ITUD20000087A1 - Dispositivo di raffreddamento per anelli di laminazione e relativo procedimento - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO DI RAFFREDDAMENTO PER ANELLI DI LAMINAZIONE E RELATIVO PROCEDIMENTO"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Forma oggetto del presente trovato un dispositivo per il raffreddamento degli anelli di laminazione di una gabbia di laminazione. Forma altresì oggetto del trovato il procedimento realizzato con tale dispositivo .

Il trovato si applica in cooperazione con gabbie di laminazione utilizzate per laminare prodotti lunghi quali barre, tondini, fili o profilati in genere, o prodotti piani quali nastri o lamiere.

STATO DELLA TECNICA

E' noto nella tecnica prevedere sistemi dì raffreddamento associati alle gabbie di laminazione e predisposti per erogare getti di un fluido di raffreddamento, normalmente acqua, sulla superficie degli anelli o dei cilindri di lavoro delle gabbie stesse. E' infatti noto che il surriscaldamento di tali superfici, derivante dai ripetuti passaggi di laminazione a contatto con la superficie calda del prodotto da laminare, genera usure precoci degli anelli-cilindri stessi e condizioni di laminazione non ideali.

Normalmente, pertanto, vengono previsti sistemi di raffreddamento comprendenti ugelli erogatori di fluido montati su collettori arcuati disposti in cooperazione con la periferia degli anelli stessi. I collettori sono montati fissi sulla spalla della gabbia, ad una certa distanza dalla superficie da raffreddare, e sono disposti in modo da coprire, con i relativi ugelli erogatori, una parte rilevante della circonferenza degli anelli-cilindri.

Un problema che deriva dall 'utilizzo di tali sistemi è dovuto al fatto che, a causa della posizione fissa di detti collettori, la distanza tra ugelli erogatori e superficie da raffreddare si modifica ogni volta che i cilindri di laminazione vengono regolati in chiusura a definire un differente valore del gap.

Inoltre, è noto che gli anelli di laminazione vengono sottoposti a periodiche operazioni di rilavorazione superficiale per ripristinare la forma geometrica dei canali di laminazione che si deteriora e si deforma a causa dell'usura indotta dai passaggi di laminazione.

Ognuna di tali operazioni di rilavoraz ione determina una diminuzione del diametro dell'anello, che può ridursi anche del 15-20% rispetto al suo valore originario prima che sia necessario procedere alla sua sostituzione.

La modifica della distanza fra ugelli e superficie da raffreddare, causata dai motivi sopra esposti, provoca una variazione delle condizioni di raffreddamento, che dipendono principalmente dalla portata d'acqua e dalla pressione d'impatto contro tale superficie.

Poiché la pressione d'impatto diminuisce rapidamente all'aumentare della distanza dal punto di erogazione, all'incirca con funzione quadratica, è evidente che una modifica anche piccola di tale distanza comporta variazioni elevate nei parametri di raffreddamento. La dipendenza del raffreddamento dalle condizioni di lavoro determina gravi inconvenienti operativi in quanto non permette di assicurare un controllo sicuro della temperatura degli anelli e quindi riduce l'efficienza e l'affidabilità del sistema di raffreddamento.

Inoltre, le condizioni di lavoro non ideali dei cilindri, che possono essere soggetti a surriscaldamenti causati da un raffreddamento non efficace, ne determinano un'usura precoce con conseguente riduzione della loro vita media. .

Un altro inconveniente deriva dal fatto che, a causa della distanza variabile tra ugelli e superficie da raffreddare, si possono generare spruzzi incontrollati che investono l'intera gabbia. Per risolvere tali inconvenienti ed ottenere ulteriori vantaggi la proponente ha ideato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

II presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rispettive rivendicazioni principali, le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche dell'idea di soluzione principale. Lo scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo di raffreddamento per anelli di laminazione, ed il relativo procedimento, tali da garantire condizioni di raffreddamento efficienti e costanti anche in presenza di parametri di lavoro variabili, quali quelli derivanti da una modifica del gap fra i cilindri o quelli causati da variazioni del diametro dei cilindri generate da rilavorazioni e rettifiche.

In particolare, lo scopo del trovato è quello di garantire la sostanziale costanza della distanza fra il punto di erogazione del fluido di raffreddamento da parte di relativi mezzi erogatori e la superficie dell'anello; ciò allo scopo di assicurare, una volta impostati i voluti parametri, il mantenimento di condizioni di raffreddamento efficienti.

Il dispositivo di raffreddamento comprende una pluralità di collettori disposti in cooperazione con la circonferenza dei cilindri di laminazione.

Ciascuno di detti collettori è atto a supportare una pluralità di elementi di erogazione, quali ugelli, aperture o simili, rivolti verso la superficie da raffreddare ed idonei ad erogare un getto di fluido raffreddante su detta superficie. Secondo una caratteristica del trovato, tali collettori sono montati su un supporto solidale almeno ad una guarnitura del relativo cilindro.

In questo modo, ad ogni nuova regolazione del gap fra i cilindri, con conseguente modifica della posizione reciproca delle guarniture, i collettori si spostano insieme alle guarniture, per cui la loro posizione rispetto alla superficie dei cilindri rimane sostanzialmente costante per qualsiasi valore che detto gap assume.

Secondo un'altra caratteristica, detti collettori sono intercambiabili con altri analoghi, ma aventi una dimensione differente e correlata almeno al differente diametro degli anelli/cilindri.

Secondo una variante, detti collettori sono spostabili in modo controllato verso la superficie del cilindro e rispetto al loro supporto fisso e solidale alla relativa guarnitura.

Pertanto, ogni volta che i cilindri/anelli vengono smontati per eseguire rilavorazioni e rettifiche superficiali, con conseguente modifica del loro diametro, i collettori vengono o sostituiti con altri di dimensioni differenti, oppure la loro posizione di montaggio viene modificata, per garantire che la distanza fra punto di erogazione del fluido refrigerante e superficie del cilindro rimanga sostanzialmente costante.

Secondo una variante, la posizione di detti collettori può essere modificata per variare, od anche variare, l'intensità del raffreddamento della superficie dei cilindri.

In una prima soluzione, la regolazione della posizione dei collettori avviene mediante regolazione meccanica della loro posizione di montaggio sul relativo supporto e rispetto alla superficie del cilindro. In un'altra soluzione, detta regolazione avviene in modo sostanzialmente automatico tramite attuatori di posizionamento associati a detto supporto e comandabili a distanza. In un'ulteriore soluzione, detta regolazione della posizione dei collettori viene eseguita tramite un gruppo di controllo atto a gestire il funzionamento della gabbia di laminazione; 1al nuovo valore del diametro risultante dei cilindri dopo la rettifica e/o in base al valore del gap impostato, tale gruppo di controllo regola automaticamente la posizione dei collettori per garantire la costanza della distanza fra ugelli e superficie.

In una ulteriore evoluzione, i collettori, od almeno parte di essi, sono traslabili lungo il relativo supporto secondo una direzione sostanzialmente parallela all'asse dei cilindri, allo scopo di centrarsi rispetto ai canali di laminazione interessati dal passaggio del laminato. Secondo una prima soluzione, tale traslazione viene realizzata meccanicamente; secondo una variante, tale traslazione viene eseguita automaticamente mediante attuatori associati ad un gruppo di controllo.

Secondo il trovato, sulla parte esterna del supporto su cui sono montati i collettori, sono previsti innesti mediante i quali tali collettori vengono collegati a condutture flessibili atte ad alimentare il fluido di raffreddamento agli ugelli erogatori. L’utilizzo di condutture flessibili permette lo spostamento dei collettori verso la superficie dei cilindri e/o parallelamente ad essa senza comportare problemi all’alimentazione del fluido di raffreddamento.

L’utilizzo del trovato, garantendo la costanza della distanza fra ugelli erogatori e superficie dei cilindri, assicura condizioni di raffreddamento efficienti e costanti anche in presenza di condizioni di lavoro variabili dei cilindri stessi. Ciò determina anche un aumento della vita media del cilindro. Inoltre, la costanza della distanza fra ugelli e superficie del cilindro evita che la gabbia sia investita da spruzzi indesiderati.

Un ulteriore vantaggio deriva dal fatto che le condutture flessibili sono disposte e si estendono esterne al supporto dei collettori e quindi sono in una posizione protetta da surriscaldamenti e da urti o danneggiamenti meccanici.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato saranno chiare dalla descrizione di una realizzazione preferenziale, fatta con riferimento alle tavole allegate in cui si ha che :

- la fig. 1 illustra una vista frontale parzialmente in sezione di una gabbia di laminazione a cui si applica il trovato;

- la fig. 2 illustra la sezione A-A di fig. 1 ;

- la f i g . 3 i l lus tra i l di spos i t ivo di raf freddamento secondo il trovato in condizione disassemblata;

- la fig. 4 illustra una vista prospettica parziale di una gabbia di laminazione a cui si applica il trovato;

- la fig. 5 illustra una variante di fig. 1.

DESCRIZIONE DELLA REALIZZAZIONE PREFERENZIALE DEL

TROVATO

Con riferimento alle figure allegate, il numero di riferimento 10 indica genericamente una gabbia di laminazione che, nel caso di specie, è del tipo predisposto per la laminazione di prodotti lunghi quali profilati, tondini o simili. E’ ovvio che il trovato non è limitato a tale tipo di gabbia e può essere adottato anche in combinazione con gabbie per prodotti piani o di altro tipo.

La gabbia 10 è sostanzialmente costituita da una spalla 11 di supporto sulla quale sono fissate, due per lato, guarniture 12 di sostegno per una coppia di cilindri di laminazione 13, rispettivamente superiore 13a ed inferiore 13b. Le guarniture 12 presentano rispettivi fori 12a di montaggio dei cilindri 13 e di passaggio dei relativi alberi.

Sui cilindri di laminazione 13 sono calettati, nel caso di specie, una pluralità di anelli 14 atti a definire canali di laminazione 15 entro cui un laminato multiprof ilo viene inviato per essere sottoposto a laminazione. A monte ed a valle dei cilindri 13 sono presenti convenzionali cassette guida laminato 16 idonee ad introdurre correttamente il laminato multiprofilo entro detti canali 15.

Tutto ciò fa parte della tecnica nota e la gabbia di laminazione 10 non viene ulteriormente descritta in quanto altri dettagli sono ininfluenti ai fini della comprensione del trovato.

In cooperazione con ognuno di detti cilindri 13 sono presenti mezzi 17 per erogare un fluido raffreddante contro la superficie di detti anelli 14, allo scopo di evitarne il surriscaldamento dovuto ai passaggi successivi di laminazione.

Detti mezzi 17 comprendono, per ognuno dei due cilindri 13a, 13b, uno o più, due nel caso di specie, gruppi collettori 18 di forma disposti in cooperazione con una parte sostanziale della circonferenza di detti cilindri 13.

Detti gruppi collettori 18 supportano una pluralità di ugelli 19 rivolti verso la superficie di detti anelli 14 ed atti ad erogare un getto controllato di fluido di raffreddamento contro tale superficie, ed in particolare verso le gole fra gli anelli 14 definenti i canali di laminazione 15.

I collettori 18 sono atti ad essere alimentati con il fluido di raffreddamento attraverso rispettivi condotti flessibili 20 ed a inviare detto fluido di raffreddamento ai vari ugelli 19.

I collettori 18, rispettivamente superiori ed inferiori, sono montati su rispettive traverse 21 solidali alle relative guarniture 12 e disposte sostanzialmente parallele all'asse dei cilindri 13. II montaggio di ognuno dei collettori 18 su dette traverse 21 avviene tramite una relativa staffa 22 fissata mediante una vite o bullone 23.

Tale staffa 22, solidalmente collegata al relativo collettore 18 tramite una piastra di ancoraggio 25, presenta superiormente una conformazione sostanzialmente ad "U" ed è atta ad agganciarsi su un coniugato dente sporgente 24 della traversa 21. Pertanto, allentando la vite o bullone 23 la staffa 22 con il relativo collettore 18 può essere fatta scorrere lungo detto bordo 24, che funge quindi sostanzialmente da binario, per consentire la traslazione in una direzione parallela all'asse dei cilindri 13, allo scopo di centrare la posizione di detto collettore 18 e dei relativi ugelli 19 rispetto ai canali di laminazione 15.

Ogni collettore 18, essendo solidale alla relativa guarnitura 12, ne segue eventuali spostamenti eseguiti, ad esempio, per regolare il gap fra i cilindri 13 ad un nuovo valore. Si ottiene così che per qualunque nuovo e differente valore del gap la distanza fra collettori 18 e superficie degli anelli 14, o dei cilindri 13, rimane sostanzialmente costante ed indipendente da detto valore del gap, assicurando il mantenimento di condizioni di raffreddamento efficienti e costanti.

In una realizzazione del trovato, ogni collettore 18 può essere o sostituito con un altro analogo ma di differente dimensione, oppure spostato radialmente rispetto all'asse dei cilindri 13.

Ciò permette di modificare la posizione del punto di erogazione del fluido di raffreddamento in funzione di una variazione del diametro degli anelli 14, e quindi di una modifica della distanza fra superficie degli anelli 14 ed ugelli 19.

Lo spostamento radiale o la sostituzione dei collettori 18, viene eseguita in particolare nel caso in cui i cilindri 13 vengano rilavorati e rettificati superficialmente, con conseguente modifica del loro diametro.

Nel caso in cui si preveda lo spostamento dei collettori 18 rispetto alla relativa traversa 21, una prima realizzazione del trovato prevede che tale spostamento avvenga manualmente e con mezzi meccanici. Una prima. soluzione prevede di modificare la posizione di montaggio dei collettori 18 rispetto ai cilindri 13 inserendo degli spessori tra relativa staffa 22 e dente sporgente 24 della traversa 21. Un'altra soluzione prevede che sulla traversa 21 siano presenti più fori entro i quali può essere inserita la relativa vite o bullone 23 per modificare la posizione di montaggio del relativo collettore 18 rispetto al cilindro 13.

Un'altra realizzazione, schematicamente illustrata in fig. 5, prevede che la regolazione della posizione dei collettori 18 rispetto ai cilindri 13 sia eseguita tramite mezzi attuatori 26, ad esempio del tipo a martinetto pneumatico, idraulico, elettrico, a vite senza fine o di altro tipo ancora. L’azionamento di detti mezzi attuatori 26 è asservito ad un gruppo di comando 27 lontandisposto a cui possono essere forniti i dati relativi al nuovo diametro dei cilindri 13 dopo un'operazione di rilavorazione o rettifica e/o alla regolazione di chiusura dei cilindri 13. In base a questi dati, gli attuatori 26 vengono azionati per muovere i collettori 18 allo scopo di mantenere la distanza fra ugelli 19 e superficie dei cilindri 13 sempre costante indipendentemente dalle condizioni di lavoro della gabbia 10 e dei cilindri 13.

Sulla parte esterna di ognuna delle traverse 21 vengono fissati degli innesti 28 che permettono il collegamento fra collettori 18 e flessibili 20 che convogliano l’acqua di raffreddamento.

Tali flessibili 20 si vengono pertanto a posizionare in una zona esterna protetta sia da surriscaldamenti che da urti e danneggiamenti.

Al presente trovato possono essere apportate modifiche e varianti che rientrano tutte nell'oggetto del trovato stesso.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 - Dispositivo di raffreddamento per anelli (14) o cilindri (13) di laminazione in una gabbia di laminazione (10), detta gabbia (10) comprendendo guarniture (12) di supporto di detti cilindri (13) e mezzi (17, 18, 19) per erogare un fluido di raffreddamento sulla superficie di detti anelli (14) o cilindri (13), detti mezzi (17, 18, 19) comprendendo almeno un collettore (18) disposto attorno ad almeno parte della circonferenza di detti anelli (14) o cilindri (13) e mezzi (19) di erogazione, caratterizzato dal fatto che detto collettore (18) è montato su un supporto (21) solidalmente ancorato ad almeno una guarnitura (12) di un relativo cilindro (13). 2 - Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi a staffa (22) atti a fissare detto collettore (18) al relativo supporto (21). 3 - Dispositivo come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto supporto (21) si estende sostanzialmente parallelo rispetto all'asse di detti cilindri (13). 4 - Dispositivo come alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi a staffa (22) presentano superiormente una conformazione sostanzialmente ad "U" atta ad agganciarsi su un coniugato dente (24) di detto supporto (21). 5 - Dispositivo come alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto dente (24) è atto a consentire lo scorrimento di detti mezzi a staffa (22) e del relativo collettore (18) secondo una direzione sostanzialmente parallela all'asse di detti cilindri (13) per consentire il centraggio di detti mezzi erogatori (19) rispetto ai canali di laminazione (15) definiti tra detti anelli (14). 6 - Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto collettore (18) è sostituibile ed intercambiabile con altri di dimensione differente in funzione del valore del diametro di detti anelli (14) o cilindri (13). 7 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi atti a regolare la posizione di montaggio di detto collettore (18) rispetto al relativo supporto (21) allo scopo di mantenere sostanzialmente costante la distanza fra il punto di erogazione del fluido di raffreddamento e la superficie di detti anelli (14)/cilindri (13). 8 - Dispositivo come alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione comprendono spessori atti ad essere inseriti tra detta staffa (22) e detto supporto (21) per modificare la posizione di montaggio di detto collettore (18) rispetto alla superficie dei cilindri (13). 9 - Dispositivo come alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione comprendono elementi di ancoraggio differenziato ricavati su detto supporto (21) per detti mezzi a staffa (22) allo scopo di modificare la posizione di montaggio di detto collettore (18) rispetto alla superficie dei cilindri (13). 10 - Dispositivo come alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione comprendono mezzi attuatori (26) atti a modificare automaticamente la posizione di montaggio di detto collettore (18) in base ai comandi di un gruppo di controllo (27). 11 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende innesti (28) di collegamento atti ad essere fissati sulla parte esterna di detti supporti (21) ed a collegare detto collettore (18) con condutture flessibili (20) di alimentazione del fluido di raffreddamento. 12 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti supporti (21) è atto a supportare due o più di detti collettori (18). 13 - Procedimento di raffreddamento per anelli (14) o cilindri (13) di laminazione in una gabbia di laminazione (10), detta gabbia (10) comprendendo guarniture (12) di supporto di detti cilindri (13) e mezzi per erogare un fluido di raffreddamento sulla superficie di detti anelli (14) o cilindri (13), caratterizzato dal fatto che prevede di modificare la posizione di almeno parte di detti mezzi (17, 18, 19) erogatori del fluido di raffreddamento allo scopo di mantenere sempre sostanzialmente costante la distanza tra il punto di erogazione del fluido di raffreddamento e la superficie di detti anelli (14)/cilindri (13) indipendentemente dalle loro condizioni di lavoro. 14 - Procedimento come alla rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che prevede di montare detti mezzi erogatori (17, 18, 19) in modo solidale ad almeno una delle guarniture (12) di supporto di detti cilindri (13), per cui la posizione di detti mezzi erogatori (17, 18, 19) si modifica insieme alla variazione della posizione reciproca di dette guarniture (12) dopo ogni regolazione di chiusura dei cilindri (13) tale da modificare il valore del gap di laminazione, la distanza fra detto punto di erogazione e la superficie di detti cilindri (13) rimanendo sempre costante. 15 - Procedimento come alla rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che prevede la sostituzione di detti mezzi erogatori (17, 18, 19) con altri analoghi ma di dimensioni differenti dopo ogni operazione di rilavorazione o rettifica superficiale dei cilindri (13) tale da variare il diametro dei cilindri (13) stessi. 16 - Procedimento come alla rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che prevede di modificare la posizione dei mezzi erogatori (17, 18, 19) dopo ogni operazione di rilavorazione o rettifica superficiale dei cilindri (13) tale da ridurre il diametro dei cilindri (13) stessi. 17 - Procedimento come alla rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che prevede di modificare la posizione dei mezzi erogatori (17, 18, 19) manualmente mediante mezzi meccanici. 18 Procedimento come alla rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che prevede di modificare la posizione dei mezzi erogatori (17, 18, 19) automaticamente tramite mezzi attuatori . 19 - Procedimento come alla rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che l'azionamento di detti mezzi attuatori (26) è asservito ai comandi di un gruppo di controllo (27) che riceve i dati relativi almeno al nuovo diametro dei cilindri (13) dopo la rilavorazione o rettifica superficiale o ad un nuovo valore del gap fra i cilindri (13) . 20 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti da 13 a 19, caratterizzato dal fatto che prevede che la posizione di detti mezzi erogatori (17, 18, 19) sia modificabile secondo una direzione sostanzialmente parallela all'asse di detti cilindri (13) allo scopo di centrare detti mezzi erogatori (17, 18, 19) rispetto a canali di laminazione (15) definiti tra detti anelli (14). 21 - Dispositivo di raffreddamento per anelli di laminazione e relativo procedimento sostanzialmente come descritto ed illustrato negli annessi disegni.