ITUD950090A1 - Linea di colata verticale per bramme - Google Patents

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Abstract

Linea di colata verticale per bramme, comprendente almeno una lingottiera (11), un gruppo di rulli al piede (12) disposto in uscita da detta lingottiera (11), una pluralità di gruppi di contenimento da (13) associati al tratto verticale della linea, un eventuale gruppo di estrazione cooperante a valle con l'ultimo gruppo di contenimento e guida (13) ed un gruppo di trascinamento (16) associato al tratto orizzontale della linea, i gruppi di contenimento e guida (13) coprendo almeno l'intero tratto verticale della linea di colata e almeno parte dei rulli (14) di detti gruppi di contenimento e guida (13) cooperando con mezzi di movimentazione (19) asserviti ad un elaboratore (20) per realizzare una prelaminazione controllata (soft reduction) almeno nella seconda parte del tratto verticale della linea di colata.

Description

"LINEA DI COLATA VERTICALE PER BRAMME"
CAMPO DI APPLICAZIONE
Forma oggetto del presente trovato una linea di colata verticale per bramme , in particolare per bramine sotti li e medie , come espressa nella rivendicazione principale .
Più in particolare , forma oggetto del trovato una linea di colata verticale perfezionata che permette l ' aumento della versatilità dell ' impianto nel contempo migl iorando la quali tà interna e superficiale del prodotto colato .
STATO DELLA TECNICA
Sono noti gli impianti di colata continua con linea di colata verticale predisposti per colare in continuo bramine e più specificatamente bramme medie e sottili .
Lo stato della tecnica più evoluto in questo settore è rappresentato nella fig . 1.
Le macchine di colata continua 100 note comprendono una lingottiera 101 che funge da stampo per il prodotto colato 108 e che è associata a valle ad un gruppo di rulli al piede 102 che servono per il contenimento del prodotto 108 come uscente.
L'altezza "a" della lingottiera 101, in funzione del tipo di prodotto, del materiale e di altri parametri di lavoro, è esemplificativamente di circa 1000÷1400 mm, mentre l'altezza "b" del gruppo di rulli al piede 102 è di circa 600÷800 mm.
I rulli al piede possono essere sostituiti da piastre o da altri elementi di contenimento aventi la stessa funzione.
A valle del gruppo di rulli al piede 102 sono presenti in sequenza una pluralità di gruppi di contenimento e guida 103, cadauno comprendente rulli fissi 104 generalmente di piccolo diametro, atti a confinare lateralmente il prodotto 108 durante la discesa e la progressiva solidificazione dello stesso.
I gruppi di contenimento e guida 103 cooperano normalmente con mezzi di raffreddamento secondario che accelerano il completamento del processo di solidificazione del prodotto colato 108.
Nel caso esemplificativo, i gruppi di contenimento e guida 103 coprono nel loro insieme una altezza "c" di circa 5200÷5600 mm.
In prosecuzione dei gruppi di contenimento e guida 103, ed ancora sul tratto verticale della linea di colata, è presente il gruppo di estrazione 105, tipicamente del tipo a pinch-roll, i cui rulli ammorsano con una certa pressione il prodotto colato 108 e lo accompagnano nella fase di curvatura con la quale il prodotto assume una traiettoria sostanzialmente orizzontale.
L'altezza "e" del gruppo di estrazione 105 è, sempre nel caso esemplificativo, di circa 3600÷4000 mm.
Sul tratto orizzontale della linea di colata, che normalmente coincide con il piano di laminazione, è presente il gruppo di trascinamento 106 che avvia il prodotto alla stazione di taglio a misura 107 ed alle stazioni di lavoro successive.
L'altezza totale "1" della linea di colata rispetto al piano di laminazione è di circa 10400÷11800 mm.
Le attuali tecnologie di colata continua verticale per la produzione di bramme prevedono di portare la solidificazione del prodotto 108 ad un valore molto spinto prima della fine dei gruppi di contenimento e guida 103 o nell'intorno di detta fine.
In questo modo, viene fortemente ridotto il pericolo di spanciamento della pelle della bramma 108 dovuto alla presenza di un tratto libero tra i gruppi di contenimento e guida 103 ed il gruppo di estrazione 105, di altezza "d" pari a circa 300÷500 mm, all’azione sulla bramma 108 dei rulli del gruppo di estrazione 105 ed alla pressione idrostatica esercitata dal cuore liquido.
Le macchine di colata continua della tecnica nota, quale la macchina 100 di fig. 1, non prevedono che la posizione del kissing point, ossia della zona ove le due pelli solidificate cominciano a saldarsi l’una all'altra, possa essere resa variabile e condizionabile in modo voluto mediante la variazione controllata dei parametri di colata.
In tali macchine note, detta posizione del kissing point è quella naturale e dipendente sostanzialmente dal tipo di acciaio colato in modo tale che, a parità di materiale colato, il kissing point si pone nell'intorno di un punto sostanzialmente fisso.
La proponente ha invece da tempo appurato (vedere l EP-A-0625388) che per avere una buona qualità del prodotto colato, particolarmente nel caso di bramine sottili, è necessario che la posizione longitudinale del kissing point possa essere resa variabile, anche in continuo, controllando ed eventualmente modificando in continuo i parametri di colata.
In questo modo, in funzione del tipo di acciaio colato, è possibile variare la posizione longitudinale del kissing point per ottenere il miglior risultato.
Detto EP-A-0625388 insegna pure a regolare la posizione e la velocità dei rulli dei gruppi di contenimento e guida 103 in funzione dei parametri di colata rilevati in continuo allo scopo di realizzare una prelaminazione controllata sulla bramma, o soft reduction, sfruttando la presenza del cuore liquido e le caratteristiche di plasticità della pelle solidificata in formazione.
Questa caratteristica del procedimento, oltre a garantire vantaggi operativi nella struttura del cristallizzatore e dello scaricatore come evidenziati nel menzionato documento, permette di ottenere una affinazione della struttura di solidificazione del metallo e l'eliminazione della segregazione centrale nella bramma.
Inoltre, viene aumentata notevolmente la versatilità della macchina e le velocità di estrazione ottenibili possono essere molto maggiori. Ciò tuttavia comporta una lunghezza ottimale di soft reduction, come misurata dall'uscita della lingottiera, che deve essere calcolata di volta in volta e può assumere talvolta valori rilevanti.
Nelle soluzioni di cui alla tecnica nota, come detto, il kissing point deve invece rimanere all'interno del gruppo di contenimento e guida 103, od al massimo appena al di sotto di esso e ciò limita fortemente la versatilità dell'impianto e la velocità di estrazione.
Per ovviare a tali inconvenienti presenti nello stato più evoluto della tecnica nota della colata continua verticale e per ottenere altri ed ulteriori vantaggi, la proponente ha studiato e sperimentato il presente trovato.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO
Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale.
Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all'idea di soluzione principale.
Lo scopo del trovato è quello di realizzare una linea verticale di colata continua per bramine, in particolare per bramine sottili e medie, in cui sia possibile ottenere un'alta versatilità dell'impianto ed una elevata velocità di estrazione, e quindi una alta produttività dell’impianto, nel contempo ottenendo una buona qualità interna e superficiale del prodotto.
Altro scopo è quello di realizzare detta linea di colata verticale perfezionata senza modificare la conformazione e la disposizione della maggior parte degli elementi costituenti la macchina di colata continua verticale, sì da rendere l'adozione della linea secondo il trovato vantaggiosa anche in termini di investimento.
Detta linea di colata verticale perfezionata può pertanto essere ottenuta in qualsivoglia impianto preesistente senza comportare modifiche strutturali importanti o difficoltosi adattamenti.
Secondo il trovato, i gruppi di contenimento e guida, aventi funzione di eventuale prelaminazione controllata e quindi di soft reduction sulla bramma uscente dalla lingottiera, interessano almeno l'intero tratto verticale della linea di colata.
In questo caso, secondo il trovato, il kissing point può essere spostato longitudinalmente a piacere lungo l'intero tratto verticale della linea ed anche oltre in funzione del tipo di acciaio colato e di altri parametri di lavorazione.
Secondo il trovato, la posizione del gruppo di estrazione viene abbassata sino a cooperare almeno con 1 'inizio della curva che la bramma compie per portarsi dal piano verticale di colata al piano orizzontale di laminazione.
Ciò garantisce al prodotto colato un lungo spazio, e quindi un lungo tempo, per completare il processo di solidificazione prima di entrare in cooperazione con i rulli ammorsanti del gruppo di estrazione.
Mediante la soft reduction, eseguita almeno nel secondo tratto verticale della linea di colata, vantaggiosamente lungo l'intero tratto verticale, lo spessore del prodotto colato viene progressivamente ridotto sfruttando vantaggiosamente la presenza del cuore liquido che permette sforzi di laminazione limitati e sostenibili dai rulli di piccolo diametro dei gruppi di contenimento e guida.
Secondo il trovato, il kissing point può essere spostato a piacere fino all'uscita dell'ultimo gruppo di contenimento e guida affinchè il prodotto che entra in cooperazione con il gruppo di estrazione posto almeno all 'inizio della curvatura presenti una struttura interna sufficientemente stabile e resistente da evitare gli effetti di spanciamento e deformazione derivanti dal contatto con i rulli di estrazione.
Inoltre, secondo il trovato, i rulli dell'ultimo gruppo di contenimento e guida sono posti in una posizione di estrema prossimità rispetto al primo rullo di estrazione affinchè non sia consentito un rilassamento della pelle solidificata, nè deformazioni e tensioni superficiali, allorché il prodotto colato lascia l’ultimo gruppo di contenimento e guida.
Secondo una variante, il gruppo di estrazione viene sostituito da una pluralità di gruppi di contenimento e guida disposti lungo tutto l'arco di curva del prodotto fino sostanzialmente in prossimità del gruppo di trascinamento disposto orizzontale sul piano di laminazione.
Ciò permette un ulteriore allungamento del processo di solidificazione, con conseguente maggiore versatilità dell'impianto.
Infatti, ciò rende possibile spostare il kissing point in una voluta ed estesa zona fino subito a monte del gruppo di trascinamento orizzontale, nonché eseguire una voluta e controllata soft reduction sul prodotto colato.
DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Le figure allegate sono fornite a titolo esemplificativo non limitativo ed illustrano alcune soluzioni preferenziali del trovato.
Nelle tavole abbiamo che:
- la fig. 1 illustra una linea di colata continua verticale per bramme della tecnica nota; - la fig. 2 illustra una prima soluzione della linea di colata continua verticale per bramme secondo il trovato;
- la fig. 3 illustra una variante di fig. 2.
DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Le macchine di colata continua 10a e 10b illustrate nelle figg. 2 e 3 presentano una estensione in altezza "1", di valore pari all' incirca a 10800+11800 mm, sostanzialmente paragonabile a quello della macchina di colata continua 100 della tecnica nota ed utilizzano una lingottiera 11 che può essere del tutto analoga alla lingottiera 101 di fig. 1.
Secondo il trovato, a valle della lingottiera 11 è presente un gruppo di rulli al piede 12 di altezza "b‘ " molto ridotta, dell'ordine di circa 150+250 mm. Il gruppo di rulli al piede 12 può essere sostituito da piastre, da nastri o da altri elementi di contenimento analoghi.
Subito a valle del gruppo di rulli al piede 12 è presente una pluralità di gruppi di contenimento e guida 13, i cui rulli 14 confinano lateralmente la bramma 18 durante la sua discesa, esercitando nel contempo un ' azione di prelaminazione controllata ( soft reduction) almeno per il secondo tratto verticale della linea di colata.
Per svolgere tale funzione, i rulli 14 cooperano, singolarmente od a gruppi, con mezzi di movimentazione 19 asserviti ad un gruppo elaboratore 20 (illustrato per comodità soltanto in fig. 2) che controlla in continuo i parametri di colata e regola la posizione e la velocità dei rulli 14 rispetto alla bramma 18.
Tale gruppo elaboratore 20 può svolgere anche altre funzioni relative al controllo del procedimento di colata continua quali, ad esempio, la coordinazione fra il funzionamento della lingottiera 11 e la movimentazione dei rulli 14, 1 'asservimento della posizione dei gruppi di contenimento e guida 13 alla tipologia di materiale colato, alle temperature rilevate in continuo, alla velocità di estrazione, ecc .
I gruppi di contenimento e guida 13 cooperano con sistemi di raffreddamento secondario , non illustrati , che favoriscono il progressivo completamento del processo di solidificazione .
Nel caso di fig . 2 , i gruppi di contenimento e guida 13 si prolungano per un'altezza "c
dell'ordine di 6800+7200 miti, fino sostanzialmente a coprire l'intero tratto verticale, di altezza "f” pari a circa 8000+8800 mm , della linea di colata 10a.
Il gruppo di estrazione 15 è infatti posto almeno al di là della zona di inizio dell'arco di circonferenza seguito dalla bramma 18 per passare dalla posizione verticale di colata alla posizione orizzontale di laminazione.
L'ultimo gruppo di contenimento e guida 13a presenta i propri rulli 14 che si estendono in una posizione di estrema prossimità ai rulli 17 del gruppo di estrazione 15.
La posizione del kissing point può essere in questo modo estesa fino a tutti i gruppi di contenimento e guida 13, ossia per tutto il tratto verticale della linea di colata.
In altre parole, detta posizione del kissing point può essere variata a piacere in relazione all'identificazione del suo valore ottimale almeno lungo tutto il tratto verticale della linea di colata 10 ed anche in una zona subito al di là di esso .
Il cuore liquido presente nella bramma 18 risulta sempre controllato poiché i rulli 14 esercitano una pressione limitata e sostanzialmente continua in quanto lo spazio ridottissimo tra la superficie di presa di un rullo 14 e quella del rullo 14 successivo non dà modo alla pelle solidificata di deformarsi e di spanciare sotto la spinta di detto cuore liquido.
L’abbassamento del gruppo di estrazione 15 fornisce alla bramma 18 un'ampia zona per realizzare il processo di progressiva solidificazione prima di entrare in cooperazione con i rulli 17 di detto gruppo di estrazione 15.
Nel caso di specie, i rulli 17 presentano una prima posizione 17a di colata ed una seconda posizione 17b di estrazione falsa barra e/o campionatura.
Nel tratto conclusivo della curvatura della traiettoria compiuta dalla bramma 18, è presente il gruppo di trascinamento 16 che avvia la bramma 18 al taglio ed alle stazioni di lavoro successive.
Secondo la variante illustrata in fig. 3, è presente una pluralità di gruppi di contenimento e guida 13b che accompagnano la bramma 18 lungo tutto l'arco di circonferenza compiuto per portarsi in posizione orizzontale.
Questa soluzione permette di spostare la posizione del kissing point fino in prossimità del gruppo di trascinamento 16 .
Ciò è possibile in quanto i gruppi di contenimento e guida 13b, di struttura sostanzialmente analoga ai gruppi di contenimento e guida 13, possono agire sulla bramma 18 presentante ancora un cuore liquido senza comportare gli inconvenienti sopra menzionati. Con questa soluzione, la versatilità dell'impianto può essere notevolmente aumentata e la soft reduction resa più efficace in quanto distribuita lungo una zona molto estesa.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1 - Linea di colata verticale per bramme , comprendente almeno una lingottiera (11) , un gruppo di rulli al piede (12 ) disposto in uscita da detta lingottiera ( 11 ) , una pluralità di gruppi di contenimento e guida ( 13 ) associati al tratto verticale della linea, un eventuale gruppo di estrazione cooperante a valle con l ' ultimo gruppo di contenimento e guida ( 13 ) ed un gruppo di trascinamento (16 ) associato al tratto orizzontale della linea , caratterizzata dal fatto che i gruppi di contenimento e guida (13 ) coprono almeno l ' intero tratto verticale della linea di colata e che almeno parte dei rulli (14 ) di detti gruppi di contenimento e guida (13 ) cooperano con mezzi di movimentazione (19) asserviti ad un elaboratore (20) per realizzare una prelaminazione controllata (soft reduction) almeno nella seconda parte del tratto verticale della linea di colata. 2 - Linea di colata come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i rulli (14) di detti gruppi di contenimento e guida (13) sono idonei a realizzare una prelaminazione controllata (soft reduction) per l'intero tratto verticale della linea di colata. 3 - Linea di colata come alla rivendicazione 1 o 2 , ·. caratterizzata dal fatto che l ’ ultimo elemento dell ' ultimo gruppo di contenimento e guida ( 13a) presenta un rapporto di stretta vicinanza con il primo elemento del gruppo di estrazione (15) . 4 - Linea di colata come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che i gruppi di contenimento e guida (13b) si prolungano fino in prossimità del gruppo di trascinamento orizzontale (16). 5 - Linea di colata come ad una o l’altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione. 6 - Linea di colata come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che adotta i contenuti di cui ai disegni.
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