oppure un regolatore con un'uscita della durata degli impulsi, al quale, tramite un accoppiamento, è possibile fornire il valore effettivo rilevato dal dispositivo misuratore di corsa.

Il vantaggio della conchiglia per colata continua secondo l'invenzione sta nella semplice struttura meccanica del dispositivo di impostazione, infatti, secondo l'invenzione, è possibile impiegare un cilindro standard, ossia un cilindro a doppio effetto con azione dinamica in entrambe le direzioni. Un tale cilindro impone anche requisiti sostanzialmente minori alla purezza dell'olio e, ciononostante, consente un'impostazione precisa della parete laterale da regolare. Poiché nel caso di un cilindro standard non si tratta di un componente della meccanica di precisione, si ottiene una robustezza adeguata per l'esercizio di colata. Il fatto di prevedere una valvola a più vie consente una tecnica di regolazione sostanzialmente più semplice rispetto allo stato della tecnica, per cui si ottengono costi sostanzialmente minori ed aggiuntivamente una minore sensibilità nei confronti di irregolarità.

Con un regolatore con uscita della durata degli impulsi anche con valvola a più vie è possibile ottenere una regolazione quasi continua, come quella ottenuta tipicamente con servovalvole o valvole proporzionali. Al posto di un'apertura valvolare variabile per queste valvole operanti in maniera continua per la valvola di commutazione si pone una successione di aperture valvolari a guisa di impulsi. Di conseguenza è possibile effettuare posizionamenti con un'elevata precisione.

Poiché per la regolazione di un elemento di sostegno della barra sono necessarie soltanto piccole correnti di volume, e tuttavia il sistema complessivo opera con alte pressioni (ad esempio 160 bar), è opportuno montare una strozzatura, rispettivamente un diaframma, in almeno una conduttura idraulica del cilindro di regolazione idraulico, che da una stazione di alimentazione del fluido in pressione porta alla valvola a più vie, rispettivamente da questa porta al cilindro di regolazione idraulico.

Una forma di realizzazione preferita è caratterizzata dal fatto che in almeno una conduttura di lavoro idraulica, che da una stazione di alimentazione del fluido in pressione porta alla valvola a più vie, rispettivamente da questa porta al cilindro di regolazione idraulico, è montata una valvola regolatrice di corrente con raddrizzamento.

Mediante una valvola regolatrice di corrente si imposta una velocità di regolazione quasi indipendente dalla sollecitazione e dalle pressioni idrauliche corrispondenti a questa. Una conformazione del regolatore a tre oppure a cinque punti, che è adattata a questa velocità di regolazione ed al tempo di intervento e di caduta della rispettiva valvola a più vie, consente un raggiungimento assai preciso e diretto della desiderata posizione prescritta per tutti i casi di sollecitazione.

Un'ulteriore forma di realizzazione preferita è caratterizzata dal fatto che nella conduttura di lavoro idraulica, che porta al e/oppure proviene dal cilindro di regolazione idraulico, è prevista una strozzatura, rispettivamente diaframma, disposta/o direttamente a monte, rispettivamente a valle, del cilindro di regolazione idraulico. In tal modo si ottiene l'effetto di strozzatura principale (rispettivamente effetto a diaframma principale) fra il cilindro di regolazione idraulico e le valvole di ritenuta anteposte a questo. Con ciò è possibile tenere brevi tempi di commutazione delle valvole di ritenuta ed evitarne vibrazioni. Se sono previste queste strozzature, rispettivamente diaframmi, disposti aggiuntivamente a strozzature, rispettivamente diaframmi, fra la sorgente di pressione e la valvola a più vie, allora è possibile ottenere una grande possibilità di variazione relativamente alla velocità di regolazione dei cilindri di regolazione idraulici, laddove fondamentalmente è anche riscontrabile che quanto più strozzature, rispettivamente diaframmi, sono previsti, questi possono essere dimensionati tanto più grandi e pertanto risultano più insensibili nei confronti di un insudiciamento.

Per l'ottenimento di velocità di regolazione del pistone, differenti in funzione della corsa di regolazione del cilindro di regolazione idraulico, e quindi un'elevata precisione, è prevista di preferenza un'aggiuntiva valvola a più vie in parallelo a una strozzatura, rispettivamente diaframma, rispettivamente in parallelo alla valvola regolatrice di corrente con raddrizzamento, laddove opportunamente come regolatore è previsto un regolatore a cinque punti o regolatore a più alto numero di stadi.

Conformemente ad un'ulteriore forma di realizzazione dell'invenzione, questa è caratterizzata dal fatto che per sollecitare il cilindro di regolazione idraulico è prevista una valvola continua elettroidraulica.

L'invenzione è illustrata più dettagliatamente in seguito in base al disegno, laddove la figura 1 mostra un dispositivo di impostazione secondo l'invenzione in rappresentazione schematica. Le figure 2 fino a 4 illustrano la modalità di lavoro di ulteriori forme di realizzazione, come ad esempio di un regolatore a tre punti e di un regolatore a cinque punti in dipendenza dello scostamento di regolazione. La figura 5 illustra un circuito fondamentale con una valvola regolatrice di corrente, la figura 6 mostra il circuito fondamentale con la valvola di regolazione 4/3 con diaframmi. La figura 7 mostra una combinazione valvola-strozzatura per realizzare due velocità di regolazione per il pistone di un cilindro di regolazione idraulico.

In una conchiglia per colata continua la cavità passante 1 dello stampo viene formata da due pareti laterali maggiori 2, disposte parallelamente, e da pareti laterali minori 3 disposte fra queste. Le pareti laterali minori 3 sono scorrevoli fra le pareti laterali maggiori 1 in direzione dell'asse di mezzeria 4 della cavità della conchiglia, rispettivamente in direzione opposta (vedere freccia doppia 5), cosicché è possibile impostare differenti formati della sezione trasversale della barra per colare barre con differenti larghezze 6. Per regolare le pareti laterali minori 3, rispettivamente un cilindro di regolazione idraulico 7 è articolato nella zona terminale superiore 8 ed uno nella zona terminale inferiore delle pareti laterali minori 3, laddove la figura 1 illustra unicamente l'articolazione nella zona terminale superiore 8 di una delle pareti laterali minori 3.

Secondo l'invenzione per regolare le pareti laterali minori 3 servono cilindri di regolazione 7 eseguiti come cilindri standard. Questi, da un lato, con il loro cilindro 9 poggiano su un'incastellatura di sostegno 10, ad esempio su un telaio, che circonda le pareti laterali minori 3 e le pareti laterali maggiori 2 e può essere eseguito come tavolo di corsa. Le aste di pistone 11 dei pistoni 12, scorrevoli nei cilindri 9, con le loro estremità libere 13 sono articolate a mensole 14 delle pareti laterali minori 3. Ogni cilindro di regolazione idraulico 7 è eseguito come cilindro a doppio effetto, in cui è possibile ottenere un'azione dinamica in entrambe le direzioni. La sollecitazione di ogni cilindro 9 avviene tramite una valvola continua 15 comandata da una unità di comando valvolare 16.

Ogni cilindro di regolazione idraulico 7 è dotato di un sistema misuratore di corsa 17, laddove è previsto un rilevatore di corsa 18 per rilevare la posizione effettiva del pistone 12 e quindi della parete laterale minore 3. Questo rilevatore di corsa 18 fornisce un segnale di un regolatore 19 tramite un comparatore 20, al quale si può fornire una preassegnazione di valore prescritto per la posizione del pistone 12 del cilindro di regolazione idraulico.

Il funzionamento è il seguente:

la posizione del pistone dal rilevatore di corsa 18 viene rilevata e trasmessa al regolatore 19. La regolazione determina la differenza di regolazione dalla differenza fra l'effettiva posizione del pistone (posizione di pistone effettiva) e posizione del pistone preassegnata (posizione di pistone prescritta) . Questa differenza viene amplificata, viene dotata di un determinato comportamento di trasmissione (ad esempio comportamento P, I, D) e resa disponibile come grandezza di impostazione dell'unità di comando valvolare 16.

L'unità di comando valvolare 16 comanda la valvola continua 15 corrispondentemente alla grandezza di impostazione. In tal modo le connessioni A, B, P e T vengono collegati fra di loro in modo tale che il cilindro di regolazione idraulico 7 a doppio effetto si porta nella posizione prescritta.

Conformemente alla figura 2, il pistone 12 del cilindro di regolazione idraulico 7, attraversato assialmente da un tirante 21, è supportato sull'incastellatura di sostegno 10 e il cilindro 9 del cilindro di regolazione idraulico 7 si sposta con la sollecitazione del cilindro di regolazione idraulico 7. In tal modo si muove il tirante 21, che è inchiavettato tramite un elemento portante supplementare 22, sul quale è fissato il cilindro 9 del cilindro di regolazione idraulico 7, ed è possibile spostare la parete laterale minore 3 rispetto all'incastellatura di sostegno 10. Il tirante 21 attraversa assialmente il pistone 12 del cilindro di regolazione idraulico 7 per assicurare una trasmissione di forze uniforme e radialmente simmetrica. Fra l'elemento portante supplementare 22 e l'incastellatura di sostegno 10 in disposizione parallela rispetto al cilindro di regolazione idraulico 7 è previsto un cilindro di bilanciamento 23 sollecitato sempre in modo che l'estremità anteriore del pistone 12 del cilindro di regolazione idraulico 7 poggia sull'incastellatura di sostegno 10, ossia è pressata contro questa. Il cilindro del cilindro di bilanciamento 23 è accoppiato con l'elemento portante supplementare 22 e il pistone è accoppiato con l'incastellatura di sostegno 10. Questo cilindro di bilanciamento 23 potrebbe essere disposto anche in posizione ruotata di 180° fra l'elemento portante supplementare 22 e l'incastellatura di sostegno 10. Il cilindro di bilanciamento 23 consente un posizionamento senza giuoco dell'elemento portante supplementare 22 rispetto all'incastellatura di sostegno 10 e serve ad esempio aggiuntivamente dal rilevatore di corsa 17 per rilevare la posizione effettiva della parete laterale minore 3. In tal modo schiacciamenti od insudiciamenti del punto di azione delle forze del cilindro di regolazione idraulico 7 sull'incastellatura di sostegno 10 — ossia in corrispondenza del punto di appoggio del pistone 12 — non influenzano negativamente la posizione prescritta da impostare della parete laterale minore 3.

Come è rilevabile specialmente dalla figura 2, condutture di lavoro idrauliche 24, 25 rispettivamente tramite strozzature 26, rispettivamente diaframmi e valvole a più vie 27A, 27B e valvole di ritenuta 28A, 28B, comandate e inserite a valle di queste, sono collegabili con rispettivamente una camera 29, 30 del cilindro di regolazione idraulico 7. La rispettiva posizione del pistone 12 del cilindro di regolazione idraulico 7 — e quindi della parete laterale minore 3 — viene rilevata tramite il rilevatore di corsa 17, ossia il cilindro di bilanciamento 23 ed il suo segnale viene quindi inoltrato ad un comparatore 20 di un regolatore 31 a tre punti. Nel comparatore 20 è inseribile la preassegnazione del valore prescritto per la posizione del pistone 12 del cilindro di regolazione idraulico 7. Nel caso di uno scostamento del valore effettivo dal valore prescritto entra in funzione il regolatore 31 a tre punti, laddove con il segnale 1 commuta la valvola 27A e con il segnale -1 commuta la valvola 27B.

Le valvole di ritenuta 28A e 28B, che sono presenti nelle condutture di lavoro idrauliche 24, 25, portanti alle due camere 29, 30 del cilindro di regolazione idraulico 7, vengono sollecitate rispettivamente dalla conduttura di lavoro idraulica 24, 25, che sbocca nell'altra camera, tramite le condutture di comando 32 (disegnate soltanto nelle figure 5, 6 e 7).

Conformemente alla forma di realizzazione rappresentata nella figura 2, il cilindro di bilanciamento 23 è sollecitabile con pressione da una propria conduttura di lavoro idraulica 33. Inoltre è prevista anche una valvola limitatrice di pressione 34 limitante la forza del pistone 12 del cilindro di regolazione idraulico 7.

Nella figura 3 è illustrata più dettagliatamente la regolazione del regolatore 31 a tre punti; laddove sull'asse delle ordinate è riportato il comando delle valvole a più vie sull'asse delle ascisse lo scostamento di regolazione. Se il regolatore 31 a tre punti fornisce il segnale 1, allora viene commutato il magnete della valvola 27A a più vie, mentre è diseccitato il magnete della valvola 27B a più vie. Se il segnale del regolatore 31 a tre punti è O, allora sono diseccitati entrambi i magneti delle valvole a più vie 27A e 27B; per il segnale -1 è diseccitato il magnete della valvola a più vie 27A e si commuta il magnete della valvola 27B a più vie.

La figura 5 mostra un circuito leggermente modificato con una valvola 27C a 4/3 vie, che è dotata di una valvola regolatrice di corrente 35 con raddrizzamento. La figura 6 mostra un circuito similare, pure con una valvola 27C a 4/3 vie, tuttavia senza valvola regolatrice di corrente. Conformemente a questa forma di realizzazione, fra le valvole di ritenuta 28A, 28B ed il cilindro di regolazione idraulico 7 sono disposte strozzature 26, rispettivamente diaframmi, aggiuntivamente alle strozzature 26, rispettivamente diaframmi, previsti a monte della valvola 27C a 4/3 vie, nelle condutture di lavoro idrauliche 24, 25. In tal modo è possibile ottenere una grande possibilità di variazione relativamente alla velocità dei cilindri di regolazione idraulici 7. Le strozzature, rispettivamente diaframmi, possono essere dimensionati tanto più grandi quanto maggiore è il numero previsto di essi, il che ha il vantaggio che le strozzature 26, rispettivamente i diaframmi, sono sostanzialmente più insensibili nei confronti di un insudiciamento.

Se nella forma di realizzazione rappresentata in figura 6 si eliminano le strozzature 26, rispettivamente diaframmi previsti a monte della valvola 27C a 4/3 vie, oppure se si dimensionano questi più grandi delle strozzature 26, rispettivamente diaframmi, disposti direttamente a monte del cilindro di regolazione idraulico 7, è possibile ottenere l'effetto di stozzatura principale (rispettivamente effetto a diaframma principale) fra le valvole di ritenuta 28A e 28B ed il cilindro di regolazione idraulico 7, per cui è possibile tenere particolarmente brevi i tempi di commutazione delle valvole di ritenuta 28A e 28B. Con questo accorgimento si evitano anche vibrazioni delle valvole di ritenuta 28A e 28B. Fondamentalmente si può realizzare la disposizione delle strozzature 26 rispettivamente diaframmi direttamente vicino al cilindro di regolazione idraulico 7 ossia fra le valvole di ritenuta 28A e 28B ed il cilindro di regolazione idraulico 7, anche in tutte le altre forme di realizzazione rappresentate nelle figure 1, 2, 5 e 7, cosicché anche in queste forme di realizzazione si impostano i vantaggi precedentemente descritti.

Nella figura 7 è illustrata una combinazione valvola-strozzatura per realizzare due velocità di regolazione per il cilindro di regolazione idraulico 7. Il pistone 12 del cilindro di regolazione idraulico 7 può essere mosso rapidamente oppure lentamente. In questo circuito, in cui la parte circondata con linea a tratto e punto è identica al circuito secondo la figura 2, nelle condutture di lavoro idrauliche 24, 25 aggiuntivamente a monte delle valvole 27A e 27B a più vie sono inserite anche strozzature 36 rispettivamente diaframmi, scavalcabili rispettivamente tramite un bipasso 37, 38. uno scavalcamento può essere ottenuto con l'ausilio di una valvola 39 a più vie, che è prevista nelle condutture di aggiramento 37, 38 e viene attivata o disattivata tramite un regolatore a cinque punti. La regolazione a cinque punti è realizzata mediante un regolatore 31 a tre punti, secondo la figura 2 con una modalità di azione secondo la figura 3 e mediante un commutatore 40 di funzionamento veloce/lento la cui modalità di azione è illustrata nella figura 4. Se il pistone 12 del cilindro di regolazione idraulico 7 si avvicina alla zona di commutazione del regolatore 31 a tre punti, tramite il commutatore 40 di funzionamento veloce/lento viene effettuata una commutazione su una minore velocità, e precisamente per mezzo di uno dei diaframmi inseribili 36, cosicché è possibile ottenere un più preciso posizionamento. Il commutatore 40 di funzionamento veloce/lento con il segnale 1 porta la valvola 39 a più vie nella posizione rappresentata in figura 4 per il funzionamento lento e, con il segnale O, porta la valvola 39 a più vie nella posizione di funzionamento veloce, in cui il fluido idraulico fluisce sulle condutture di aggiramento 37, 38.

Al posto del regolatore 31 a tre punti si può prevedere anche un regolatore con uscita della durata degli impulsi. Al posto della tecnica valvolare di commutazione rappresentata nelle figure 1 fino a 7 è possibile impiegare anche valvole continue, ad esempio valvole proporzionali/di regolazione, in cui la corrente di volume del fluido idraulico può essere variata proporzionalmente all'uscita di regolazione continua. In tal modo è possibile realizzare in modo semplice velocità di regolazione a piacere per le pareti laterali minori 3.

Claims (8)

1. Rivendicazioni 1. Conchiglia per colata continua con pareti laterali (2, 3) formate da piastre, laddove almeno una parete laterale (3) è regolabile per impostare un determinato formato della sezione trasversale della barra mediante un dispositivo di impostazione, presentate un cilindro di regolazione idraulico (7), caratterizzata dal fatto che, per sollecitare il cilindro di regolazione idraulico (7), eseguito come cilindro standard, è prevista almeno una valvola a più vie (15, 27A, 27B, 27C), che è commutabile, tramite un regolatore (31) a tre punti, oppure un regolatore (23, 40) a più alto numero di stadi, oppure tramite un regolatore con uscita della durata degli impulsi, al quale, tramite un accoppiamento, è possibile fornire il valore effettivo rilevato dal dispositivo misuratore di corsa (17).
2. 2. Conchiglia per colata continua secondo la rivendicazione l, caratterizzata dal fatto che in almeno una conduttura di lavoro idraulica (24, 25) del cilindro di regolazione idraulico (7), che da una stazione di alimentazione del fluido in pressione porta alla valvola a più vie (27A, 27B, 27C) rispettivamente da questa al cilindro di regolazione idraulico (7), è montata una strozzatura (26) rispettivamente un diaframma.
3. 3. Conchiglia per colata continua secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che in almeno una conduttura di lavoro idraulico (24, 25), che da una stazione di alimentazione del fluido in pressione porta alla valvola a più vie (27A, 27B, 27C) rispettivamente da questa al cilindro di regolazione idraulico (7), è montata una valvola regolatrice di corrente (35) con raddrizzamento (figura 5).
4. 4. Conchiglia per colata continua secondo una o più delle rivendicazioni 1 fino a 3, caratterizzata dal fatto che nella conduttura di lavoro idraulica (24, 25), portante al e/oppure dal cilindro di regolazione idraulico (7), è prevista una strozzatura (26), rispettivamente un diaframma, disposto direttamente a monte, rispettivamente a valle, del cilindro di regolazione idraulico (7) (figura 6).
5. 5. Conchiglia per colata continua secondo una o più delle rivendicazioni da 1 fino a 4, caratterizzata dal fatto che è prevista un'aggiuntiva valvola a più vie (39) inserite in parallelo ad una strozzatura (36) rispettivamente diaframma rispettivamente alla valvola regolatrice di corrente con raddrizzamento (figura 7).
6. 6. Conchiglia per colata continua secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che come regolatore è previsto un regolatore a cinque punti (31, 40), oppure un regolatore con un più alto numero di stadi (figura 7).
7. 7. Conchiglia per colata continua con pareti laterali (2, 3) formate da piastre, laddove almeno una parete laterale (3) è regolabile per impostare un determinato formato della sezione trasversale della barra mediante un dispositivo di impostazione presentante un cilindro di regolazione idraulico (7), caratterizzata dal fatto che per sollecitare il cilindro di regolazione idraulico (7), eseguito come cilindro standard, è prevista una valvola continua elettroidraulica .
8. 8. Conchiglia per colata continua con pareti laterali (2, 3) formate da piastre, laddove almeno una parete laterale (3), per impostare un determinato formato della sezione trasversale della barra, è regolabile mediante un dispositivo di impostazione presentante un cilindro di regolazione idraulico (7), caratterizzata dal fatto che come cilindro di regolazione idraulico (7) è previsto un cilindro standard a doppio effetto.