ITPD20090237A1 - Macchina a colata continua per la formatura di un nastro in lega di piombo di grande spessore - Google Patents

Description

MACCHINA A COLATA CONTINUA PER LA FORMATURA DI UN NASTRO

IN LEGA DI PIOMBO DI GRANDE SPESSORE.

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

La presente invenzione concerne una macchina a colata continua per la formatura di un nastro in lega di piombo di grande spessore.

La macchina di cui trattasi à ̈ destinata ad essere impiegata nei processi industriali di produzione degli accumulatori elettrici per la realizzazione di un nastro in lega di piombo di grande spessore, destinato ad essere poi impiegato in tradizionali processi di laminazione per successive fasi di stampaggio, di incisione o di espansione per la formazione delle singole griglie destinate ad essere impiegate con polarità positiva o negativa negli accumulatori.

Stato della tecnica

Nel settore industriale della produzione di accumulatori elettrici à ̈ particolarmente sentita l’esigenza di ottenere, con processi a basso costo, nastri continui in piombo di elevata qualità con cui poi realizzare mediante tradizionali processi di stampaggio o di formatura per incisione od espansione, le griglie positive e negative per gli accumulatori.

Queste ultime devono presentare una microstruttura cristallina quanto più possibile omogenea, vantaggiosamente di tipo globulare e a grano fine, atta ad espletare proprietà meccaniche ottimali ed una elevata resistenza alla corrosione.

Le suddette proprietà sono notoriamente ottenute in modo ottimale mediante laminazione di un nastro in piombo di grande spessore tipicamente di 8-18 mm fino ad uno spessore di circa 1 mm.

Durante la fase di laminazione hanno luogo nella lega in piombo del nastro processi volti a trasformare la struttura policristallina ed abbastanza disomogenea di partenza in strutture cristalline dotate delle suddette ottimali proprietà meccaniche e di resistenza alla corrosione, tra i quali processi si possono ad esempio annoverare processi di omogeneizzazione, di compattazione, di ricristallizzazione a grani più fine, di aumento della densità, di riduzione della dimensione dei grani e di aumento del numero dei grani.

La presente invenzione si riferisce pertanto esplicitamente al settore industriale della produzione di nastri di elevato spessore, intendendosi con tale termine uno spessore compreso nell’intervallo di 12-18 mm, destinati ad essere successivamente laminati per ottenere griglie con elevate prestazioni meccaniche e di resistenza alla corrosione.

È noto ad esempio dal brevetto US 4,498,519 l’impiego di una macchina cosiddetta “twin roll casting†per la produzione di un nastro continuo in piombo, la quale à ̈ provvista di un crogiuolo di contenimento di un bagno di piombo fuso, e di due rulli controrotanti che definiscono tra loro una fenditura in comunicazione con il fondo del crogiolo, attraverso la quale à ̈ destinato a passare il flusso di piombo fuso per la realizzazione del nastro continuo in piombo. Più in dettaglio, il piombo fuso solidifica a contatto con le pareti esterne dei due rulli, opportunamente mantenute a temperatura controllata, realizzando in uscita dai rulli, un nastro continuo dello spessore voluto.

Il principale inconveniente di questa macchina risiede nella sua estrema complessità costruttiva. Essa infatti necessita di un complesso sistema di tenute, realizzato con sponde riscaldate atte a contenere il crogiolo di piombo fuso. Inoltre, la temperatura dei rulli deve essere regolata in modo estremamente preciso per consentire al nastro di uscire dai rulli completamente solidificato senza tuttavia che un eccessivo raffreddamento determini l’occlusione della fenditura di passaggio tra i rulli od un eccessivo assorbimenti di potenza per farli ruotare.

È nota inoltre una macchina per la produzione in continuo di un nastro in piombo per la realizzazione di griglie per accumulatori elettrici, la quale comprende un tamburo rotante con ricavata anularmente una cavità per la formatura del nastro. La cavità à ̈ chiusa per un arco del tamburo da un nastro flessibile in acciaio che ruota su pulegge di rinvio facendo tenuta sopra a sponde laterali del tamburo. Tra il rullo ed il nastro, à ̈ predisposta una vasca di alimentazione volta ad introdurre un flusso di piombo continuo nella cavità anulare del tamburo. Il piombo fuso solidifica nel tratto di arco che compie entro la cavità tra il tamburo ed il nastro in acciaio così da fuoriuscire tangenzialmente in forma di nastro continuo.

Il principale inconveniente di questa macchina di tipo noto risiede nella limitata larghezza dei nastri in piombo che à ̈ in grado di produrre. Infatti, il nastro metallico di chiusura della cavità anulare del tamburo à ̈ soggetto a deformazioni in caso si aumenti eccessivamente la larghezza della cavità e quindi del nastro che si intende produrre, ad esempio tipicamente oltre ai 120 mm. D’altra parte irrigidire eccessivamente il nastro metallico comporta poi notevoli difficoltà per farlo ruotare sui rulli di rinvio.

È nota inoltre ad esempio dai brevetti US 5,462,109 ed US 5,948,566 una macchina a colata continua per la formatura di un nastro in lega di piombo, la quale comprende un tamburo rotante con ricavata anularmente una cavità per la formatura del nastro. La cavità à ̈ chiusa per un arco del tamburo da un pattino disposto su un fianco del tamburo e provvisto al suo interno di una camera di contenimento di piombo allo stato fuso in comunicazione con la cavità anulare. Operativamente, il tamburo rotante preleva il piombo fuso dalla camera e lo raffredda per un arco di circonferenza pari a circa 90° per rilasciarlo tangenzialmente sostanzialmente dalla sommità del tamburo.

Preferibilmente, sono previsti rulli di raffreddamento per assicurare che i bordi del nastro in piombo siano completamente solidificati prima dell’estrazione del nastro. I rulli di raffreddamento comprimono allo scopo il nastro in corrispondenza dei bordi contro la parete periferica del tamburo. Quest’ultima à ̈ opportunamente trattata per facilitare la formazione di punti di nucleazione del piombo durante la sua solidificazione.

Le macchine descritte nei suddetti brevetti US 5,462,109 ed US 5,948,566 sono destinate alla produzione di nastri di spessore molto modesto, tipicamente dell’ordine del millimetro, e non consentono la produzione di nastri di spessore superiore ai due millimetri e tantomeno di grande spessore. Esse infatti sono atte a trasportare solidalmente al rullo solo quel piccolo strato di piombo che si solidifica al contatto con la superficie del rullo quando quest’ultimo entra nel crogiolo di piombo fuso.

Conseguentemente queste macchine sono del tutto inidonee alla produzione di nastri destinati ad essere laminati con elevato rapporto di laminazione per la realizzazione di griglie in piombo con buona affinazione dei grani della lega ovvero con ottimali proprietà meccaniche e di resistenza alla corrosione.

Infine, un inconveniente comune a tutte le macchine a colata continua di tipo noto sopra descritte, risiede nel fatto che il piombo non solidifica con una microstruttura cristallina omogenea e a grano fine atta a garantire ottimali proprietà meccaniche e di resistenza alla corrosione. Solitamente si ritiene ottimale per il piombo una struttura cristallina di tipo globulare, sostanzialmente priva di formazioni dentritiche e con grani uniformemente distribuiti e delle dimensioni medie inferiori a 50 µm.

Ad esempio, per aumentare il numero di nuclei presenti nel bagno di piombo fuso, le macchine descritte nei brevetti US 5,462,109 ed US 5,948,566 prevedono di corrigare le superfici esterne di raffreddamento dei tamburi con polveri di vetro senza tuttavia che tale trattamento abbia consentito di ottenere risultati soddisfacenti.

Stante la velocità di produzione del nastro continuo si sono rivelate parimenti insoddisfacenti le tecniche di affinamento chimico, che prevedono di aggiungere alla lega di piombo particelle di altri elementi già solide, dette inoculanti o affinanti (quali per esempio rame, selenio e stagno), che fungono da nuclei attivi nel metallo liquido.

Sono altresì note nello stesso settore industriale della produzione di accumulatori elettrici, macchine in grado di formare direttamente un nastro continuo di griglie a partire da una colata continua di piombo fuso.

Una macchina di tipo noto di questo tipo à ̈ descritta ad esempio nel brevetto US 4,544,014 e prevede di colare in continuo una lega di piombo fuso su un tamburo rotate avente ricavata sulla superficie periferica esterna una pluralità di scanalature distribuite secondo il disegno della griglia dell’accumulatore che si desidera realizzare. Più in dettaglio, la lega di piombo fuso viene distribuita nelle scanalature del tamburo mediante una apertura ricavata su un pattino montato fisso sulla macchina e serrato a tenuta contro la superficie del tamburo parallelamente all’asse di rotazione di quest’ultimo.

Il tamburo à ̈ mantenuto a temperatura controllata per consentire la solidificazione dei filamenti di piombo entro le scanalature.

Il piombo fuso rimane intrappolato nelle scanalature chiuse superiormente dal pattino ed à ̈ quindi agevolmente trasportato dal tamburo nella sua rotazione.

Questa macchina non può essere modificata sostituendo le scanalature con una sede anulare allo scopo di formare un nastro continuo in piombo, stante che rimarrebbe del tutto irrisolto il problema di trasportare solidalmente al tamburo rotante il piombo disposto nella sede.

Presentazione dell’invenzione

In questa situazione, il problema alla base della presente invenzione à ̈ pertanto quello di ovviare agli inconvenienti manifestati dalle macchine di tipo noto mettendo a disposizione una macchina a colata continua per la formatura di un nastro in lega di piombo di grande spessore e conseguentemente adatto alla laminazione, la quale sia economica da realizzare e mantenga al contempo una elevata capacità produttiva.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una macchina che consenta di produrre nastri in lega di piombo di grande spessore controllando in modo semplice ed efficace la temperatura di solidificazione del piombo fino alla sua estrazione in forma di nastro continuo.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una macchina che consenta di trasportare in modo efficace la lega di piombo di grande spessore fuso sulla superficie esterna di un tamburo rotante destinato a determinarne il raffreddamento e la solidificazione.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una macchina che consenta di produrre nastri in lega di piombo con grani cristallizzati secondo formazioni uniformemente distribuite e di tipo globulare.

Un ulteriore scopo del presente trovato à ̈ quello realizzare una macchina costruttivamente semplice ed operativamente del tutto affidabile.

Questi scopi ed altri ancora, vengono tutti raggiunti dalla macchina a colata continua per la formatura di un nastro in lega di piombo di grande spessore oggetto della presente invenzione.

Grazie a questa macchina à ̈ possibile produrre in modo economico e con elevata capacità produttiva, un nastro continuo in lega di piombo dotato di elevate prestazioni meccaniche e chimiche.

La macchina secondo l’invenzione à ̈ inoltre al contempo costruttivamente semplice ed operativamente del tutto affidabile.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

la FIG. 1 mostra una vista laterale di un esempio di macchina a colata continua per la formatura di un nastro in lega di piombo di grande spessore, secondo la presente invenzione;

la FIG. 2 mostra la macchina di figura 1 in una vista in pianta;

la FIG. 3 mostra la macchina di figura 1 in una vista frontale;

la FIG. 4 mostra la macchina secondo l’invenzione in una vista laterale in sezione effettuata lungo la traccia IV-IV di Fig. 3;

la FIG. 5 mostra un particolare ingrandito della sezione di figura 4 relativa ad una vasca per la distribuzione della lega di piombo fuso su un tamburo rotante della macchina secondo l’invenzione;

la FIG. 6 mostra un particolare ingrandito relativo ad una sede anulare per il contenimento della lega di piombo fuso in una vista in sezione effettuata lungo la traccia VI-VI di Fig. 1.

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferita

Con riferimento agli uniti disegni à ̈ stata indicata nel suo complesso con 1 la macchina a colata continua per la formatura di un nastro in lega di piombo di grande spessore, oggetto della presente invenzione.

Il nastro in piombo prodotto da questa macchina à ̈ vantaggiosamente destinato ad essere impiegato in tradizionali processi per la formazione di griglie in piombo da impiegare con polarità positiva o negativa negli accumulatori.

Tali processi prevedono l’utilizzo di un nastro di grosso spessore, la sua laminazione fino allo spessore voluto, e quindi ad esempio il suo stampaggio ovvero in alternativa la sua incisione ed espansione, per la formazione delle singole griglie.

Nel seguito si farà riferimento, per semplicità di esposizione genericamente ad un nastro destinato ad essere impiegato in processi di laminazione per la formazione di griglie per accumulatori elettrici e quindi tipicamente di 8-18 mm di spessore e di 100-350 mm di larghezza, indicato genericamente in piombo, intendendosi tuttavia che il materiale che compone il nastro potrà essere ottenuto con qualunque lega di piombo atta ad essere impiegata per la produzione di griglie di accumulatori elettrici.

In particolare, con il termine “nastro di grande spessore†si dovrà intendere un nastro il cui spessore à ̈ compreso nell’intervallo di 8-18 mm.

Con particolare riferimento alle figure allegate, la macchina à ̈ dotata di una struttura di supporto 2 appoggiata al terreno, su cui à ̈ girevolmente montato un albero 3 portante concentricamente fissato un tamburo rotante 4.

La struttura di supporto 2 à ̈ provvista di una pluralità di aste 20, le quali si sviluppano radialmente verso l’asse dell’albero 3 per collegarsi ad una loro estremità, centralmente rispetto al tamburo rotante 4, a due corpi di supporto 2. Questi ultimi sono disposti ai due lati del tamburo rotante 4 e portano montati coassialmente i cuscinetti per supportare girevolmente l’albero 3 del tamburo rotante 4 attorno ad un asse di rotazione Y orizzontale.

L’albero 3 à ̈ azionato a ruotare attorno al suddetto asse di rotazione Y orizzontale, da mezzi di motorizzazione 5, ad esempio costituiti da un motore e motoriduttore direttamente collegato all’albero 3 del tamburo rotante 4.

Il motoriduttore à ̈ rigidamente fissato alla struttura di supporto della macchina 1 mediante una flangia 21 supportata da barre 22 che si sviluppano orizzontalmente a partire dalle aste radiali 20 citate in precedenza.

Il tamburo rotante 4 à ̈ provvisto di una superficie periferica esterna 7 con ricavata una sede anulare 8 di larghezza L e profondità H rispettivamente pari alla larghezza ed allo spessore del nastro in piombo che si desidera produrre.

La suddetta sede 8 rimane definita sulla superficie periferica esterna 7 del tamburo rotante 4 mediante una superficie di fondo 9 e due sponde laterali 90.

La macchina 1 comprende inoltre una vasca 10 di contenimento di un bagno di piombo fuso, la quale à ̈ accoppiata a tenuta sulla superficie periferica 7 del tamburo rotante 4 per introdurre, attraverso almeno una apertura, il piombo fuso nella sede anulare 8 colmandola in continuo durante la rotazione del tamburo rotante 4 medesimo.

La vasca 10 Ã ̈ collegata a mezzi di alimentazione per essere rifornita di piombo fuso, i quali sono ad esempio costituiti da un crogiolo di piombo in cui pesca una pompa che attraverso una conduttura di mandata 110 invia alla vasca 10 la portata di piombo fuso necessaria per colmare la sede anulare 8 durante la rotazione del tamburo rotante 4.

I mezzi di alimentazione sono rappresentati nelle allegate figure nel solo tubo di mandata 110 e non sono illustrati in dettaglio in quanto ben noti ad un tecnico del settore.

La vasca 10 à ̈ posta in una prima posizione angolare 200 attorno al tamburo rotante 4 vantaggiosamente situata poco oltre l’estremità superiore 201 dello stesso tamburo rotante 4 rispetto alla direzione di rotazione di quest’ultimo indicata con una freccia F nelle allegate figure.

Il livello di piombo fuso nella vasca 10 à ̈ mantenuto dai mezzi di alimentazione 110, preferibilmente ad una quota più alta rispetto alla quota a cui la sede anulare 8 entra nella stessa vasca 10.

Sono previsti mezzi di raffreddamento 23, attivi sul tamburo rotante 4 per mantenerlo ad una temperatura inferiore a quella di fusione della lega di piombo e preferibilmente ad una temperatura compresa nell’intervallo di 60°-90°. In questo modo, il tamburo rotante 4 raffredda il piombo che à ̈ colato in corrispondenza della prima posizione angolare 200 dalla vasca 10 entro la sede anulare 8, portandolo a solidificare prima di raggiungere una seconda posizione angolare 203 attorno al tamburo rotante 4, in corrispondenza della quale viene estratto dalla sede anulare 8 in forma di nastro continuo di piombo solidificato.

Tali mezzi di raffreddamento 23 possono ad esempio comprendere un circuito chiuso di raffreddamento in cui mediante una pompa à ̈ fatto circolare un fluido di raffreddamento vantaggiosamente costituito da acqua, il quale à ̈ inviato con una condotta di mandata alla camera interna racchiusa dal tamburo rotante 4 e prelevato dalla stessa camera interna con una condotta di ritorno. Preferibilmente, tale circuito prevede di inviare il fluido nel tamburo 7 e di prelevarlo dal tamburo mediante l’albero 3 che à ̈ appositamente provvisto di due tubi coassiali, di cui ad esempio quello più interno à ̈ dotato di una apertura di ingresso 24, connessa al circuito di raffreddamento per alimentare il tamburo rotante 4 con l’acqua di raffreddamento e quello più esterno à ̈ dotato di una apertura di uscita 25, connessa al circuito di raffreddamento per estrarre l’acqua di raffreddamento dal tamburo rotante 4.

Secondo l’idea alla base della presente invenzione la macchina 1 comprende un pattino fisso 11, il quale à ̈ rigidamente collegato alla struttura di supporto 2, in particolare mediante un telaio di supporto 12, e si estende per un arco 42 attorno al tamburo rotante 4 a partire dalla vasca 10. Il pattino 11 à ̈ dotato di una superficie interna 13 rivolta verso il tamburo rotante 4 di forma arcuata con curvatura concava omologa a quella convessa della superficie esterna 7 del tamburo rotante 4 ed accoppiata a tenuta in rapporto di scorrimento sulle sponde 90 della sede anulare 8. Secondo l’invenzione la macchina 1 à ̈ inoltre provvista di mezzi di riscaldamento 26 agenti sul pattino 11, per almeno un suo tratto iniziale 27, a partire dalla vasca 10, i quali riscaldano ad una temperatura superiore rispetto a quella di fusione della lega di piombo, la superficie libera del piombo nella sede anulare 8 per consentirne uno scorrimento con basso attrito sulla superficie interna del pattino 11.

Ad esempio in accordo con l’esempio realizzativo delle allegate figure, i mezzi di riscaldamento 26 si estendono per un tratto iniziale 27 di circa 90° e preferibilmente maggiore della metà della estensione dell’arco 42 del pattino 11. La temperatura di quest’ultimo dovrà essere mantenuta sostanzialmente costante lungo l’intero tratto iniziale 27 per garantire allo strato superficiale del piombo di rimanere allo stato liquido e con ciò di scorrere con bassissimo attrito sulla superficie interna 13 del pattino 11.

Il pattino 11 Ã ̈ formato preferibilmente in forma di piastra metallica 11 avente la superficie interna 13 rivolta verso il tamburo 4 di forma arcuata e preferibilmente liscia per favorirne lo scorrimento sulla superficie libera del piombo contenuto nella sede anulare 8.

La suddetta piastra metallica 11 Ã ̈ accoppiata in rapporto di scorrimento a tenuta con la superficie superiore 91 delle due sponde laterali 90 del tamburo rotante 4.

Il piombo rimane pertanto confinato per tutto lo sviluppo della piastra metallica 11 tra la sede anulare 8 del tamburo rotante 4 e la superficie interna 13 della piastra metallica 11.

Allo scopo di garantire la tenuta della piastra metallica 11 sulle sponde laterali 90 del tamburo rotante 4, e quindi per evitare la fuoriuscita del piombo fuso dalla sede anulare 8, sono previste più viti di regolazione 14 che sono impegnate al telaio di supporto 12 del pattino 11 ed agiscono su quest’ultimo per calibrarne la pressione di tenuta contro il tamburo rotante 7.

Più in dettaglio, in accordo con una possibile forma realizzativa, il telaio di supporto 12 del pattino 11 comprende due flange laterali arcuate ottenute per calandratura, fissate alla struttura di supporto 2 della macchina 1 e dotate ad intervalli angolari regolari di sedi filettate, in cui si impegna una pluralità delle suddette viti di regolazione 14 atte ad agire in spinta con il loro gambo contro la superficie esterna della piastra metallica del pattino 11, preferibilmente in corrispondenza di punti di rinforzo.

In accodo con la forma realizzativa preferenziale della presente invenzione, i mezzi di riscaldamento 26 sono ottenuti mediante una pluralità di torce 29 rivolte contro la superficie esterna 31 della piastra metallica 11 e distribuite lungo il suddetto tratto iniziale 27 per mantenere in stato liquido lo strato superficiale di piombo in prossimità della sua superficie libera rivolta verso la piastra 11 medesima.

La superficie di fondo 9 della sede anulare 8, e vantaggiosamente anche la superficie interna delle sponde laterali 9, sono preferibilmente zigrinate per favorire l’impegno del piombo che si sta solidificando al tamburo rotante 4.

La zigrinatura ha evidenziato effetti sorprendenti per l’impegno del piombo fuso al tamburo rotante 4. In altre parole, il trasporto del piombo fuso solidalmente al tamburo rotante 4, à ̈ favorito dallo scorrimento dello strato superficiale di piombo fuso sulla piastra metallica 11 riscaldata e dall’aggrappaggio del piombo solidificato sulla zigrinatura del fondo 9 della sede anulare 8.

Lo strato superficiale di piombo fuso dovuto al contatto con la piastra metallica 11, mantenuta dai mezzi di riscaldamento 26 ad una temperatura superiore a quella di fusione del piombo per lo meno nel tratto iniziale 27 della piastra metallica, determina una compressione del restante piombo contenuto nella sede anulare 8 contro la superficie del fondo 9. In questo modo, il piombo che si solidifica a contatto della superficie del fondo 9 non si solleva da quest’ultima ma rimane saldamente aggrappato alla zigrinatura del fondo 9 medesimo.

La stessa curvatura del tamburo rotante 4 favorisce l’aggrappaggio del piombo al fondo 9 della sede anulare 8. Tali circostanze consentono un ottimale trasporto del piombo solidalmente al tamburo rotante 4 tra le due posizioni angolari 200, 203 ove viene rispettivamente colato nella sede anulare 8 ed estratto in forma di nastro continuo solidificato 30.

La macchina 1 può inoltre comprendere un rullo di raffreddamento 32, girevolmente montato sulla struttura di supporto 2 in corrispondenza della seconda posizione angolare 203 e posto a continuazione dell’estremità finale della piastra metallica 11.

Il rullo di raffreddamento 32 à ̈ condotto da mezzi di trasmissione 33 a ruotare con la propria superficie periferica esterna 7’ a contatto sulla superficie libera del piombo contenuto nella sede anulare 8 per garantirne il raffreddamento allo stato solido e l’estrazione in forma di nastro continuo solidificato 30.

Il rullo di raffreddamento 32 à ̈ dotato di un proprio albero 34 ruotate attorno al proprio asse di rotazione Y’ parallelo all’asse Y del tamburo rotante 4.

Vantaggiosamente, i mezzi di trasmissione 33 sono costituiti da due ruote dentate 35, 36 impegnate tra loro e calettate sugli alberi 3, 34 rispettivamente del tamburo rotante 4 e del rullo di raffreddamento 32.

Il rullo di raffreddamento 32 à ̈ mantenuto ad una temperatura notevolmente più bassa di quella di fusione del piombo mediante previsti secondi mezzi di raffreddamento 23’ e, ad esempio ad una temperatura compresa nell’intervallo 10° - 40° C. In questo modo, il rullo di raffreddamento raffredda il piombo colato dalla vasca 10 nella sede anulare 8 in corrispondenza della seconda posizione angolare 203 garantendo la solidificazione prima dell’estrazione anche di quel sottile strato superficiale di piombo che era stato mantenuto liquido fino a quella posizione angolare dai mezzi di riscaldamento 26 per favorire lo scorrimento del piombo sul pattino 11.

Tali secondi mezzi di raffreddamento 23’ possono ad esempio comprendere un allacciamento al circuito di raffreddamento del tamburo rotante 4 per l’invio ed il prelievo del fluido di raffreddamento rispettivamente alla e dalla camera interna racchiusa dal rullo di raffreddamento 32 medesimo.

Preferibilmente, l’invio ed il prelievo del fluido di raffreddamento rispetto al rullo di raffreddamento 32 sono realizzati mediante l’albero 34 del rullo 32, che à ̈ appositamente ottenuto, come già quello del tamburo rotante 4, con due tubi coassiali, di cui ad esempio quello più interno à ̈ dotato di una apertura di ingresso 24’, connessa al circuito di raffreddamento per alimentare rullo di raffreddamento 32 con l’acqua di raffreddamento e quello più esterno à ̈ dotato di una apertura di uscita 25’, connessa al circuito di raffreddamento per estrarre l’acqua di raffreddamento dal rullo di raffreddamento 32.

L’albero 34 del rullo di raffreddamento 32 à ̈ imperniato a prime estremità di bilancieri 37 montati lateralmente rispetto al rullo di raffreddamento 32 e meccanicamente collegati alla struttura di supporto 2 mediante una cerniera centrale 38 con asse orizzontale parallelo all’asse di rotazione Y’ del rullo di raffreddamento 32. Mezzi spintori 39 sono montati su una asta radiale 20 della struttura di supporto agiscono in spinta sulla seconda estremità del bilanciere 37 per forzare il rullo di raffreddamento 32 contro la superficie libera del piombo nella sede anulare 4 e per mantenere al contempo accoppiate le due ruote dentate 35, 36 dei mezzi di trasmissione 33.

Il pattino 11 si estende sostanzialmente dalla prima posizione angolare 200, in corrispondenza della quale à ̈ superiormente fissato alla vasca 10 in modo che la chiusura sopra alla sede anulare 8 risulti senza soluzione di continuità, fino alla seconda posizione angolare 203, in corrispondenza della quale il nastro di piombo fuso solidificato 30 à ̈ estratto dalla sede anulare 8.

Qualora sia previsto l’impiego del rullo di raffreddamento 32, il pattino 11 si estende ancora sostanzialmente fino alla seconda posizione angolare 203, la quale à ̈ occupata dal rullo di raffreddamento 32. Tale seconda posizione 203 à ̈ posta oltre l’estremità inferiore 204 del tamburo rotante 4 rispetto alla direzione di rotazione di quest’ultimo indicata nelle figure con una freccia F.

In accordo con la suddetta configurazione meccanica, il piombo fuso prima di uscire dalla sede anulare deve percorrere almeno un breve tratto in salita (per una altezza S indicata in figura 4) e con entrambe le sue superfici contrapposte (quella sul fondo 9 della sede anulare 8 e quella di pelo libero) sottoposte a raffreddamento da parte del tamburo rotante 4 e da parte del rullo di raffreddamento 32.

Ciò consente, in fase di avvio della macchina 1, agevolmente di raffreddare e quindi di fermare la colata di piombo fuso prima che fuoriesca dalla sede anulare 8.

La vasca 10 può essere ottenuta in corpo unico con il pattino 11, e si estende parallelamente all’asse di rotazione Y lungo tutta la larghezza L della sede anulare 8, con cui comunica preferibilmente mediante due aperture ricavate sul suo fondo, di cui una prima 100 posta in vicinanza di una parete a monte 40 della vasca 10, ed una seconda 101 posta in vicinanza di una parete a valle 41 della vasca 10.

La vasca 10 Ã ̈ preferibilmente mantenuta a temperatura controllata mediante mezzi di riscaldamento non illustrati in dettaglio.

In accordo con una vantaggiosa caratteristica della macchina secondo l’invenzione, un generatore di ultrasuoni 18 à ̈ predisposto con una sua punta vibrante 19 (sonotrodo) immersa nel bagno della vasca 10 per trasmettere al piombo fuso le onde del generatore di ultrasuoni 18.

L’introduzione nel bagno di vibrazioni indotte da ultrasuoni determina l’instaurarsi di fenomeni di cavitazione. Questi determinano la formazione, crescita e successivo collasso di piccole bolle, con conseguente generazione di onde d’urto che determinano la frammentazione dei cristalli primari in fase di accrescimento, producendo così nuovi nuclei di solidificazione. Al contempo i flussi acustici che si propagano nel bagno danno luogo ad un mescolamento e quindi ad una omogeneizzazione del bagno.

Il trattamento ad ultrasuoni favorisce pertanto l’accrescimento e la uniformità di distribuzione dei punti di nucleazione dei cristalli e limita la formazione di strutture dendritiche favorendo la formazione di strutture globulari con conseguente miglioramento delle caratteristiche meccaniche e chimiche delle griglie finite.

L’applicazione degli ultrasuoni à ̈ del tutto compatibile con l’aggiunta sinergica, peraltro rivelatasi per lo più superflua, di affinanti.

L’applicazione degli ultrasuoni favorisce inoltre il degasaggio del piombo fuso stante che la quantità di gas che entra nelle bolle durante la loro espansione à ̈ maggiore di quella che fuoriesce in fase di compressione e pertanto, a seguito di più cicli, le bolle risultano fortemente ingrossate così da facilmente flottare verso la superficie del bagno della vasca 10 a seguito di forze idrodinamiche. Sul pelo libero del bagno nella vasca 10 si concentrano la maggior parte delle ossidazioni che possono in tale modo essere facilmente rimosse.

Il generatore di ultrasuoni 18 comprende un generatore di potenza atto a produrre impulsi di corrente elettrica che vengono trasmessi ad un trasduttore piezoelettrico che li converte in vibrazioni meccaniche di frequenza ultrasonica, le quali a loro volta vengono distribuite nel piombo fuso mediante la punta vibrante o sonotrodo 19.

Quest’ultimo à ̈ costituito da un materiale in grado di resistere alla temperatura del piombo fuso ed à ̈ di forma preferibilmente appuntita. Vantaggiosamente, per una migliore distribuzione delle onde acustiche il sonotrodo 19 potrà comprendere un telaietto vibrante dotato di una pluralità di punte tra loro distanziate e distribuite nel bagno in piombo. Le onde acustiche avranno preferibilmente una frequenza superiore a 15 KHz.

Il generatore di ultrasuoni 18 Ã ̈ preferibilmente montato direttamente sopra alla vasca 10 come indicato in figura 4, ad esempio mediante una flangia di supporto 20.

La vasca 10 di contenimento del bagno di piombo fuso à ̈ preferibilmente alimentata senza sovrappressione e scarica pertanto il piombo fuso nella sede anulare 10 del tamburo rotante 4 attraverso le aperture 100, 101, per semplice gravità.

Tuttavia, in accordo con una diversa forma realizzativa, la vasca 10 potrà essere alimentata con piombo fuso in pressione e potrà essere provvista di una sezione di ingresso allacciata ad un condotto di mandata dei mezzi di alimentazione per ricevere una portata di piombo fuso, e di una sezione di uscita allacciata ad un condotto di ritorno dei mezzi di alimentazione per evacuare l’eccesso di piombo fuso garantendo al suo interno una circolazione di piombo fuso.

Il nastro continuo di piombo solidificato 30 che si viene continuamente a formare durante la rotazione del tamburo rotante 4 a seguito del raffreddamento del piombo nella sede anulare 8, viene quindi prelevato ad esempio dopo un arco di circonferenza sotteso tra le due posizioni angolari 200, 203, preferibilmente compreso nell’intervallo 60° -200° e vantaggiosamente di circa 180° come indicato nelle allegate figure.

Il nastro continuo 30 à ̈ quindi avvolto in bobine ovvero direttamente inviato alle successive fasi di lavorazione quali la laminazione, lo stampaggio o la incisione con espansione, per l’ottenimento di griglie per accumulatori.

Il trovato così concepito raggiunge pertanto gli scopi prefissi.

Ovviamente, esso potrà assumere, nella sua realizzazione pratica anche forme e configurazioni diverse da quella sopra illustrata senza che, per questo, si esca dal presente ambito di protezione.

Inoltre tutti i particolari potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti e le dimensioni, le forme ed i materiali impiegati potranno essere qualsiasi a seconda delle necessità.

Claims (15)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Macchina a colata continua per la formatura di un nastro in lega di piombo di grande spessore, la quale comprende: - una struttura di supporto (2) appoggiata al terreno; - un tamburo rotante (4) montato girevolmente su detta struttura di supporto, azionato a ruotare da mezzi di motorizzazione attorno ad un asse di rotazione (Y) orizzontale, provvisto di una superficie periferica esterna (7) con ricavata una sede anulare (8) delimitata da una superficie di fondo (9) e da due sponde laterali (90), secondo la forma del nastro continuo da realizzare e di spessore compreso nell’intervallo 8-18 mm; - una vasca (10) di contenimento di un bagno di lega di piombo fuso, la quale vasca (10) riceve detta lega di piombo fuso da mezzi di alimentazione, à ̈ accoppiata a tenuta sulla superficie periferica (7) di detto tamburo rotante (4) in corrispondenza di una prima posizione angolare attorno a detto tamburo rotante (4), à ̈ dotata di almeno una apertura di passaggio di un flusso di lega di piombo fuso entro detta sede anulare (8), che viene colmata in continuo durante la rotazione di detto tamburo rotante (4); - mezzi di raffreddamento (23), attivi su detto tamburo rotante (4) per mantenerlo ad una temperatura inferiore a quella di fusione di detta lega di piombo, detta lega di piombo fuso solidificandosi in detta sede anulare (8) prima di raggiungere una seconda posizione angolare (203) attorno a detto tamburo rotante (4), in corrispondenza della quale detta lega di piombo à ̈ estratta da detta sede anulare (8) in forma di nastro continuo di lega di piombo solidificata; caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre: - un pattino fisso (11) rigidamente collegato a detta struttura di supporto (2) estendentesi per un arco attorno a detto tamburo rotante (4) a partire da detta vasca (10), con una superficie interna (13) rivolta verso detto tamburo rotante (4) di forma arcuata con curvatura concava omologa a quella convessa della superficie esterna (7) di detto tamburo rotante (4) ed accoppiata a tenuta, in rapporto di scorrimento, sulle sponde (90) di detta sede anulare (8); - mezzi di riscaldamento (26) agenti su detto pattino per almeno un suo tratto iniziale (27) a partire da detta vasca (10), atti a riscaldare ad una temperatura superiore rispetto a quella di fusione della lega di piombo, la superficie libera della lega di piombo contenuta in detta sede anulare (8) per consentirne uno scorrimento con basso attrito sulla superficie interna (13) di detto pattino (11).
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto pattino (11) Ã ̈ realizzato in forma di piastra metallica di forma arcuata.
3. 3. Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di riscaldamento (26) comprendono una pluralità di torce (29) rivolte contro la superficie esterna (30) di detta piastra metallica.
4. 4. Macchina secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la superficie interna (13) di detto pattino (11) Ã ̈ liscia per favorirne lo scorrimento sulla superficie libera della lega di piombo contenuta in detta sede anulare (8).
5. 5. Macchina secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la superficie di fondo (9) di detta sede anulare (8) à ̈ zigrinata per favorirne l’impegno alla lega di piombo contenuta in detta sede anulare (8).
6. 6. Macchina secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un rullo di raffreddamento (32), girevolmente montato in corrispondenza di detta seconda posizione angolare (203) alla estremità finale di detto pattino (11), atto a ruotare attorno ad un asse di rotazione (Y’) parallelo a quello (Y) di detto tamburo rotante (4) sulla superficie libera di detta lega di piombo contenuta in detta sede anulare (8), per garantirne il raffreddamento allo stato solido prima dell’estrazione.
7. 7. Macchina secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta prima posizione angolare (200) à ̈ posta al di sopra di detta seconda posizione angolare (203), e caratterizzato dal fatto che detta seconda posizione angolare (203) à ̈ posta oltre l’estremità inferiore (204) di detto tamburo rotante (4) rispetto alla direzione di rotazione di quest’ultimo.
8. 8. Macchina secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta prima posizione angolare (200) à ̈ posta oltre la sommità (201) di detto tamburo rotante (4) rispetto alla direzione di rotazione di quest’ultimo.
9. 9. Macchina secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto pattino (11) si estende sostanzialmente tra detta prima posizione angolare (200) e detta seconda posizione angolare (203) per trattenere la lega di piombo nella sede anulare (8) dall’inserimento alla sua estrazione.
10. 10. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta vasca (10) Ã ̈ ricavata in detto pattino (11).
11. 11. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta vasca (10) ha una forma allungata che si estende sostanzialmente parallelamente a detto asse di rotazione (Y) lungo tutta la larghezza (L) di detta sede anulare (8).
12. 12. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta vasca (10) introduce detto flusso di lega di piombo fuso in detta sede anulare (8) mediante due aperture ricavate sul suo fondo, di cui una prima (100) posta in vicinanza di una parete a monte (40) di detta vasca (10), ed una seconda (101) posta in vicinanza di una parete a valle (41) di detta vasca (10).
13. 13. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere un generatore di ultrasuoni (18) provvisto di un almeno una punta (19) immersa nel bagno di lega di piombo fuso di detta vasca (10) per trasmettervi le onde prodotte da detto generatore di ultrasuoni (18).
14. 14. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto generatore di ultrasuoni (18) comprende un generatore di potenza atto a produrre impulsi di corrente elettrica che vengono trasmessi ad un trasduttore piezoelettrico che a sua volta converte le onde in vibrazioni meccaniche di frequenza ultrasonica distribuite nella lega di piombo fuso mediante un sonotrodo.
15. 15. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto generatore di ultrasuoni (18) Ã ̈ fissato sopra a detta vasca (16).