ITUD20120192A1 - METHOD FOR THE REALIZATION OF A CRYSTALLIZER FOR CONTINUOUS CASTING, AND CRYSTALLIZER SO IT GETED - Google Patents
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Description
"METODO PER LA REALIZZAZIONE DI UN CRISTALLIZZATORE PER COLATA CONTINUA, E CRISTALLIZZATORE COSI' OTTENUTO" "METHOD FOR THE REALIZATION OF A CRYSTALLIZER FOR CONTINUOUS CASTING, AND CRYSTALLIZER SO OBTAINED"
CAMPO DI APPLICAZIONE FIELD OF APPLICATION
Il presente trovato si riferisce ad un metodo per la realizzazione di un cristallizzatore per colata continua provvisto di una pluralità di canali ricavati nelle sue pareti ed attraverso i quali viene fatto passare un liquido di raffreddamento. The present invention relates to a method for manufacturing a crystallizer for continuous casting provided with a plurality of channels formed in its walls and through which a cooling liquid is made to pass.
In particolare, il cristallizzatore viene impiegato in campo siderurgico per colare billette o blumi di qualsiasi tipo e sezione, preferibilmente quadrata, o rettangolare, ma anche poligonale in genere, oppure tonda. In particular, the crystallizer is used in the steel industry to cast billets or blooms of any type and section, preferably square, or rectangular, but also polygonal in general, or round.
STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE
Sono noti cristallizzatori per colare billette o blumi aventi un corpo tubolare all'interno del quale viene raffreddato il metallo liquido. È anche noto prevedere che il corpo tubolare sia provvisto, nello spessore delle sue pareti, e per almeno parte dello sviluppo longitudinale, di una pluralità di canali di forma e dimensioni adeguata per il passaggio di un liquido di raffreddamento. I suddetti canali possono essere interconnessi reciprocamente fra loro a definire un circuito chiuso di raffreddamento. Crystallizers are known for casting billets or blooms having a tubular body inside which the liquid metal is cooled. It is also known that the tubular body is provided, in the thickness of its walls, and for at least part of its longitudinal extension, with a plurality of channels of suitable shape and size for the passage of a cooling liquid. The aforesaid channels can be mutually interconnected to define a closed cooling circuit.
Le operazioni di realizzazione dei canali di raffreddamento sulla lunghezza del cristallizzatore tubolare risultano particolarmente complesse e dispendiose in termini temporali e di attrezzature utilizzate. Esse richiedono, infatti, complesse operazioni di foratura e rifinitura per definire canali di passaggio che ottimizzino il flusso del liquido di raffreddamento. Ne conseguono elevati costi e tempi di realizzazione del cristallizzatore. Sono anche noti cristallizzatori comprendenti un primo componente, a sviluppo oblungo e di forma tubolare, ed un secondo componente, anch'esso tubolare associato esternamente ed a contatto con la superficie esterna del primo componente. The operations for making the cooling channels along the length of the tubular crystallizer are particularly complex and expensive in terms of time and equipment used. In fact, they require complex drilling and finishing operations to define passage channels that optimize the flow of the coolant. This results in high costs and production times for the crystallizer. Crystallizers are also known comprising a first component, with an oblong development and tubular shape, and a second component, also tubular associated externally and in contact with the external surface of the first component.
Il primo componente à ̈ provvisto, sulla sua superficie perimetrale esterna, di una pluralità di scanalature aperte verso l'esterno e ricavate lungo almeno parte della sua lunghezza. The first component is provided, on its external perimeter surface, with a plurality of grooves open towards the outside and obtained along at least part of its length.
Il secondo componente viene associato al primo componente mediante mezzi di collegamento meccanico, ad esempio mediante bulloni, spine, dadi, tiranti, o simili, per mantenere il contatto stretto fra la superficie esterna del primo componente e la superficie interna del secondo componente. Le scanalature vengono pertanto chiuse dalla parete interna del secondo componente a definire canali chiusi attraverso i quali viene fatto circolare, durante l'uso, il liquido di raffreddamento. The second component is associated with the first component by means of mechanical connection, for example by means of bolts, pins, nuts, tie rods, or the like, to maintain close contact between the external surface of the first component and the internal surface of the second component. The grooves are therefore closed by the inner wall of the second component to define closed channels through which the coolant is circulated during use.
Nella soluzione nota, il secondo componente comprende una pluralità di piastre, ciascuna delle quali associata mediante i suddetti mezzi di collegamento ad una porzione superficiale esterna del primo componente. In the known solution, the second component comprises a plurality of plates, each of which is associated by means of the aforementioned connection means to an external surface portion of the first component.
In questa soluzione, le operazioni di assemblaggio fra il primo ed il secondo componente risultano particolarmente complesse e lunghe. Infatti, per garantire la corretta tenuta idraulica dei canali di raffreddamento in ogni zona superficiale interessata dalle scanalature, à ̈ necessario prevedere un elevato numero di mezzi di collegamento. Ciò à ̈ necessario anche per tener conto delle diverse dilatazioni termiche cui à ̈ sottoposto il primo componente rispetto al secondo componente. In this solution, the assembly operations between the first and the second component are particularly complex and lengthy. In fact, to ensure the correct hydraulic seal of the cooling channels in each surface area affected by the grooves, it is necessary to provide a large number of connection means. This is also necessary to take into account the different thermal expansions to which the first component is subjected with respect to the second component.
Uno scopo del presente trovato à ̈ quello di mettere a punto un metodo di realizzazione di un cristallizzatore per colata continua del tipo sopra indicato che sia semplice e rapido e che permetta di ridurre 1 costi di fabbricazione del cristallizzatore. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a crystallizer for continuous casting of the type indicated above which is simple and rapid and which allows to reduce the manufacturing costs of the crystallizer.
Un ulteriore scopo del presente trovato à ̈ quello di realizzare un cristallizzatore per colata continua avente un'elevata rigidità strutturale tale da garantire un'elevata qualità del prodotto che viene colato . A further object of the present invention is to provide a crystallizer for continuous casting having a high structural rigidity such as to guarantee a high quality of the product being cast.
Un ulteriore scopo del presente trovato à ̈ quello di realizzare un cristallizzatore per colata continua del tipo sopra indicato che permetta di aumentare la vita utile in condizioni di alta efficienza di colaggio. A further object of the present invention is to provide a crystallizer for continuous casting of the type indicated above which allows to increase the useful life in conditions of high casting efficiency.
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. In order to obviate the drawbacks of the known art and to obtain these and further objects and advantages, the Applicant has studied, tested and implemented the present invention.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO EXPOSURE OF THE FOUND
Il presente trovato à ̈ espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale . The present invention is expressed and characterized in the independent claims. The dependent claims disclose other characteristics of the present invention or variants of the main solution idea.
In accordo con i suddetti scopi, un metodo per la realizzazione di un cristallizzatore per colata continua, secondo il presente trovato comprende: In accordance with the aforementioned purposes, a method for manufacturing a crystallizer for continuous casting, according to the present invention, comprises:
una prima fase di realizzazione di un primo componente tubolare, o componente interno, a sviluppo oblungo; a first step of making a first tubular component, or internal component, with an oblong development;
- una seconda fase di realizzazione di un secondo componente tubolare, o componente esterno, a sviluppo oblungo avente forma uguale ma dimensione della sezione maggiore di quella del primo componente tubolare; e - a second step of manufacturing a second tubular component, or external component, with an oblong development having the same shape but a larger section size than that of the first tubular component; And
- una terza fase di inserimento del componente interno nel componente esterno, in modo da disporre l'intero perimetro esterno del componente interno affacciato ed in prossimità del perimetro interno del componente esterno per realizzare successivamente il contatto reciproco fra le rispettive superfici di contatto del componente interno ed esterno. Si concretizza in questo modo un cristallizzatore sostanzialmente monolitico. - a third step for inserting the internal component into the external component, so as to arrange the entire external perimeter of the facing internal component and in proximity to the internal perimeter of the external component to subsequently achieve mutual contact between the respective contact surfaces of the internal component and external. In this way, a substantially monolithic crystallizer is realized.
Secondo un aspetto del presente trovato, sia il componente interno che il componente esterno sono ricavati ciascuno in corpo unico, cioà ̈ in un unico pezzo monolitico. Tale soluzione permette di ottenere una continuità di scambio termico nell'intera sezione trasversale del cristallizzatore. Infatti, in questo caso, si evitano possibili discontinuità che alterano la capacità di trasferimento del calore e che generano nel cristallizzatore zone a raffreddamento differenziato. Tali zone risulterebbero particolarmente dannose dal punto di vista della qualità finale del prodotto metallico che viene colato. According to an aspect of the present invention, both the internal component and the external component are each obtained in a single body, ie in a single monolithic piece. This solution allows to obtain a continuity of heat exchange in the entire cross section of the crystallizer. In fact, in this case, possible discontinuities are avoided which alter the heat transfer capacity and which generate differentiated cooling zones in the crystallizer. These areas would be particularly harmful from the point of view of the final quality of the metal product being cast.
Secondo un ulteriore aspetto, prima della terza fase di inserimento del componente interno all'interno del componente esterno, à ̈ prevista la realizzazione, sulle superfici perimetrali del componente interno e/o del componente estero, di una pluralità di scanalature longitudinali aperte verso l'esterno e rispetto alla superficie nella quale vengono realizzate. According to a further aspect, before the third step of inserting the internal component inside the external component, it is foreseen the realization, on the perimeter surfaces of the internal component and / or of the external component, of a plurality of longitudinal grooves open towards the external and with respect to the surface in which they are made.
In particolare, una forma di realizzazione prevede di ricavare le scanalature longitudinali nella superficie esterna del componente interno. Un'altra forma di realizzazione prevede la realizzazione delle scanalature longitudinali nella superficie interna del componente esterno. Un'ulteriore forma di realizzazione ancora prevede la realizzazione delle scanalature longitudinali sia nella superficie esterna del componente interno, sia nella superficie interna del componente esterno. In particular, one embodiment provides for making the longitudinal grooves in the external surface of the internal component. Another embodiment provides for the realization of the longitudinal grooves in the internal surface of the external component. A still further embodiment provides for the realization of the longitudinal grooves both in the external surface of the internal component and in the internal surface of the external component.
La realizzazione, su una superficie, di scanalature longitudinali aperte risulta tecnicamente più agevole e veloce rispetto alla realizzazione di canali longitudinali ottenuti forando lo spessore di un unico corpo tubolare. The realization, on a surface, of open longitudinal grooves is technically easier and faster than the realization of longitudinal channels obtained by drilling the thickness of a single tubular body.
Secondo un altro aspetto del presente trovato, durante la terza fase à ̈ previsto l'accoppiamento intimo e permanente fra la superficie esterna del componente interno e la superficie interna del componente esterno, per chiudere le scanalature longitudinali ottenendo così canali di passaggio di un liquido di raffreddamento. In questo modo si concretizza un cristallizzatore sostanzialmente monolitico . According to another aspect of the present invention, during the third phase, an intimate and permanent coupling is provided between the external surface of the internal component and the internal surface of the external component, to close the longitudinal grooves thus obtaining channels for the passage of a liquid. cooling. In this way a substantially monolithic crystallizer is realized.
L'accoppiamento intimo e permanente del componente interno con il componente esterno garantisce la tenuta stagna tra i canali anche se, in questi ultimi, vengono fatti circolare liquidi di raffreddamento con elevate pressioni di esercizio e se si verifica una dilatazione termica del materiale metallico che costituisce i due componenti tubolari. Inoltre, tale tecnica di accoppiamento risulta più agevole e veloce rispetto all'applicazione di mezzi di collegamento meccanici come previsti nella tecnica nota. The intimate and permanent coupling of the internal component with the external component guarantees the watertight seal between the channels even if, in the latter, cooling liquids with high operating pressures are circulated and if there is a thermal expansion of the metallic material that constitutes the two tubular components. Furthermore, this coupling technique is easier and faster than applying mechanical connection means as provided in the known art.
Secondo una forma di realizzazione, il suddetto accoppiamento intimo e permanente avviene mediante la tecnica di brasatura. La brasatura permette di collegare reciprocamente il componente interno ed esterno lungo l'intera superficie, rispettivamente esterna ed interna. Si realizza, in questo modo, una perfetta unione dei due componenti ed un'adeguata resistenza meccanica equidistribuita sull'intera zona di accoppiamento fra i due componenti, che diventano praticamente una struttura monolitica. According to an embodiment, the aforementioned intimate and permanent coupling takes place by means of the brazing technique. Brazing allows the internal and external component to be mutually connected along the entire surface, respectively external and internal. In this way, a perfect union of the two components is achieved and an adequate mechanical strength equally distributed over the entire coupling area between the two components, which practically become a monolithic structure.
In un'altra forma di realizzazione, durante la terza fase si prevede prima di dilatare termicamente il componente esterno e poi di inserire il componente interno in quello esterno. Il successivo raffreddamento del componente esterno, con conseguente suo ritiro, permette di ottenere un accoppiamento per interferenza con il componente interno. In another embodiment, during the third phase it is foreseen first to thermally expand the external component and then to insert the internal component in the external one. The subsequent cooling of the external component, with its consequent withdrawal, allows to obtain a coupling by interference with the internal component.
Altre forme di realizzazione prevedono che l'accoppiamento della superficie esterna del componente interno e della superficie interna del componente esterno sia realizzata mediante incollaggio, utilizzando idonee colle resistenti alle alte temperature e pressioni. Other embodiments provide that the coupling of the external surface of the internal component and the internal surface of the external component is achieved by gluing, using suitable glues resistant to high temperatures and pressures.
Il presente trovato si riferisce anche al cristallizzatore per colata continua ottenuto con il metodo sopra descritto. The present invention also refers to the crystallizer for continuous casting obtained with the method described above.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI ILLUSTRATION OF DRAWINGS
Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui: These and other characteristics of the present invention will become clear from the following description of an embodiment, provided by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings in which:
- la fig. 1 Ã ̈ una vista di una sezione longitudinale di un cristallizzatore per colata continua secondo il presente trovato; - fig. 1 is a view of a longitudinal section of a crystallizer for continuous casting according to the present invention;
- la fig. 2 Ã ̈ una vista in sezione secondo la linea II-II di fig. 1; - fig. 2 is a sectional view along the line II-II of fig. 1;
- la fig. 3 Ã ̈ una vista di una variante di fig. 2; - fig. 3 is a view of a variant of fig. 2;
- la fig. 4 Ã ̈ una vista in sezione di un particolare di fig. 2, in accordo con una prima variante realizzativa; - fig. 4 is a sectional view of a detail of fig. 2, in accordance with a first embodiment variant;
- la fig. 5 Ã ̈ una vista in sezione di un particolare di fig. 2, in accordo con una seconda variante realizzativa; - fig. 5 is a sectional view of a detail of fig. 2, in accordance with a second embodiment variant;
- la fig. 6 Ã ̈ una vista in sezione di un particolare di fig. 3, in accordo con una variante di realizzazione; - fig. 6 is a sectional view of a detail of fig. 3, in accordance with a variant embodiment;
- la fig. 7 Ã ̈ una vista in sezione di un particolare di fig. 2, in accordo con una variante di realizzazione ; - fig. 7 is a sectional view of a detail of fig. 2, in accordance with a variant embodiment;
- la fig. 8 Ã ̈ una vista in sezione di una variante di fig. 1. - fig. 8 is a sectional view of a variant of fig. 1.
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. To facilitate understanding, identical reference numbers have been used wherever possible to identify identical common elements in the figures. It should be understood that elements and features of one embodiment can be conveniently incorporated into other embodiments without further specification.
DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Con riferimento alla fig. 1, un cristallizzatore per colata continua viene indicato nel suo complesso con il numero di riferimento 10 e comprende un corpo tubolare 11 a sviluppo longitudinale lungo un asse longitudinale Z, attraverso il quale viene colato il materiale metallico. With reference to fig. 1, a crystallizer for continuous casting is indicated as a whole with the reference number 10 and comprises a tubular body 11 with longitudinal development along a longitudinal axis Z, through which the metallic material is poured.
II corpo tubolare 11 comprende, a sua volta, un primo componente tubolare, o componente interno 12 ed un secondo componente tubolare, o componente esterno 13 tubolare associato al componente interno 12 esternamente ad esso. The tubular body 11 in turn comprises a first tubular component, or internal component 12 and a second tubular component, or external tubular component 13 associated with the internal component 12 externally thereto.
II componente interno 12 ed il componente esterno 13 hanno forma di sezione uguale fra loro, nella fattispecie (fig. 2) forma sostanzialmente quadrata o rettangolare, in modo da permettere l'inserimento del componente interno 12 nella cavità del componente esterno 13. The internal component 12 and the external component 13 have the same cross-sectional shape, in this case (fig. 2) a substantially square or rectangular shape, so as to allow the insertion of the internal component 12 into the cavity of the external component 13.
Gli spigoli perimetrali almeno del componente interno 12 sono opportunamente raccordati per evitare in tali zone un'intensificazione dell'azione di raffreddamento sul metallo che viene colato. The perimeter edges at least of the internal component 12 are suitably joined to avoid in these areas an intensification of the cooling action on the metal being cast.
In altre forme di realizzazione, il componente interno 12 ed il componente esterno 13 hanno una forma della sezione, circolare, poligonale o mista scelta anche in ragione del tipo di prodotto metallico che il cristallizzatore deve realizzare. In other embodiments, the internal component 12 and the external component 13 have a cross-sectional shape, circular, polygonal or mixed, chosen also on the basis of the type of metal product that the crystalliser has to make.
II componente interno 12 Ã ̈ realizzato in rame o sue leghe, quale una lega rame-argento, o una lega ramecromo-zirconio . The internal component 12 is made of copper or its alloys, such as a copper-silver alloy, or a copper-chromium-zirconium alloy.
Il componente esterno 13 à ̈ realizzato con un materiale che può essere una lega in rame-argento oppure in acciaio. The external component 13 is made with a material that can be a copper-silver alloy or steel.
Il componente interno 12 à ̈ realizzato in pezzo unico, ha sviluppo sostanzialmente longitudinale lungo il suddetto asse longitudinale Z e presenta una prima superficie 14 interna definente una cavità passante, la quale, durante l'uso, à ̈ a contatto con il materiale metallico colato, ed una seconda superficie 15 esterna. The internal component 12 is made in a single piece, has a substantially longitudinal development along the aforementioned longitudinal axis Z and has a first internal surface 14 defining a through cavity, which, during use, is in contact with the cast metal material. , and a second outer surface 15.
Forme di realizzazione prevedono che la prima superficie 14 sia rivestita con uno strato di rivestimento avente funzione di aumentare la resistenza all'usura, nonché di consentire uno scorrimento a basso attrito. A solo titolo esemplificativo, lo strato di rivestimento à ̈ in materiale comprendente una lega di cromo o di nichel cromo. Embodiments provide that the first surface 14 is coated with a coating layer having the function of increasing wear resistance, as well as allowing low friction sliding. By way of example only, the coating layer is made of a material comprising a chromium or nickel-chromium alloy.
La seconda superficie 15 à ̈ provvista di una pluralità di scanalature longitudinali 16 ricavate lungo lo sviluppo longitudinale del corpo tubolare 11 The second surface 15 is provided with a plurality of longitudinal grooves 16 obtained along the longitudinal development of the tubular body 11
Forme di realizzazione, prevedono che le suddette scanalature longitudinali 16 siano ricavate sostanzialmente parallele al suddetto asse longitudinale Z. Embodiments provide that the aforesaid longitudinal grooves 16 are obtained substantially parallel to the aforesaid longitudinal axis Z.
Nella forma di realizzazione rappresentata in fig. In the embodiment shown in fig.
2, le scanalature longitudinali 16 hanno forma della sezione sostanzialmente rettangolare con vertici raccordati, anche se non si escludono anche altre forme. 2, the longitudinal grooves 16 have a substantially rectangular cross-sectional shape with connected vertices, even if other shapes are not excluded.
Ad esempio con riferimento alla forma di realizzazione di fig. 4 le scanalature longitudinali 16 sono ricavate nella seconda superficie 15 del componente interno 12 ed hanno una forma della sezione trapezoidale, ovvero a coda di rondine. In particolare, le scanalature longitudinali 16 sono disposte con una base maggiore 22 della sezione trapezoidale rivolta verso la parte interna del componente interno 12, e con una base minore 23 della sezione trapezoidale rivolta verso la seconda superficie 15. In questo modo si aumenta la capacità di scambio termico vista la maggior superficie di scambio e la maggior quantità di liquido di raffreddamento circolante. Inoltre, viene mantenuta invariata l'estensione complessiva della superficie di contatto fra il componente interno 12 ed il componente esterno 13. Le stesse considerazioni si applicano in maniera duale anche al caso in cui le scanalature longitudinali 16 siano realizzate nel componente esterno 13, anziché in quello interno 12. For example, with reference to the embodiment of fig. 4, the longitudinal grooves 16 are formed in the second surface 15 of the internal component 12 and have a trapezoidal section shape, ie dovetail. In particular, the longitudinal grooves 16 are arranged with a larger base 22 of the trapezoidal section facing the internal part of the internal component 12, and with a smaller base 23 of the trapezoidal section facing the second surface 15. In this way the capacity is increased. of heat exchange given the greater exchange surface and the greater quantity of circulating coolant. Furthermore, the overall extension of the contact surface between the internal component 12 and the external component 13 is kept unchanged. The same considerations apply in a dual manner also to the case in which the longitudinal grooves 16 are made in the external component 13, instead of in the inner 12.
Il componente esterno 13 Ã ̈ ricavato anch'esso in corpo unico e presenta uno sviluppo oblungo lungo il suddetto asse longitudinale Z. The external component 13 is also obtained in a single body and has an oblong development along the aforementioned longitudinal axis Z.
Il componente esterno 13 presenta una terza superficie 17 interna, di forma e dimensioni coniugate alla seconda superficie 15 del componente interno 12, ed una quarta superficie 18 esterna, alla quale sono eventualmente associati mezzi di supporto ed oscillazione del cristallizzatore 10. The external component 13 has a third internal surface 17, with a shape and dimensions conjugated to the second surface 15 of the internal component 12, and a fourth external surface 18, to which support and oscillation means of the crystallizer 10 are optionally associated.
La terza superficie 17 del componente esterno 13, in uso, Ã ̈ intimamente collegata ed a contatto con la seconda superficie 15 del componente interno 12. In particolare, la seconda superficie 15 e la terza superficie 17 sono collegate reciprocamente fra loro mediante un materiale di collegamento 19. The third surface 17 of the external component 13, in use, is intimately connected and in contact with the second surface 15 of the internal component 12. In particular, the second surface 15 and the third surface 17 are mutually connected by means of a material of connection 19.
Forme di realizzazione prevedono che il materiale di collegamento 19 sia costituito da un brasante. Embodiments provide that the connection material 19 is constituted by a brazing agent.
Altre forme realizzative prevedono che il materiale brasante sia scelto in un gruppo comprendente leghe a base di stagno, piombo, rame, argento, zinco o loro combinazioni . Other embodiments provide that the brazing material is selected from a group comprising alloys based on tin, lead, copper, silver, zinc or combinations thereof.
Anche se nel seguito della descrizione si farà riferimento unicamente alla soluzione in cui à ̈ previsto l'utilizzo di un materiale brasante, non si esclude che, in altre forme di realizzazione, il collegamento fra il componente interno 12 ed il componente esterno 13 avvenga mediante operazioni di incollaggio, ovvero mediante l'utilizzo di un materiale collante. Even if in the following description reference will be made only to the solution in which the use of a brazing material is provided, it is not excluded that, in other embodiments, the connection between the internal component 12 and the external component 13 occurs by means of gluing operations, i.e. through the use of an adhesive material.
Forme di realizzazione prevedono che il materiale di collegamento 19 sia un materiale collante scelto in un gruppo comprendente almeno resine epossidiche, cinoacrilati o colle simili od assimilabili ed adeguate per il particolare impiego. Embodiments provide that the connection material 19 is an adhesive material selected from a group comprising at least epoxy resins, cinoacrylates or similar or similar glues and suitable for the particular use.
Il componente interno 12 Ã ̈ di fatto inserito all'interno del componente esterno 13 e, quest'ultimo provvede a chiudere le scanalature longitudinali 16 per definire canali 20 chiusi di passaggio di un liquido di raffreddamento. The internal component 12 is in fact inserted inside the external component 13 and the latter closes the longitudinal grooves 16 to define closed channels 20 for the passage of a cooling liquid.
A solo titolo esemplificativo, i canali 20 sono configurati per resistere a sollecitazioni di pressione esercitate dal liquido di raffreddamento di circa 20bar. By way of example only, the channels 20 are configured to withstand pressure stresses exerted by the coolant of about 20 bar.
Il fluido di raffreddamento permette di ottenere un raffreddamento uniforme dell 'intera sezione trasversale del cristallizzatore 10. A solo titolo esemplificativo, si prevede che la prima superficie 14 del componente interno 12 venga mantenuta ad una temperatura di circa 350°C, la superficie dei canali 20 disposta più vicina alla prima superficie 14 venga mantenuta ad una temperatura di circa 160°C, la zona di interfaccia fra il componente interno 12 ed il componente esterno 13 venga mantenuta ad una temperatura di circa 60°C, e la quarta superficie 18 del componente esterno 13 sia mantenuta ad una temperatura di circa 30°C. The cooling fluid allows to obtain uniform cooling of the entire cross section of the crystallizer 10. By way of example only, the first surface 14 of the internal component 12 is expected to be kept at a temperature of about 350 ° C, the surface of the channels 20 disposed closest to the first surface 14 is kept at a temperature of about 160 ° C, the interface zone between the internal component 12 and the external component 13 is kept at a temperature of about 60 ° C, and the fourth surface 18 of the external component 13 is kept at a temperature of about 30 ° C.
Si nota, infatti, che la zona di interfaccia fra il componente interno 12 ed il componente esterno 13, ovvero la zona in cui à ̈ presente il materiale di collegamento 19, à ̈ ad una temperatura relativamente bassa al fine di preservare le capacità di tenuta e collegamento del materiale di collegamento 19. It is noted, in fact, that the interface area between the internal component 12 and the external component 13, i.e. the area in which the connection material 19 is present, is at a relatively low temperature in order to preserve the sealing capacity. and connecting the connecting material 19.
In accordo con forma di realizzazione rappresentata in fig. 3, si prevede che le scanalature longitudinali, qui indicate con il numero di riferimento 116, anziché essere ricavate nella seconda superficie 15 del componente interno 12 siano ricavate nella terza superficie 17 del componente esterno 13. According to the embodiment shown in fig. 3, it is envisaged that the longitudinal grooves, indicated here with the reference number 116, instead of being formed in the second surface 15 of the internal component 12, are formed in the third surface 17 of the external component 13.
In questo caso la seconda superficie 15 del componente interno 12 ha funzione di chiusura delle scanalature longitudinali 116 del componente esterno 13, per definire una pluralità di canali 120 di passaggio del liquido di raffreddamento. In this case the second surface 15 of the internal component 12 has the function of closing the longitudinal grooves 116 of the external component 13, to define a plurality of channels 120 for the passage of the cooling liquid.
A solo titolo esemplificativo, non limitativo del presente trovato, e con riferimento alle forme di realizzazione di fig. 2 e 3, il componente nel quale sono ricavate le scanalature longitudinali 16, 116 ha uno spessore di dimensioni comprese fra 15mm e 25mm mentre il componente privo di scanalature ha uno spessore di dimensioni comprese fra 5mm e 15mm. By way of non-limiting example of the present invention, and with reference to the embodiments of fig. 2 and 3, the component in which the longitudinal grooves 16, 116 are formed has a thickness of between 15mm and 25mm while the component without grooves has a thickness of between 5mm and 15mm.
Nello specifico, nella forma di realizzazione di fig. 2, il componente interno 12 ha lo spessore massimo per permettere l'ottenimento delle scanalature longitudinali 16. Nella forma di realizzazione di fig. 3 il componente esterno 13 ha lo spessore massimo per permettere l'ottenimento delle scanalature longitudinali 116 ed il componente interno 12 ha uno spessore minimo. Specifically, in the embodiment of fig. 2, the internal component 12 has the maximum thickness to allow obtaining the longitudinal grooves 16. In the embodiment of fig. 3, the external component 13 has the maximum thickness to allow obtaining the longitudinal grooves 116 and the internal component 12 has a minimum thickness.
A solo titolo esemplificativo, e non limitativo del presente trovato, nel caso di scanalature di forma rettangolare, queste hanno una larghezza compresa fra 5mm e 12mm ed una profondità compresa fra 10mm e 15mm. By way of non-limiting example of the present invention, in the case of rectangular grooves, these have a width of between 5mm and 12mm and a depth of between 10mm and 15mm.
Nella forma di realizzazione di fig. 1, le scanalature longitudinali 16 si estendono per una determinata lunghezza che à ̈ inferiore rispetto all'intero sviluppo longitudinale del corpo tubolare 11. Le estremità di ciascuna scanalatura longitudinale 16 sono a loro volta collegate a rispettivi canali di collegamento 24 ricavati nello spessore del componente esterno 13. I canali di collegamento 24 a loro volta vengono collegati al circuito di raffreddamento per determinare la circolazione del liquido di raffreddamento. In the embodiment of fig. 1, the longitudinal grooves 16 extend for a determined length which is shorter than the entire longitudinal development of the tubular body 11. The ends of each longitudinal groove 16 are in turn connected to respective connection channels 24 obtained in the thickness of the component. external 13. The connection channels 24 in turn are connected to the cooling circuit to determine the circulation of the coolant.
Nella forma di realizzazione di fig. 8, le scanalature longitudinali 116 sono ricavate nel componente esterno 13. Il componente interno 12 si estende per una lunghezza inferiore rispetto alla lunghezza del componente esterno 13 di modo che a ciascuna delle estremità contrapposte di quest'ultimo venga associato un rispettivo corpo collettore 25. Le scanalature longitudinali 116 si estendono passanti per l'intera lunghezza del componente esterno 13 e si collegano con le loro rispettive estremità al corpo collettore 25. Il corpo collettore 25 à ̈ provvisto, a sua volta, di rispettivi canali di collegamento 26 predisposti per collegare ciascuna scanalatura longitudinale 116 con il circuito di raffreddamento . In the embodiment of fig. 8, the longitudinal grooves 116 are obtained in the external component 13. The internal component 12 extends for a shorter length than the length of the external component 13 so that a respective collector body 25 is associated with each of the opposite ends of the latter. The longitudinal grooves 116 extend through the entire length of the external component 13 and are connected with their respective ends to the collector body 25. The collector body 25 is provided, in turn, with respective connection channels 26 arranged for connecting each longitudinal groove 116 with the cooling circuit.
Il metodo di realizzazione del cristallizzatore 10 per colata continua delle figg. 1 e 2, prevede una prima fase di realizzazione del componente interno 12, una seconda fase di realizzazione del componente esterno 13, ed una terza fase in cui il componente interno 12 viene associato al componente esterno 13. La prima fase di realizzazione del componente interno 12 prevede che, a partire da un profilato tubolare già sagomato e di forma e dimensioni volute, vengano ricavate sulla sua seconda superficie 15 le suddette scanalature longitudinali 16. The method of manufacturing the crystallizer 10 by continuous casting of Figs. 1 and 2, envisages a first phase of realization of the internal component 12, a second phase of realization of the external component 13, and a third phase in which the internal component 12 is associated with the external component 13. The first phase of realization of the internal component 12 provides that, starting from a tubular section already shaped and of the desired shape and size, the aforementioned longitudinal grooves 16 are formed on its second surface 15.
Forme di realizzazione prevedono che la realizzazione delle scanalature longitudinali 16 avvenga mediante operazioni per asportazione di truciolo, ad esempio mediante l'impiego di una fresa multidenti per ridurre i tempi di esecuzione. Embodiments provide that the longitudinal grooves 16 are made by means of operations for chip removal, for example by using a multi-tooth cutter to reduce execution times.
Nella forma di realizzazione rappresentata in fig. In the embodiment shown in fig.
3, à ̈ di tutta evidenza che la realizzazione delle scanalature longitudinali 116 anziché essere effettuata nella prima fase viene eseguita nella seconda fase del metodo secondo il presente trovato. Anche in questo caso la realizzazione delle scanalature 116 può essere eseguita per asportazione di truciolo. 3, it is evident that the realization of the longitudinal grooves 116 instead of being carried out in the first phase is carried out in the second phase of the method according to the present invention. Also in this case the creation of the grooves 116 can be carried out by chip removal.
Sia durante la prima fase che durante la seconda fase sono previste fasi di lavorazione per definire almeno la forma e le dimensioni della seconda superficie 15 e della terza superficie 17. In questo modo, nella successiva terza fase di inserimento del componente interno 12 nel componente esterno 13, viene garantito un accoppiamento preciso e solidale delle relative seconda 15 e terza superficie 17. Both during the first phase and during the second phase, processing phases are foreseen to define at least the shape and dimensions of the second surface 15 and of the third surface 17. In this way, in the subsequent third phase of insertion of the internal component 12 in the external component 13, a precise and integral coupling of the relative second 15 and third surfaces 17 is guaranteed.
Durante la terza fase, e prima di inserire il componente interno 12 in quello esterno 13, Ã ̈ prevista una sottofase di applicazione del materiale di collegamento 19, nella fattispecie un materiale brasante, su almeno una fra la seconda superficie 15 del componente interno 12 e la terza superficie 17 del componente esterno 13. During the third phase, and before inserting the internal component 12 into the external one 13, there is a sub-phase of application of the connection material 19, in this case a brazing material, on at least one of the second surface 15 of the internal component 12 and the third surface 17 of the external component 13.
Al fine di semplificare le operazioni di applicazione del materiale brasante, risulta vantaggioso prevedere l'applicazione di quest'ultimo unicamente sulla seconda superficie 15 del componente interno 12. In order to simplify the operations of applying the brazing material, it is advantageous to provide for the application of the latter only on the second surface 15 of the internal component 12.
Forme di realizzazione del metodo prevedono che la suddetta operazione di applicazione del materiale brasante avvenga mediante tecniche di spruzzatura o tecniche di spalmatura di paste brasanti. Embodiments of the method provide that the aforesaid operation of applying the brazing material takes place by means of spraying techniques or techniques for spreading brazing pastes.
È prevista poi, una successiva sottofase in cui il componente interno 12 viene inserito all'interno del componente esterno 13. A subsequent sub-phase is then envisaged in which the internal component 12 is inserted inside the external component 13.
È prevista una successiva operazione di solidarizzazione della seconda 15 e della terza superficie 17 per concretizzare il collegamento intimo e permanente tra il componente interno 12 ed il componente esterno 13. A subsequent operation of solidarizing the second 15 and the third surface 17 is envisaged to create the intimate and permanent connection between the internal component 12 and the external component 13.
Durante tale operazione di solidarizzazione si prevede di riscaldare sia il componente interno 12 che il componente esterno 13 per attivare il materiale brasante che à ̈ interposto fra essi. Forme di realizzazione prevedono che il riscaldamento del componente interno 12 e del componente esterno 13 avvenga ad una temperatura compresa fra 250°C e 650°C. È di tutta evidenza che l'intensità del riscaldamento deve essere tale da non modificare la struttura microcristallina dei materiali e le loro proprietà meccaniche. During this solidification operation it is envisaged to heat both the internal component 12 and the external component 13 to activate the brazing material which is interposed between them. Embodiments provide that the heating of the internal component 12 and of the external component 13 takes place at a temperature between 250 ° C and 650 ° C. It is clear that the intensity of the heating must be such as not to modify the microcrystalline structure of the materials and their mechanical properties.
Il riscaldamento del componente interno 12 e del componente esterno 13 per l'esecuzione della brasatura può essere eseguito in un forno di riscaldamento . The heating of the internal component 12 and of the external component 13 for carrying out the brazing can be carried out in a heating furnace.
Una volta ottenuto l'accoppiamento reciproco fra il componente interno 12 ed il componente esterno 13 possono essere previste successive operazioni necessarie per il suo utilizzo finale. Once the reciprocal coupling between the internal component 12 and the external component 13 has been obtained, subsequent operations necessary for its final use can be envisaged.
Ad esempio si può prevedere l'esecuzione di un'operazione di curvatura del componente interno 12 e del componente esterno 13 mediante deformazione plastica in stampi o presse. For example, it is possible to provide for the execution of a bending operation of the internal component 12 and of the external component 13 by means of plastic deformation in molds or presses.
Forme realizzative alternative prevedono che prima dell'operazione di inserimento, il componente esterno 13 venga riscaldato per essere dilatato. A solo titolo esemplificativo, il componente esterno 13 viene riscaldato ad una temperatura compresa fra 50°C e 100°C. Alternative embodiments provide that before the insertion operation, the external component 13 is heated to be dilated. By way of example only, the external component 13 is heated to a temperature between 50 ° C and 100 ° C.
Successivamente il componente interno 12 viene inserito nel componente esterno 13 e, quest'ultimo, raffreddandosi si accoppia per interferenza con il componente interno 12. Subsequently, the internal component 12 is inserted into the external component 13 and the latter, cooling down, mates by interference with the internal component 12.
Ulteriori forme realizzative del presente trovato, illustrate nelle figg. 6 e 7, prevedono che su almeno uno fra il componente interno 12 ed il componente esterno 13 siano ricavati intagli longitudinali 121, ovvero paralleli all'asse longitudinale Z, che assecondano le dilatazioni termiche cui à ̈ sottoposto il cristallizzatore 10 durante le fasi di colata, anche a causa del diverso materiale con cui sono realizzati il componente interno 12 ed il componente esterno 13. Further embodiments of the present invention, illustrated in figs. 6 and 7, provide that on at least one of the internal component 12 and the external component 13 longitudinal notches 121 are obtained, i.e. parallel to the longitudinal axis Z, which support the thermal expansion to which the crystallizer 10 is subjected during the casting phases , also due to the different material with which the internal component 12 and the external component 13 are made.
Nel caso rappresentato in fig. 6, gli intagli longitudinali 121 sono ricavati nella quarta superficie 18 del componente esterno 13. Secondo un'altra forma di realizzazione rappresentata in fig. In the case shown in fig. 6, the longitudinal notches 121 are made in the fourth surface 18 of the external component 13. According to another embodiment shown in fig.
7, gli intagli longitudinali 121 sono ricavati nella seconda superficie 15 del componente interno 12. Ancora in altre forme di realizzazione, non rappresentate nei disegni, gli intagli longitudinali 121 sono ricavati nella terza superficie 17 del componente esterno 13. 7, the longitudinal notches 121 are made in the second surface 15 of the internal component 12. Still in other embodiments, not shown in the drawings, the longitudinal notches 121 are made in the third surface 17 of the external component 13.
Gli intagli longitudinali 121 hanno, nel caso di specie (figg. 6 e 7), forma della sezione rettangolare anche se in altre forme realizzative possono avere forme diverse. The longitudinal notches 121 have, in the present case (figs. 6 and 7), the shape of the rectangular section even if in other embodiments they may have different shapes.
In altre forme di realizzazione si prevede che il cristallizzatore 10, oltre agli intagli longitudinali 121, sia provvisto anche di intagli trasversali 122, ovvero che si estendono trasversalmente rispetto al suddetto asse longitudinale Z, ed aventi le stesse funzionalità degli intagli longitudinali 121. Con riferimento alla fig. 6 si prevede che gli intagli trasversali 122 siano ricavati nella quarta superficie 18 del componente esterno 13 ed aperti verso l'esterno. È di tutta evidenza che, in altre forme di realizzazione non rappresentate nei disegni, gli intagli trasversali 122 possono essere ricavati nella terza superficie 17 del componente esterno 13, o nella seconda superficie 15 del componente interno 12. In other embodiments it is envisaged that the crystalliser 10, in addition to the longitudinal notches 121, is also provided with transversal notches 122, ie extending transversely with respect to the aforementioned longitudinal axis Z, and having the same functions as the longitudinal notches 121. With reference to fig. 6 it is envisaged that the transverse notches 122 are formed in the fourth surface 18 of the external component 13 and open towards the outside. It is evident that, in other embodiments not shown in the drawings, the transverse notches 122 can be obtained in the third surface 17 of the external component 13, or in the second surface 15 of the internal component 12.
L'interazione fra gli intagli longitudinali 121 e trasversali 122 permette di assecondare le dilatazioni termiche cui à ̈ sottoposto il cristallizzatore 10 durante il suo utilizzo, e di ridurre le tensioni interne dello stesso. In particolare, gli intagli longitudinali 121 e gli intagli trasversali 122 permettono di assecondare rispettivamente le dilatazioni trasversali e le dilatazione longitudinali cui à ̈ sottoposto il cristallizzatore 10. The interaction between the longitudinal notches 121 and the transverse 122 allows to accommodate the thermal expansions to which the crystalliser 10 is subjected during its use, and to reduce the internal tensions of the same. In particular, the longitudinal notches 121 and the transversal notches 122 allow to accommodate respectively the transversal expansions and the longitudinal expansions to which the crystalliser 10 is subjected.
Gli intagli longitudinali 121 e trasversali 122 hanno, nel caso di specie, sezione di forma rettangolare, anche se, in altre forme realizzative possono avere forme diverse, con il lato minore di circa 2-3 mm di larghezza. Secondo una variante, gli intagli trasversali 122 sono realizzati soltanto nella zona che durante l'uso à ̈ disposta in prossimità del livello dell'acciaio liquido nel cristallizzatore, o menisco, dove sono maggiori le sollecitazioni termiche. Detti intagli longitudinali 121 e trasversali 122 vengono ricavati, per esempio, con operazioni di fresatura. The longitudinal notches 121 and the transverse 122 have, in this case, a section of rectangular shape, even if, in other embodiments they can have different shapes, with the shorter side of about 2-3 mm in width. According to a variant, the transverse notches 122 are made only in the area which during use is arranged near the level of the liquid steel in the crystallizer, or meniscus, where the thermal stresses are greater. Said longitudinal cuts 121 and transversal 122 are obtained, for example, with milling operations.
È chiaro che al metodo per la realizzazione del cristallizzatore 10 per colata continua, ed al cristallizzatore 10 fin qui descritto possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato. It is clear that modifications and / or additions of parts can be made to the method for manufacturing the crystallizer 10 by continuous casting, and to the crystallizer 10 described up to now, without thereby departing from the scope of the present invention.
Ad esempio, in altre forme di realizzazione (fig. For example, in other embodiments (fig.
5) à ̈ possibile prevedere che le scanalature longitudinali 16, 116 anziché essere ricavate esclusivamente nel componente interno 12 o nel componente esterno 13 siano ricavate su entrambi. 5) It is possible to provide that the longitudinal grooves 16, 116 instead of being obtained exclusively in the internal component 12 or in the external component 13 are obtained on both.
In questo caso, sono previste prime scanalature longitudinali 16a ricavate nella seconda superficie 15 del componente interno 12, e seconde scanalature longitudinali 16b ricavate nella terza superficie 17 del componente esterno 13. In particolare, si prevede che le prime scanalature longitudinali 16a e le seconde scanalature longitudinali 16b siano disposte in posizione coniugata fra loro, di modo che ciascuna di esse definisca, con la scanalatura coniugata, un canale di passaggio 20 per il liquido di raffreddamento. Questa forma di realizzazione permette di ridurre lo spessore del componente interno 12, realizzato in un materiale più costoso rispetto al componente esterno 13, e di mantenere un'efficienza di scambio termico elevata. Infatti, rispetto alla forma di realizzazione di fig. 2, il componente interno 12 ha uno spessore più contenuto. Forme realizzative prevedono che il componente interno 12 ed il componente esterno 13 abbiano uno spessore sostanzialmente uguale. In this case, first longitudinal grooves 16a obtained in the second surface 15 of the internal component 12, and second longitudinal grooves 16b obtained in the third surface 17 of the external component 13. In particular, it is foreseen that the first longitudinal grooves 16a and the second grooves longitudinal bars 16b are arranged in a position mating with each other, so that each of them defines, with the mating groove, a passage channel 20 for the cooling liquid. This embodiment allows to reduce the thickness of the internal component 12, made of a more expensive material than the external component 13, and to maintain a high heat exchange efficiency. In fact, with respect to the embodiment of fig. 2, the internal component 12 has a lower thickness. Embodiments provide that the internal component 12 and the external component 13 have a substantially equal thickness.
Altre forme di realizzazione prevedono che le scanalature ricavate sul componente interno 12 siano disposte sfalsate di almeno un passo rispetto alle scanalature ricavate sul componente esterno 13 e che vengano chiuse rispettivamente dalla seconda superficie 15 e dalla terza superficie 17 per definire i canali di passaggio del liquido di raffreddamento. Other embodiments provide that the grooves obtained on the internal component 12 are arranged offset by at least one step with respect to the grooves obtained on the external component 13 and that they are closed respectively by the second surface 15 and by the third surface 17 to define the channels for the passage of the liquid. cooling.
È 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 del metodo per la realizzazione di un cristallizzatore 10 per colata continua, e del cristallizzatore 10, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito. It is also clear that, although the present invention has been described with reference to some specific examples, a person skilled in the art will certainly be able to realize many other equivalent forms of the method for manufacturing a crystallizer 10 for continuous casting, and of the crystallizer 10 , having the characteristics expressed in the claims and therefore all falling within the scope of protection defined by them.
Claims (15)
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| IT000192A ITUD20120192A1 (en) | 2012-11-16 | 2012-11-16 | METHOD FOR THE REALIZATION OF A CRYSTALLIZER FOR CONTINUOUS CASTING, AND CRYSTALLIZER SO IT GETED |
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| WO2014207729A2 (en) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Danieli & C. Officine Meccaniche S.P.A. | Crystallizer for continuous casting and method for its production |
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