ITUB20154967A1 - Metodo ed apparato di laminazione di prodotti metallici - Google Patents

Description

"METODO ED APPARATO DI LAMINAZIONE DI PRODOTTI METALLICI"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un metodo di laminazione di prodotti metallici per ottenere prodotti lunghi quali barre, tondini, vergelle con forma della sezione trasversale tonda, od assimilabile al tondo.

In particolare, il trovato, anche se non esclusivamente, si applica in apparati di laminazione di finitura, anche denominati di calibratura.

Il presente trovato permette di ottenere un prodotto laminato opportunamente calibrato e che rispetta limiti estremamente ristretti di tolleranza sia geometrici che dimensionali.

STATO DELLA TECNICA

Sono note diverse metodologie di laminazione che permettono di laminare e calibrare prodotti metallici attraverso una pluralità di passaggi sequenziali.

E nota, ad esempio, una metodologia di laminazione a caldo di prodotti lunghi che comprende solitamente quattro passaggi di laminazione consecutivi per laminare un prodotto metallico di sezione tonda, ed ottenere un prodotto laminato di sezione sempre tonda e diametro ridotto rispetto al prodotto metallico in entrata.

Tale metodologia prevede una preventiva fase di riscaldamento del prodotto metallico ad una temperatura compresa fra 650°C e 1.250°C.

È previsto successivamente un primo passaggio di laminazione in cui il prodotto metallico in entrata viene deformato e laminato per passare da una sezione di partenza tonda ad una sezione ovale, ovvero ellittica.

E poi previsto un secondo passaggio di laminazione in cui il prodotto metallico viene deformato nuovamente per ottenere una forma della sezione trasversale tonda mediante uno schiacciamento del prodotto secondo direzioni opposte rispetto al primo passaggio di laminazione. Il primo ed il secondo passaggio di laminazione inducono sul prodotto un’elevata deformazione, con alto tasso di riduzione di sezione, che omogeneizza la struttura granulare della sezione trasversale dal centro alla periferia.

Il primo ed il secondo passaggio di laminazione sono realizzati mediante una prima gabbia di laminazione ed una seconda gabbia di laminazione aventi ciascuna due cilindri di laminazione. I cilindri di laminazione della prima gabbia di laminazione presentano gli assi di rotazione sostanzialmente ortogonali rispetto agli assi dei cilindri di laminazione della seconda gabbia di laminazione.

Inoltre, i cilindri di laminazione della prima gabbia di laminazione definiscono fra essi una luce di passaggio, o gap, con forma ad ovale, mentre i cilindri di laminazione della seconda gabbia di laminazione sono provvisti di gole a semicerchio per definire la luce di passaggio con fonna tonda.

Si prevede poi un terzo ed un quarto passaggio di laminazione in cui il prodotto viene laminato riducendolo progressivamente di sezione e mantenendolo di forma sostanzialmente tonda.

In particolare, il quarto passaggio di laminazione concretizza una calibrazione del prodotto metallico affinché quest’ultimo rispetti predefmite tolleranze dimensionali e di forma.

Il terzo ed il quarto passaggio di laminazione vengono realizzati mediante una terza e, rispettivamente, una quarta gabbia di laminazione provviste ciascuna di tre, o quattro, cilindri di laminazione disposti angolarmente distanziati fra loro.

In particolare, si prevede che i cilindri di laminazione della terza gabbia di laminazione presentino una disposizione angolare sfalsata rispetto ai cilindri di laminazione della quarta gabbia di laminazione.

Un inconveniente della soluzione realizzativa sopra descritta è che Γ ottenimento, già nel secondo passaggio di laminazione, di una forma della sezione trasversale tonda penalizza le successive fasi di laminazione a valle. Infatti, per poter concludere la laminazione nel quarto passaggio, e non con ulteriori passaggi di laminazione, è necessario che sia il terzo sia il quarto passaggio abbiano un canale fra i cilindri di laminazione piuttosto stretto ed arcuato. Ciò comporta un aumento della possibilità di pizzicare il profilo durante fulteriore laminazione e riduzione di sezione, con conseguente decadimento della qualità del prodotto laminato.

Uno scopo del presente trovato è quello di mettere a punto un metodo di laminazione di prodotti metallici che permetta di ottenere prodotti laminati di elevata qualità dimensionale e di forma.

E anche uno scopo del presente trovato mettere a punto un metodo di laminazione che permetta di incrementare le proprietà di resistenza meccanica del prodotto laminato.

E anche uno scopo del presente trovato quello di realizzare un metodo di laminazione di prodotti metallici che permetta di incrementare razione di laminazione che viene indotta sui prodotti metallici.

E pure uno scopo del presente trovato mettere a punto un metodo di laminazione di prodotti metallici che permetta di ampliare il campo dimensionale di laminazione dei prodotti metallici a partire da uno stesso diametro di partenza. Ciò significa che, senza cambiare i cilindri di laminazione, ovvero le dimensioni del canale di passaggio, è possibile calibrare più prodotti, realizzando diversi diametri di uscita dallo stesso diametro di entrata.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

II presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell’idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi, un metodo di laminazione di prodotti metallici comprende una pluralità di passaggi sequenziali di laminazione durante i quali un prodotto metallico viene laminato.

In accordo con un aspetto del presente trovato il metodo comprende: - un primo passaggio di laminazione del prodotto metallico per ottenere un primo prodotto intermedio avente forma della sezione trasversale a losanga, con angoli opposti uguali fra loro ed angoli adiacenti diversi; - un secondo passaggio di laminazione del primo prodotto intermedio per ottenere un secondo prodotto intermedio avente forma della sezione trasversale quadrangolare, con angoli tra loro sostanzialmente uguali; - un terzo passaggio di laminazione del secondo prodotto intermedio per ottenere un terzo prodotto intermedio con forma della sezione trasversale sostanzialmente tonda, non rifinita;

- un quarto passaggio di laminazione del terzo prodotto intermedio per ottenere un prodotto laminato finale con forma della sezione trasversale tonda, calibrata.

Tale combinazione dei passaggi di laminazione permette di ottenere prodotti laminati finali che rispettano limiti ristretti di tolleranza sia dimensionali sia geometrici, ad esempio sull’ovalità del prodotto laminato.

Inoltre, tale soluzione realizzativa permette di esercitare una pesante azione di laminazione sul prodotto metallico prevalentemente nei primi due passaggi e, con i successivi terzo e quarto passaggio ottenere il prodotto laminato nella sua forma finita.

Nei primi due passaggi di laminazione, infatti, le laminazioni necessarie per ottenere i profili a losanga e poi quadrangolare comportano una deformazione interna della sezione trasversale omogenea nell’intero suo spessore Questa condizione permette di incrementare le proprietà di resistenza meccanica del prodotto laminato finale.

La forma della sezione trasversale quadrangolare in uscita dal secondo passaggio di laminazione, permette di ottenere un ottimo controllo della guida del prodotto nei passaggi che avvengono a valle, evitando spostamenti del materiale all’ interno dei canali di laminazione che possono compromettere il raggiungimento di determinati livelli qualitativi voluti.

Inoltre, questa configurazione realizzativa permette di limitare il numero di componenti di un apparato di laminazione, limitando pertanto i costi di realizzazione di quest’ultimo, gli interventi di manutenzione e di sostituzione di componenti.

Il presente trovato è anche relativo ad un apparato di laminazione di prodotti metallici che comprende una pluralità di gruppi di laminazione. In accordo con un aspetto del presente trovato, l’apparato comprende: - un primo gruppo di laminazione provvisto di primi cilindri di laminazione definenti un primo canale di laminazione con forma a losanga, con angoli opposti uguali fra loro ed angoli adiacenti diversi; - un secondo gruppo dì laminazione provvisto di secondi cilindri di laminazione definenti un secondo canale di laminazione con forma quadrangolare, con angoli tra loro sostanzialmente uguali;

- un terzo gruppo di laminazione provvisto di terzi cilindri di laminazione definenti un terzo canale di laminazione con forma circolare;

- un quarto gruppo di laminazione provvisto di quarti cilindri di laminazione definenti un quarto canale di laminazione con forma circolare.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di forme di realizzazione, fomite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la fig. 1 è una illustrazione schematica di un primo gruppo di laminazione di un apparato di laminazione secondo il presente trovato; - la fig. 2 è una illustrazione schematica di un secondo gruppo di laminazione di un apparato di laminazione secondo il presente trovato; - la fig. 3 è una illustrazione schematica di un terzo gruppo di laminazione di un apparato di laminazione secondo il presente trovato; - la fig. 4 è una illustrazione schematica di un quarto gruppo di laminazione di un apparato di laminazione secondo il presente trovato; - la fig. 5 è una sezione trasversale di un prodotto metallico da laminare nell’apparato di laminazione secondo il presente trovato;

- la fìg. 6 è una sezione trasversale del prodotto laminato in uscita dal primo gruppo di laminazione;

- la fig. 7 è una sezione trasversale del prodotto laminato in uscita dal secondo gruppo di laminazione;

- la fig. 8 è una sezione trasversale del prodotto laminato in uscita dal terzo gruppo di laminazione;

- la fig. 9 è una sezione trasversale del prodotto laminato in uscita dal quarto gruppo di laminazione.

Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.

DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE

Con riferimento alle figure allegate vengono ora descritte possibili forme realìzzative di un metodo e di un apparato di laminazione di prodotti metallici.

Nelle figg. 1-4 sono illustrate possibili forme realìzzative di gruppi di laminazione dell’apparato di laminazione configurati per laminare un prodotto metallico P di partenza (fig. 5) ed ottenere un prodotto laminato L in uscita dall’apparato di laminazione (fig. 9).

In accordo con un aspetto del presente trovato, l’apparato di laminazione, secondo il presente trovato, comprende quattro gruppi di laminazione, rispettivamente un primo gruppo di laminazione 1 1 (fig. 1), un secondo gruppo di laminazione 12 (fig. 2), un terzo gruppo di laminazione 13 (fig. 3) ed un quarto gruppo di laminazione 14 (fig. 4). In accordo con una possibile soluzione realizzativa, l’apparato di laminazione, secondo il presente trovato, è costituito di solo quattro gruppi di laminazione. In numero di quattro gruppi di laminazione permette, infatti, di ottenere la voluta azione di riduzione del prodotto metallico P ed il rispetto di tolleranze dimensionali e geometriche volute. Un numero inferiore di gruppi di laminazione, infatti, non permetterebbe di raggiungere entità di laminazione particolarmente accentuate ed il rispetto delle tolleranze volute. Un numero superiore di gruppi di laminazione, pur permettendo di rispettare le condizioni anzideto, per contro, aumenterebbe il numero di componenti dell’apparato di laminazione con conseguente aumento dei costi complessivi dell’apparato, delle usure cui sono sottoposti e degli interventi di manutenzione richiesti periodicamente.

Ciascun gruppo di laminazione 11, 12, 13 e 14 è configurato per laminare progressivamente il prodotto metallico P in ingresso ed otenere al termine il prodotto laminato L di forma e dimensioni volute. In accordo con una possibile forma realizzativa del presente trovato, si prevede di alimentare al primo gruppo di laminazione 11 il prodotto metallico P avente forma della sezione trasversale sostanzialmente circolare (fig. 1) e una dimensione iniziale, ovvero un diametro iniziale, DI.

In accordo con una variante realizzativa, non illustrata, il prodotto metallico P in ingresso al primo gruppo di laminazione 1 1 può avere forma della sezione trasversale rettangolare, quadrata, o in generale poligonale con spigoli raccordati. In questo caso la dimensione iniziale del prodotto metallico P è calcolata come diametro equivalente della sezione trasversale del prodotto metallico P.

Il primo gruppo di laminazione 1 1 è configurato per concretizzare un primo passaggio di laminazione del prodotto metallico P e comprende almeno due primi cilindri 15 di laminazione configurati per laminare il prodotto metallico P ed ottenere un primo prodotto intermedio PI (fig. 6) avente forma della sezione trasversale a losanga, ovvero romboidale avente angoli opposti uguali fra loro ed angoli adiacenti diversi. I lati della sezione trasversale della losanga invece sono sostanzialmente di uguale lunghezza e raccordati fra loro in corrispondenza dei vertici.

Secondo una possibile soluzione realizzativa, il primo gruppo di laminazione 1 1 comprende unicamente due primi cilindri 15 di laminazione.

A tale scopo, si può prevedere che i primi cilindri 15 definiscano assieme fra loro un primo canale di laminazione 16 di forma anch’essa a losanga idonea a definire la forma della sezione trasversale del primo prodotto intermedio PI. Pertanto il primo canale di laminazione 16 presenta una forma a losanga con angoli opposti uguali fra loro ed angoli adiacenti diversi.

Tn accordo con la soluzione realizzativa illustrata nella fig. 1, ciascun primo cilindro 15 comprende una prima gola circonferenziale 17 sagomata a “V”.

Secondo una possibile soluzione realizzativa, la prima gola circonferenziale 17 può avere un angolo al vertice a di ampiezza compresa fra 100° e 140°, preferibilmente fra 102° e 134°, variabile in funzione delle sezioni trasversali da laminare.

La prima gola circonferenziale 17 può essere opportunamente raccordata al vertice ad esempio con un raggio di raccordo R 1 che è circa il 40% del diametro iniziale DI del prodotto metallico M che viene laminato.

Il primo canale di laminazione 16 può essere definito da una diagonale maggiore B 1 e da una diagonale minore H 1.

Secondo una possibile soluzione realizzai iva, la diagonale maggiore B1 del primo canale di laminazione 16 è maggiore o uguale del diametro iniziale DI del prodotto metallico P alimentato al primo gruppo di laminazione 11.

Secondo un’ulteriore soluzione realizzativa del presente trovato, la diagonale minore HI del primo canale di laminazione 16 è inferiore rispetto al diametro iniziale DI del prodotto metallico P, concretizzando l’azione di laminazione su quest’ultimo.

Tale configurazione realizzativa del primo canale di laminazione 16 permette di indurre sul prodotto metallico P che viene alimentato prime sollecitazioni di compressione FI in posizioni diametralmente contrapposte della sezione trasversale del prodotto metallico P.

Le prime sollecitazioni di compressione FI agiscono prevalentemente lungo una prima direzione TI come illustrato in fìg. 5, corrispondente, in uso, con la direzione di sviluppo delle prime gole circonferenziali 17 dei primi cilindri 15.

Nel primo gruppo di laminazione 1 1 il prodotto metallico P può subire una riduzione della sezione trasversale che è compresa fra 12% e 48%. In particolare, si prevede che tale riduzione della sezione trasversale sia calcolata dalla formula:

Ro A=( Afeed- Aexit)/ Afeed

in cui:

RoA: è denominato come Reducing of Area, ovvero Riduzione dell’Area;

Afeed corrisponde all’area della sezione trasversale in ingresso nel primo gruppo di laminazione 11 ;

Aexit: corrisponde all’area della sezione trasversale in uscita dal o dai gruppo/i di laminazione considerato/i.

In accordo con una possibile soluzione realizzativa, si può prevedere che i primi cilindri 15 siano installati in modo che i loro assi di rotazione si estendano paralleli ad una prima direzione ZI che, nel caso di specie, è orizzontale. La prima direzione ZI è sostanzialmente ortogonale alle suddetta prima direzione TI di azione delle prime sollecitazioni di compressione F 1.

La sezione trasversale del primo prodotto intermedio PI, in uscita dal primo gruppo di laminazione 11 , presenta forma e dimensioni sostanzialmente uguali a quelle del primo canale di laminazione 16, a meno del ritorno elastico del materiale del primo prodotto intermedio PI. Pertanto la sezione trasversale del primo prodotto intermedio PI presenta una diagonale maggiore B1 che è maggiore o uguale del diametro iniziale DI del prodotto metallico P, ed una diagonale minore HI che è inferiore del diametro iniziale DI .

La particolare forma a losanga della sezione trasversale del primo prodotto intermedio PI permette di contenere e quindi guidare meglio il materiale attraverso i successivi gruppi di laminazione posti a valle, evitando anche uno spostamento laterale del primo prodotto intermedio PI.

TI secondo gruppo di laminazione 12 è configurato per concretizzare un secondo passaggio di laminazione e quindi laminare il primo prodotto intermedio PI ed ottenere un secondo prodotto intermedio P2 di forma quadrangolare, ovvero con angoli tra loro sostanzialmente uguali ed anche lati di estensione sostanzialmente uguale fra loro e raccordati in corrispondenza dei vertici.

In accordo con la soluzione realizzativa illustrata nella fig. 2, il secondo gruppo di laminazione 12 comprende almeno due secondi cilindri 18 di laminazione configurati per laminare il primo prodotto intermedio PI ed ottenere un secondo prodotto intermedio P2 avente forma della sezione trasversale a losanga.

A tale scopo si può prevedere che i secondi cilindri 18 definiscano assieme fra loro un secondo canale di laminazione 19 avente forma anch’esso quadrangolare, con angoli tra loro sostanzialmente uguali.

Secondo la soluzione realizzativa illustrata nella fig. 7, i secondi cilindri 18 sono provvisti ciascuno di una seconda gola circonferenziale 20 sagomata anch’essa a “V”.

In accordo con la soluzione realizzativa della fig. 7, la seconda gola circonferenziale 20 può avere un angolo al vertice β di ampiezza compresa fra 80° e 100°, preferibilmente di circa 90°.

La seconda gola circonferenziale 20 può essere opportunamente raccordata al vertice, ad esempio, con un raggio di raccordo R2 che è circa un terzo del diametro iniziale DI del prodotto metallico M che viene laminato.

Il secondo canale di laminazione 19 presenta una prima diagonale H2 ed una seconda diagonale B2 il cui rapporto è compreso tra 0,9 e 1,1, preferibilmente di circa 1, definendo di fatto una sezione trasversale sostanzialmente quadrata con spigoli raccordati.

La prima diagonale H2 definisce la distanza tra i vertici del prodotto laminato dai secondi cilindri 18.

La seconda diagonale B2 definisce, invece, la distanza tra le seconde gole circonferenziali 20 dei secondi cilindri 18.

Secondo una possibile soluzione realizzativa, la prima diagonale H2 è maggiore rispetto alla suddetta diagonale minore HI mentre la seconda diagonale B2 è minore rispetto alla suddetta diagonale maggiore B 1. Questa configurazione realizzativa del secondo canale di laminazione 19 permette di indurre sul materiale in lavorazione seconde sollecitazioni di compressione F2 agenti in posizioni contrapposte e prevalentemente lungo la diagonale maggiore B1 del primo prodotto intermedio PI.

In questo modo si ottiene una riduzione delle dimensioni della diagonale maggiore Bl del profilo a losanga ed un conseguente aumento della diagonale minore HI a causa delle forze di laminazione che vengono indotte nel profilo stesso.

Le seconde sollecitazioni di compressione F2 agiscono prevalentemente lungo una seconda direzione T2, come illustrato nella fig. 6, che è sostanzialmente ortogonale alla suddetta prima direzione TI . Una compressione accentuata del materiale inizialmente nella prima direzione T 1 e poi nella seconda direzione T2 permette di omogeneizzare fazione di deformazione del materiale nell’intero suo spessore, ottimizzando ed omogeneizzando in questo modo le proprietà di resistenza meccanica del prodotto laminato L finale.

Le particolari azioni di laminazione che vengono impartite dal primo gruppo di laminazione 11 e dal secondo gruppo di laminazione 12 hanno la funzione di predisporre il materiale e la sagoma d’entrata per la successiva introduzione nel terzo gruppo di laminazione 13.

Nel secondo gruppo di laminazione 12 il prodotto metallico P può subire una riduzione della sezione trasversale, calcolata come sopra descritto, che è compresa fra 12% e 38%.

Secondo il presente trovato, il primo gruppo di laminazione 11 ed il secondo gruppo di laminazione 12 sono configurati per ottenere una riduzione delle dimensioni della sezione trasversale che possono anche superare il 66% delle dimensioni di partenza del prodotto metallico P. In accordo con una possibile soluzione realizzativa, si può prevedere che i secondi cilindri 18 siano installati in modo che i loro assi di rotazione si estendano paralleli ad una seconda direzione Z2 che, nel caso di specie, è verticale. In questo modo i secondi cilindri 18 presentano assi di rotazione che sono ortogonali rispetto agli assi di rotazione dei primi cilindri 15.

La sezione trasversale del secondo prodotto intermedio P2, in uscita dal secondo gruppo di laminazione 12, presenta forma e dimensioni sostanzialmente uguali a quelle del secondo canale di laminazione 19, a meno del ritorno elastico del materiale del secondo prodotto intermedio P2 che pertanto presenta una prima diagonale H2 ed una seconda diagonale B2 sostanzialmente uguali a quelle sopra descritte per il secondo canale di laminazione 19.

In questo modo si ottiene un secondo prodotto intermedio P2 con sezione trasversale di forma sostanzialmente quadra, con spigoli arrotondati ed avente lati praticamente uguali tra loro. Tale forma della sezione trasversale risulta idonea per la successiva alimentazione nel terzo gruppo di laminazione 13.

Il terzo gruppo di laminazione 13 è configurato per concretizzare un terzo passaggio di laminazione laminando il secondo prodotto intermedio P2 per ottenere un terzo prodotto intermedio P3 di forma sostanzialmente tonda, non rifinita.

Con il termine non rifinita si intende che la sezione trasversale del prodotto pur essendo di forma approssimabile al tondo, non rispetta ancora predefiniti limiti di tolleranza preimpostati.

In accordo con possibili soluzioni realizzati ve del presente trovato, il secondo prodotto intermedio P2 viene alimentato al terzo gruppo di laminazione 13 con un diametro equivalente massimo della sezione trasversale che è compreso fra circa 1,03 e circa 1,20 volte il diametro voluto del prodotto finito in uscita dal quarto gruppo di laminazione 14. In accordo con una possibile soluzione realizzativa, nel caso in cui il secondo prodotto intermedio P2 abbia un diametro equivalente inferiore a 1,03 volte il diametro voluto del prodotto finito in uscita dal quarto gruppo di laminazione 14 si può valutare Γ opportunità di escludere la prima azione di laminazione del primo gruppo di laminazione 1 1.

In accordo con un aspetto del presente trovato, il terzo gruppo di laminazione 13 comprende quattro terzi cilindri 21 di laminazione configurati per laminare il secondo prodotto intermedio P2.

Al fine di ottenere un terzo prodotto intermedio P3 di forma tonda, i terzi cilindri 21 definiscono fra essi un terzo canale di laminazione 22 di forma sostanzialmente tonda sostanzialmente coniugata a quella del terzo prodotto intermedio P3 che si vuole ottenere.

I terzi cilindri 21 sono provvisti ciascuno di una terza gola circonferenziale 23 avente forma arcuata, a settore circolare.

In accordo con una possibile soluzione realizzativa, il terzo canale di laminazione 22 può avere un diametro K che è compreso fra 0,92 e 0,98 rispetto alle dimensioni della prima diagonale H2 e della seconda diagonale B2.

Tale diametro K corrisponde sostanzialmente con il diametro del terzo prodotto intermedio P3 in uscita dal terzo gruppo di laminazione 13, a meno del ritorno elastico del materiale.

La presenza di quattro terzi cilindri 21 permette di posizionare ciascuno di questi ultimi in corrispondenza di uno dei quattro vertici della sezione trasversale quadrangolare del secondo prodotto intermedio P2, e pertanto un numero di cilindri inferiore o superiore di quattro non permetterebbe di ottenere la voluta azione di laminazione.

I terzi cilindri 21 pertanto inducono sul secondo prodotto intermedio P2 terze sollecitazioni di compressione F3 lungo ciascuna delle due diagonali della sezione trasversale del prodotto che, nel caso di specie, sono disposte rispettivamente una verticale ed una orizzontale secondo una configurazione a “+”.

In particolare, le terze sollecitazioni di compressione F3 agiscono lungo una terza direzione T3 ed una quarta direzione T4 che sono rispettivamente parallela alla prima direzione TI ed alla seconda direzione T2 sopra descritte.

Le terze sollecitazioni di compressione F3 permettono di appiattire gli spigoli arrotondati della terza sezione quadrangolare e genera una bombatura verso l’esterno dei lati di quest’ultima.

In accordo con una possibile soluzione realizzativa, si può prevedere che i terzi cilindri 21 siano disposti secondo una configurazione a “+” ovvero disponendo i terzi cilindri 21 in modo che le direzioni di sviluppo Y (fig. 3) delle terze gole di laminazione 23 si intersechino fra loro in corrispondenza del centro del terzo canale di laminazione 22.

Nel terzo gruppo di laminazione 13 il secondo prodotto intermedio P2 può subire una riduzione della sezione trasversale variabile fra il 5% ed il 15% rispetto alle dimensioni di ingresso nel terzo gruppo di laminazione 13.

All’uscita del terzo gruppo di laminazione 13, il terzo prodotto intermedio P3 presenta una forma sostanzialmente circolare, non perfettamente tonda, ma garantisce una gradualità ulteriore della trasformazione che appiattisce i vertici della sezione quadrangolare e prepara quest’ultima all’ultimo passaggio di laminazione nel quarto gruppo di laminazione 14 che concretizza un quarto passaggio di laminazione. Di fatto, il terzo gruppo di laminazione 13 permette il raggiungimento, nel quarto gruppo di laminazione 14, della voluta precisione dimensionale.

Il terzo prodotto intermedio P3 viene successivamente alimentato al quarto gruppo di laminazione 14, o gruppo finitore, nel quale viene laminato e calibrato per ottenere il prodotto laminato L finale con una forma della sezione trasversale tonda, calibrata ovvero che rispetta predefinite tolleranze dimensionali e geometriche, ovvero di forma.

In accordo con il presente trovato è possibile raggiungere tolleranze dimensionali comprese fra più e meno 0,lmm, ed anche inferiori. Inoltre, è anche possibile prevedere il raggiungimento di una tolleranza sull’ovalità del prodotto laminato L che è inferiore a 0,lmm.

In accordo con un ulteriore aspetto del presente trovato, il quarto gruppo di laminazione 14 comprende quattro quarti cilindri 24 di laminazione configurati per laminare il terzo prodotto intermedio P3. I quarti cilindri 24 sono provvisti di quarte gole circonferenziali 25 aventi una forma arcuata, a settore circolare, e definenti, nel loro insieme, un quarto canale di laminazione 26 di forma circolare, opportunamente calibrata per garantire il raggiungimento, nel prodotto laminato L, delle suddette tolleranze.

Ciascuno dei quarti cilindri 24 agisce su uno dei lati della sezione quadrangolare del secondo prodotto intermedio P2, ovvero secondo una direzione angolarmente sfalsata rispetto alla direzione di azione dei terzi cilindri 21.

I quarti cilindri 24, infatti, inducono sul terzo prodotto intermedio P3 quarte sollecitazioni di compressione F4 agenti lungo una quinta direzione T5 ed un sesta direzione T6 di azione che sono angolate rispetto alla terza T3 ed alla quarta direzione T5 di azione delle terze sollecitazioni di compressione F3.

In accordo con la soluzione realizzativa illustrata nella fig. 8, la quinta direzione T5 e la sesta direzione T6 di azione delle quarte sollecitazioni di compressione F4 sono angolarmente distanziate di circa 45° rispetto alla terza direzione T3 e la quarta direzione T4.

In questo caso, pertanto i quarti cilindri 24 sono disposti secondo una configurazione ad “X”, ovvero disponendo i quarti cilindri 24 in modo che le direzioni di sviluppo Q delle quarte gole circonferenziali 25 si intersechino in corrispondenza del centro del quarto canale di laminazione 26.

Le direzioni di sviluppo Q sono disposte in questo caso angolarmente sfalsate, nel caso di specie di 45°, rispetto alla direzione di sviluppo Y delle terze gole circonferenziali 23.

In accordo con una possibile soluzione realizzativa, nel quarto gruppo di laminazione 14 il terzo prodotto intermedio P3 può subire una riduzione della sezione trasversale di circa 5%, o inferiore.

Il materiale è sottoposto nel terzo 13 e nel quarto gruppo di laminazione 14 a sollecitazioni di deformazione che sono inferiori rispetto a quelle cui è stato sottoposto in precedenza nel primo 1 1 e nel secondo gruppo di laminazione 12. Nel terzo e nel quarto passaggio di laminazione infatti, l’azione di laminazione non è tale da generare tensioni interne nel materiale che possono compromettere le proprietà di resistenza meccanica del materiale stesso.

La configurazione a quattro cilindri di laminazione, sia nel terzo gruppo di laminazione 13 sia nel quarto gruppo di laminazione 14, permette di ampliare il campo dimensionale dei prodotti processabili senza richiedere una sostituzione dei cilindri di laminazione, ma unicamente variando le dimensioni del canale di laminazione definito fra questi ultimi.

A solo titolo esemplificativo, si può prevedere che con un set di cilindri del primo 11, del secondo 12, del terzo 13 e del quarto gruppo di laminazione 14 si possano processare barre con dimensioni variabili fra 36mm e 44mm, senza necessità di sostituire i rispettivi cilindri, e rispettando le tolleranze sopra richieste.

Tale vantaggio è ottenuto anche grazie alla particolare forma del primo canale di laminazione 16 che, anche nel caso in cui vengano modificate le sue dimensioni, ad esempio perché richiesto di processare un prodotto metallico M con diverse dimensioni, è possibile garantire, nei passaggi a valle, ad esempio nel secondo passaggio, il raggiungimento delle forme volute, ad esempio quadrangolare, e poi tonda.

È chiaro che al metodo ed apparato di laminazione di prodotti metallici fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall’ambito del presente trovato.

E anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz’altro realizzare molte altre forme equivalenti di un metodo ed apparato di laminazione di prodotti metallici, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell’ambito di protezione da esse definito.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI I . Metodo di laminazione di prodotti metallici comprendente una pluralità di passaggi di laminazione sequenziali durante i quali un prodotto metallico (P) viene laminato, caratterizzato dal fatto che comprende: - un primo passaggio di laminazione di detto prodotto metallico (P) per ottenere un primo prodotto intermedio (PI) avente forma della sezione trasversale a losanga con angoli opposti uguali fra loro ed angoli adiacenti diversi; - un secondo passaggio di laminazione di detto primo prodotto intermedio (PI) per ottenere un secondo prodotto intermedio (P2) avente forma della sezione trasversale quadrangolare con angoli tra loro sostanzialmente uguali; - un terzo passaggio di laminazione di detto secondo prodotto intermedio (P2) per ottenere un terzo prodotto intermedio (P3) con forma della sezione trasversale sostanzialmente tonda, non rifinita; - un quarto passaggio di laminazione di detto terzo prodotto intermedio (P3) per ottenere un prodotto laminato (L) finale con forma della sezione trasversale tonda, calibrata.
2. 2. Metodo come nella rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto primo passaggio di laminazione viene eseguito mediante due primi cilindri (15) di laminazione definenti fra loro un primo canale di laminazione (16) con forma anch’essa a losanga.
3. 3. Metodo come nella rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che in detto primo passaggio di laminazione vengono indotte prime sollecitazioni di compressione (FI) agenti lungo una prima direzione (Tl) ed in posizioni diametralmente contrapposte di detto prodotto metallico (M).
4. 4. Metodo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto secondo passaggio di laminazione viene eseguito mediante due secondi cilindri (18) di laminazione definenti fra loro un secondo canale di laminazione (19) con forma quadrangolare, con angoli tra loro sostanzialmente uguali.
5. 5. Metodo come nella rivendicazione 3 e 4, caratterizzato dal fatto che in detto secondo passaggio di laminazione vengono indotte seconde sollecitazioni di compressione (F2) agenti lungo una seconda direzione (T2), ortogonale a detta prima direzione (Tl), ed in posizioni contrapposte di detto primo prodotto intermedio (PI).
6. 6. Metodo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo passaggio di laminazione e detto secondo passaggio di laminazione inducono una riduzione delle dimensioni della sezione trasversale anche superiori al 66% delle dimensioni di partenza del prodotto metallico (P).
7. 7. Metodo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto terzo passaggio di laminazione viene eseguito mediante quattro terzi cilindri (21), e detto quarto passaggio di laminazione viene eseguito mediante quattro quarti cilindri (24).
8. 8. Metodo come nella rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti terzi cilindri (21) agiscono ciascuno in corrispondenza di uno dei quattro vertici della sezione trasversale quadrangolare del secondo prodotto intermedio (P2) per appiattire detti vertici.
9. 9. Metodo come nella rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che detti quarti cilindri (24) agiscono ciascuno in corrispondenza di uno dei quattro lati della sezione trasversale quadrangolare del secondo prodotto intermedio (P2).
10. 10. Metodo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che durante detto terzo passaggio di laminazione detto secondo prodotto intermedio (P2) subisce una riduzione della sezione trasversale compresa fra 5% e 15%.
11. 11. Metodo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che durante detto quarto passaggio di laminazione detto terzo prodotto intermedio (P3) subisce una riduzione della sezione trasversale di circa 5%, o inferiore.
12. 12. Apparato di laminazione di prodotti metallici comprendente una pluralità di gruppi di laminazione, caratterizzato dal fatto che comprende: - un primo gruppo di laminazione (11) provvisto di primi cilindri (15) di laminazione definenti un primo canale di laminazione (16) con forma a losanga con angoli opposti uguali fra loro ed angoli adiacenti diversi; - un secondo gruppo di laminazione (12) provvisto di secondi cilindri (18) di laminazione definenti un secondo canale di laminazione (19) con forma quadrangolare, con angoli tra loro sostanzialmente uguali; - un terzo gruppo di laminazione (13) provvisto di terzi cilindri (21) di laminazione definenti un terzo canale di laminazione (22) con forma sostanzialmente tonda; - un quarto gruppo di laminazione (14) provvisto di quarti cilindri (24) di laminazione definenti un quarto canale di laminazione (26) con forma circolare.
13. 13. Apparato come nella rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detto primo gruppo di laminazione (11) comprende due primi cilindri (15) provvisti ciascuno di una prima gola circonferenziale (17) sagomata a “V”.
14. 14. Apparato come nella rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che detta prima gola circonferenziale (17) ha un angolo al vertice (a) di ampiezza compresa fra 100° e 140°, preferibilmente fra 102° e 134°.
15. 15. Apparato come nella rivendicazione 13 o 14, caratterizzato dal fatto che detto secondo gruppo di laminazione (12) comprende due secondi cilindri (18) aventi assi di rotazione ortogonali rispetto a quelli dei primi cilindri (15) e provvisti ciascuno di una seconda gola circonferenziale (20) sagomata a “V”.
16. 16. Apparato come nella rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detta seconda gola circonferenziale (20) ha un angolo al vertice (β) di ampiezza compresa fra 80° e 100°, preferibilmente di circa 90°.
17. 17. Apparato come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 16, caratterizzato dal fatto che detto terzo gruppo di laminazione (13) comprende quattro terzi cilindri (21) provvisti ciascuno di una terza gola circonferenziale (23) avente forma arcuata, a settore circolare.
18. 18. Apparato come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 17, caratterizzato dal fatto che detto quarto gruppo di laminazione (14) comprende quattro quarti cilindri (24) di laminazione provvisti ciascuno di una quarta gola circonferenziale (25) avente forma arcuata, a settore circolare.