ITUD960234A1 - Linea di colata continua compatta - Google Patents

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ITUD960234A1
ITUD960234A1 IT96UD000234A ITUD960234A ITUD960234A1 IT UD960234 A1 ITUD960234 A1 IT UD960234A1 IT 96UD000234 A IT96UD000234 A IT 96UD000234A IT UD960234 A ITUD960234 A IT UD960234A IT UD960234 A1 ITUD960234 A1 IT UD960234A1
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continuous casting
unit
furnace
line
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Paolo Carlo Di
Estore Donini
Fausto Drigani
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Danieli Off Mecc
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    • B22D11/14—Plants for continuous casting
    • B22D11/142—Plants for continuous casting for curved casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • B21B1/466—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a non-continuous process, i.e. the cast being cut before rolling
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Description

Descrizione del trovato avente per titolo:
"LINEA DI COLATA CONTINUA COMPATTA"
CAMPO DI APPLICAZIONE
Forma oggetto del presente trovato una linea di colata continua compatta per la produzione di bramine, billette o blumi come espressa nella rivendicazione principale.
Il trovato si applica sia a linee di colata almeno parzialmente curve che prevedono, in uscita dalla lingottiera, una zona di solidificazione diritta e verticale seguita dalla raddrizzatura di un prodotto già solidificato, che a linee di colata che prevedono una zona di solidificazione almeno parzialmente curva, in cui la raddrizzatura può essere eseguita su un prodotto non completamente solidificato .
Ancora, il trovato si applica anche a linee di colata in cui la lingottiera presenta almeno il tratto terminale curvato in modo coerente con la curvatura della linea di colata.
L'eventuale forno di ripristino della temperatura associato alla linea di colata secondo il trovato può essere sia di tipo a tunnel posto in linea alla macchina di colata ed al gruppo di taglio, che del tipo con vie a rulli di entrata e di uscita e trasferimento trasversale degli spezzoni di bramma.
Nel seguito, per motivi di praticità, si farà riferimento a bramine ottenute per colata continua, essendo comunque il trovato applicabile anche a billette o blumi.
STATO DELLA TECNICA
Gli impianti noti di colata continua comprendono almeno una lingottiera associata inferiormente ad un gruppo di estrazione e raddrizzatura della bramma.
In funzione della configurazione diritta o parzialmente curva della zona di solidificazione della bramma uscente dalla lingottiera, il gruppo di estrazione e raddrizzatura agisce su un prodotto già completamente solidificato, oppure su un prodotto che presenta solo la pelle solidificata ed il cuore ancora liquido.
Il gruppo di estrazione e raddrizzatura è normalmente associato terminalmente ad uno o'più, generalmente due, gruppi di trascinamento a rulli (pinch roll) seguiti a valle da un gruppo di taglio atto a sezionare la bramma in singoli spezzoni d sottoporre a laminazione od eventualmente da avviare allo scarto.
Nelle linee di colata continua, attualmente si prevede di sottoporre gli spezzoni di bramma così formati ad un trattamento di scagliatura, normalmente eseguito da un dispositivo rotante interposto tra il gruppo di taglio e l'eventuale forno di ripristino posto a monte del treno di laminazione. La funzione del dispositivo scagliatore a monte del forno di ripristino è quella di eliminare la scaglia formatasi durante la colata, nonché le eventuali polveri di colata presenti sulla superficie della bramma.
Tale azione di scagliatura consente di evitare che il successivo transito degli spezzoni all'interno del forno di ripristino determini la formazione di scaglia dura e resistente, con la formazione di composti scaglia-polveri che risultano poi difficilmente eliminabili, anche da una intensa azione di scagliatura eseguita in uscita dal forno.
Inoltre, tale azione di scagliatura a monte del forno di ripristino permette di ottenere sulla superficie della bramma uno strato residuo di scaglia di spessore e composizione uniforme, più facilmente asportabile da parte dei normali mezzi di scagliatura posti a valle del forno ed a monte del treno di laminazione.
Detto dispositivo scagliatore rotante comprende normalmente una pluralità di ugelli, vantaggiosamente anch'essi rotanti, che erogano acqua ad alta pressione sulle facce degli spezzoni in transito. Un problema costituito dalla presenza di detto scagliatore deriva dal deflusso dell'acqua erogata da detti ugelli anche per lunghi tratti della superficie superiore dello spezzone di bramma sottoposto a scagliatura, sia a monte che a valle della zona di scagliatura.
Tale deflusso dell'acqua di scagliatura determina rilevanti problemi di raffreddamento disomogeneo della bramma, venendosi a determinare zone di raffreddamento eccessivo. Inoltre, il deflusso dell'acqua crea problemi operativi e possibili danneggiamenti delle attrezzature poste a monte ed a valle del dispositivo scagliatore.
In particolare, nel caso in cui il forno a tunnel sia posto in linea alla macchina di colata ed al gruppo di taglio, l'ingresso d'acqua all'interno del forno risulta estremamente pericoloso, in quanto la generazione di vapori all'interno del tunnel può danneggiare gravemente il forno stesso.
Per ovviare a tale problema, attualmente si prevede di collocare una coppia di rulli, disposti a monte ed a valle del dispositivo scagliatore ed a contatto con la faccia superiore dello spezzone, atti a trattenere l'acqua nella zona di scagliatura, impedendone il deflusso al di fuori di detta zona. La vicinanza del dispositivo scagliatore al forno, in particolare nel caso di forno a tunnel, non elimina tuttavia i rischi che, in caso di malfunzionamento od usura di detti rulli di trattenimento, una parte di acqua entri comunque all'interno del forno determinando i gravi inconvenienti suddetti.
Un altro problema che si riscontra in tali linee di colata è quello relativo all'aumento complessivo della lunghezza della linea che la presenza stessa di detto dispositivo scagliatore e di detta coppia di rulli di trattenimento comporta.
E' nota nel settore l'importanza che anche una limitata riduzione degli spazi occupati dalle linee, ed un accorciamento della macchina, comporta in termini economici stando i notevoli investimenti che una tale linea necessita.
Negli impianti noti, la presenza del dispositivo scagliatore comporta un allungamento della linea ed un allontanamento del forno di ripristino dal gruppo di taglio..Tale allontanamento del forno dal gruppo di taglio determina una elevata dispersione di calore dello spezzone di bramma per irraggiamento. La riduzione della temperatura degli spezzoni all'ingresso del forno comporta un necessario potenziamento delle capacità di riscaldo del forno per portare gli spezzoni di bramma alla voluta temperatura di laminazione.
Tale potenziamento, tuttavia, non può essere spinto oltre determinati limiti, per non determinare una perdita rilevante di efficienza, aumenti eccessivi di consumo di combustibile e riduzioni nella vita utile di almeno alcuni dei componenti del forno, in particolare dei rulli.
Se i rulli sono raffreddati ad acqua, l'aumento di temperatura all’interno del'forno per compensare le perdite per irraggiamento comporta la necessità di aumentare l'intensità del raffreddamento, con conseguente aggravio nei consumi e nei costi operativi. Una riduzione della temperatura degli spezzoni di bramma all'ingresso del forno comporta un allungamento dei tempi di riscaldo, il che può portare anche alla necessità di aumentare la dimensione del forno stesso. Ciò determina un ulteriore incremento di lunghezza dell'impianto nel suo complesso, con aumento costi tutte strutture dell ’impiantistica connessa, ad esempio capannoni, delle fondazioni, delle tubazioni, ecc. Un ulteriore allungamento della linea è inoltre · causato dall'impossibilità di portare il dispositivo scagliatore vicino al gruppo di taglio per la presenza del dispositivo estrattore falsa barra.
Detto dispositivo estrattore è normalmente costituito da uno scivolo collegato al gruppo di taglio; detto scivolo assume una prima posizione di recupero della falsa barra in cui si dispone obliquo in uscita dal gruppo di taglio ed una seconda posizione di riposo in cui si dispone sollevato e sostanzialmente parallelo alla linea di laminazione.
La posizione assunta dal dispositivo estrattore nel recupero della falsa barra determina pertanto la necessità di allontanare il dispositivo scagliatore dal gruppo di taglio per evitare interferenze dello stesso con detto dispositivo estrattore.
Ciò comporta un maggiore ingombro della linea di colata, un ulteriore allontanamento del forno e quindi un'elevata incidenza sui costi complessivi. Per ovviare a questi inconvenienti e per ottenere ulteriori vantaggi, la proponente ha studiato, sente il gruppo di taglio seguito eventualmente dal forno a tunnel di ripristino.
Secondo una variante, il gruppo di taglio è seguito da una via a rulli di introduzione degli spezzoni di bramma in un forno di ripristino con trasferimento trasversale di detti spezzoni mediante suole mobili o mediante carrellini.
In una soluzione del trovato, a monte dei gruppi di trascinamento a rulli è presente un gruppo di raddrizzatura.
Detto gruppo di raddrizzatura, in una prima soluzione, è di tipo motorizzato.
Secondo una variante, detto gruppo di raddrizzatura è del tipo non motorizzato.
Secondo il trovato, il dispositivo scagliatore è posto a monte del gruppo di taglio ed agisce sulla bramma continua uscente dal gruppo di estrazione ed eventuale riduzione a cuore liquido.
Detta posizione del dispositivo scagliatore consente un sensibile avvicinamento del forno di ripristino all’uscita del gruppo di taglio, quanto meno pari all’ingombro costituito dal dispositivo scagliatore e dai rulli di trattenimento dell'acqua ad esso associati.
L'avvicinamento del forno di ripristino al gruppo sperimentato e realizzato 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.
Scopo del presente trovato è quello di realizzare una linea di colata che permetta di ottenere una riduzione della lunghezza complessiva, ciò portando ad un risparmio nei costi di realizzazione pur mantenendo inalterata la sua funzionalità.
Ulteriore scopo è quello di avvicinare l'eventuale forno di ripristino al gruppo di taglio, ciò riducendo le perdite di temperatura per irraggiamento degli spezzoni di bramma.
Altro scopo ancora è quello di allontanare il dispositivo scagliatore dall'eventuale forno di ripristino, riducendo così i rischi di penetrazione di acqua all'interno del forno stesso.
La linea di colata secondo il trovato comprende almeno una lingottiera cooperante in uscita con un gruppo di estrazione ed eventuale riduzione a cuore liquido associato terminalmente ad uno o più gruppi di trascinamento a rulli (pinch roll).
A valle di detti gruppi di trascinamento è predi taglio determina una notevole compattazione delia linea di colata e quindi un ingente risparmio sui costi complessivi. Inoltre, vengono ridotte le perdite di temperatura per irraggiamento degli spezzoni di bramma, che così vengono introdotti nel forno ad una temperatura più elevata.
Ciò comporta che possa essere richiesta una ridotta capacità di riscaldo dei forni, con conseguente riduzione dei consumi di combustibile, aumenti di efficienza, minore usura dei componenti, minori esigenze di raffreddamento dei rulli, eventuale riduzione della dimensione stessa dei forni. Vengono inoltre eliminati, ovvero ridotti nel loro numero, alcuni componenti funzionali della linea di colata, quali ad esempio i sistemi di guida e supporto delle bramme; ciò comporta un ulteriore risparmio in fase di realizzazione, ed anche in fase di manutenzione, della stessa linea.
Inoltre, l'allontanamento del dispositivo scagliatore dal forno riduce i rischi che il mancato trattenimento dell'acqua da parte dei rulli, ad esempio per malfunzionamento o per usura, determini 1'ingresso di acqua all’interno del forno.
Secondo una variante, il dispositivo scagliatore è disposto, a monte del gruppo di taglio, in cooperazione con i rulli dei gruppi di trascinamento posti in uscita al gruppo di estrazione e riduzione a cuore liquido.
In questa soluzione, il trattenimento dell'acqua di scagliatura è svolto dai rulli stessi dei gruppi di trascinamento che impediscono il deflusso dell'acqua lungo la bramma in transito.
Ciò consente di evitare l'utilizzo di rulli ausiliari per svolgere tale funzione di trattenimento dell'acqua di scagliatura, semplifica la predisposizione della linea e riduce ulteriormente i costi. In una soluzione del trovato, il dispositivo scagliatore è del tipo presentante gli ugelli montati su bracci rotanti, quale ad esempio quello descritto nel brevetto americano US-A-5,388,602 a nome della proponente.
Secondo una variante, il dispositivo scagliatore è del tipo con ugelli montati su bracci che traslano linearmente da una estremità all'altra della bramma in transito, quale ad esempio quello descritto nel brevetto italiano IT-A-1 .259.782 a nome della proponente.
Secondo un'ulteriore soluzione, la testa di supporto degli ugelli associata alle estremità dei bracci, siano essi rotanti o mobili linearmente, è a sua volta rotante.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI
Le figure allegate sono fornite a titolo esemplificativo non limitativo ed illustrano due soluzioni preferenziali del trovato.
Nelle tavole abbiamo che:
- la fig. 1 illustra, con una vista laterale, un primo possibile lay-out di una linea di colata continua compatta secondo il trovato ;
- la fig. 2 illustra, con una vista dall'alto, un secondo possibile lay-out di una linea di colata continua compatta secondo il trovato ;
- la fig. 3 illustra una linea di colata continua secondo la tecnica nota.
DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Nelle figure allegate, il numero 10 indica una prima soluzione di linea di colata continua secondo il trovato (fig. 1), mentre il numero 110 indica un'altra soluzione secondo il trovato (fig. 2); il numero 210 indica una linea di colata della tecnica nota (fig. 3) .
Le linee di colata 10, 110, 210 comprendono una lingottiera 12, associata ad una paniera 11, a valle della quale è presente un gruppo di estrazione ed eventuale riduzione a cuore liquido 13.
In uscita dalla lingottiera 12, la bramma, associata di testa alla falsa barra, attraversa il gruppo di estrazione ed eventuale riduzione a cuore liqudio 13 dove subisce una prima riduzione di spessore e da cui viene progressivamente portata su un piano orizzontale; un gruppo di trascinamento 14, costituito da coppie di rulli 15, fa avanzare la bramma verso il gruppo di taglio 16.
Nel caso di specie, a monte del gruppo di trascinamento 14 è presente un gruppo di raddrizzatura 25, costituito da una raddrizzatrice motorizzata ovvero, in una variante, da un segmento di raddrizzatura. Il gruppo di taglio 16, nel caso di specie del tipo a cesoia pendolare, determina la formazione degli spezzoni di bramma da avviare a laminazione.
Il gruppo di taglio 16 può anche avere la funzione di sezionare la bramma in spezzoni di scarto, ad esempio nel caso di problemi di qualità oppure in presenza di blocchi temporanei della linea a valle.
In uscita dal gruppo di taglio 16 è previsto il recupero della falsa barra mediante il dispositivo estrattore 17 falsa barra.
Detto dispositivo estrattore 17, vincolato sospeso ad una struttura a ponte 19, può assumere una prima posizione (I) in cui si dispone inclinato per il recupero della falsa barra ed una seconda posizione (II) di riposo in cui si dispone sostanzialmente orizzontale e parallelo alla linea di colata.
Nella posizione di riposo (II) del dispositivo estrattore 17, è possibile intervenire sulla testa della falsa barra.
Nel caso di specie, il dispositivo estrattore 17 coopera con un piano di scorrimento 18 che presenta una prima posizione in cui consente l'avanzamento degli spezzoni di bramma uscenti dal gruppo di taglio 16 ed una seconda posizione obliqua in cui determina la deviazione di detta falsa barra verso lo scivolo 17a del dispositivo estrattore 17.
Nella soluzione illustrata nelle figg. 1 e 3, a valle di detto dispositivo estrattore 17 è presente un gruppo di riscaldamento ad induzione 24.
Nella soluzione della tecnica nota di fig. 3, a valle di gruppo di riscaldamento ad induzione 24 è presente il dispositivo scagliatore 20, posizionato ad opportuna distanza dal gruppo di taglio 16 per non interferire con il dispositivo estrattore 17.
Il dispositivo scagliatore 20 è dotato di ugelli eroganti acqua ad alta pressione ed è associato ad una coppia di rulli di contenimento dell'acqua 23 23b, posti rispettivamente a monte ed a valle detto dispositivo scagliatore 20.
In una soluzione del trovato, il dispositivo scagliatore 20 è del tipo con bracci rotanti ed ugelli anch’essi rotanti.
Secondo una variante, il dispositivo scagliatore 20 è del tipo a bracci rotanti ed ugelli fissi.
Secondo un'altra variante, il dispositivo scagliatore 20 è del tipo a bracci mobili linearmente, con ugelli rotanti o fissi.
Dopo la scagliatura, gli spezzoni di bramma vengono avviati al forno di ripristino 21 attraverso opportuni mezzi di sostegno e guida 22 e da qui avviati alla laminazione.
Nella linea di colata 10 secondo il trovato di fig. 1, il dispositivo scagliatore 20 è disposto in cooperazione con detto gruppo di trascinamento 14 ed a monte del gruppo di taglio 16.
La posizione del dispositivo scagliatore 20 a monte del gruppo di taglio 16 consente di portare il forno di ripristino 21 in posizione ravvicinata all'uscita del gruppo di taglio 16, ciò determinando una notevole compattazione della linea 10.
Inoltre, vengono notevolmente ridotte le perdite di temperatura per irraggiamento degli spezzoni di bramma nel tratto che va dal gruppo di taglio 16 al forno di ripristino 21 in quanto il forno 21 è posto subito in uscita al detto gruppo di taglio 16.
Ancora, possono essere eliminati o quanto meno ridotti i mezzi di sostegno e guida 22 posti tra detto gruppo di taglio 16 e detto forno di ripristino 21. L'avvicinamento del forno di ripristino 21 può essere spinto fino alla posizione limite di non interferenza con il dispositivo estrattore 17.
Nel caso di specie, il dispositivo scagliatore 20 è disposto, a monte del gruppo di taglio 16, tra le due coppie di rulli 15a, 15b costituenti il gruppo di trascinamento 14. Dette coppie di rulli 15a, 15b svolgono la funzione di impedire il deflusso dell'acqua lungo la bramma in transito.
Ciò semplifica la realizzazione del dispositivo scagliatore 20 e consente un'ulteriore riduzione dei costi di realizzazione e di manutenzione della linea di colata 10 nel suo complesso, nonché una riduzione della sua lunghezza.
Il lay-out illustrato in fig. 2 prevede, a valle del gruppo di taglio 16, una via a rulli di entrata 26 cooperante con una macchina di infornamento 27 per consentire l’introduzione degli spezzoni di bramma nel forno 121.
Detto forno 121 è del tipo a trasferimento tra sversale degli spezzoni di bramma, detto trasferìmento essendo realizzato in modo di per sè noto con suole mobili a passo o con carrelline.
Detti spezzoni di bramma, dopo il ripristino di temperatura avvenuto nel forno 121, vengono evacuati su una via a rulli di uscita 28 mediante la quale vengono avviati al treno di laminazione.
La via a rulli di entrata 26 può essere utilizzata, in cooperazione con una via a rulli di evacuazione 29, anche per scaricare temporaneamente le bramme provenienti dalla colata, ovvero per caricare all'interno del forno 121 bramme fredde provenienti da un deposito di prodotti freddi.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1 - Linea di colata continua compatta per bramme, billette o blumi, detta linea di colata contimi prevedendo almeno un tratto ad andamento curvo ed una conseguente raddrizzatura, detta linea di colata comprendendo almeno una lingottiera (12) collegata in uscita ad un gruppo di estrazione ed eventuale riduzione a cuore liquido (13) associato terminalmente ad almeno un gruppo di trascinamento (14) a rulli (15), detto gruppo di trascinamento (14) essendo seguito da-almeno un gruppo di taglio (16), da un dispositivo estrattore (17) falsa barra e da un eventuale forno di ripristino (21, 121), essendo presente almeno un dispositivo scagliatore (20) ad acqua, caratterizzata dal fatto che il dispositivo scagliatore (20) è disposto a monte del gruppo di taglio (16) ed il forno di ripristino (21, 121) è disposto in posizione ravvicinata all'uscita del gruppo di taglio (16). 2 - Linea di colata continua come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il dispositivo scagliatore (20) è disposto subito a valle di una coppia di rulli (15a) del gruppo di trascinamento (14) . 3 - Linea di colata continua come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che il dispositivo scagliatore (20) è disposto subito a monte di una coppia (15b) di rulli del gruppo di trascinamento (14). 4 - Linea di colata continua come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il dispositivo scagliatore (20) è di tipo a bracci rotanti. 5 - Linea di colata continua come ad una o l’altra delle rivendicazioni precedenti fino a 3, caratterizzata dal fatto che il dispositivo scagliatore (20) è del tipo a bracci mobili linearmente. 6 - Linea di colata continua come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il dispositivo scagliatore (20) è del tipo ad ugelli rotanti. 7 - Linea di colata continua come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 5, caratterizzata dal fatto che il dispositivo scagliatore (20) è del tipo ad ugelli fissi. 8 - Linea di colata continua come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che a monte del gruppo di trascinamento (14) è presente un gruppo di raddrizzatura (25). 9 - Linea di colata continua come alla rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che il gruppo di raddrizzatura (25)èmotorizzato. 10 - Linea di colata continua come alla rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che il gruppo di raddrizzatura (25)è non motorizzato. 11 - Linea di colata continua come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto ohe il forno di ripristino (21) è del tipo a tunnel ed è posto sostanzialmente in linea al gruppo di taglio (16). 12 - Linea di colata continua come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 10, caratterizzata dal fatto che il forno di ripristino (121) è del tipo con trasferimento trasversale degli spezzoni di bramata uscenti dal gruppo di taglio (16). 13 - Linea di colata continua come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione ed ai disegni.
IT96UD000234A 1996-12-09 1996-12-09 Linea di colata continua compatta IT1289036B1 (it)

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