ITUD980208A1 - Linea di colata continua - Google Patents

Description

CAMPO DI APPLICAZIONE

Forma oggetto del presente trovato una linea di colata continua come espressa nella rivendicazione principale

Più in particolare, è oggetto del trovato una linea di colata continua di tipo curvo idonea alla produzione di prodotti quali billette, blumi o bramite caratterizzati da elevato standard qualitativo interno e superficiale.

La linea di colata continua secondo il trovato è idonea ad ottenere prodotti destinati alla produzione di acciai speciali.

Detti prodotti ottenuti con la linea di colata secondo il trovato si caratterizzano per il fatte di non presentare, all'ingresso del treno di laminazione, inclusioni interne fino ad una distanza voluta e predeterminata dalla superficie esterna degli stessi, rispettando le norme in materia sugli acciai speciali.

STATO DELLA TECNICA

E<1 >noto colare in continuo acciaio fuso attraverso uno stampo, o lingottiera, all'interno del .quale l'acciaio viene sottoposto a raffreddamento per formare, all'uscita della lingottiera stessa, almeno uno spessore perimetrale di pelle solidificata.

Nelle moderne linee di colata continua, la ricerca dell'ottenimento di una produttività sempre più elevata ha portato le aziende produttrici . ad aumentare sempre più la velocità di estrazione, spostando il punto di completa solidificazione del prodotto colato sempre più lontano dall'uscita della lingottiera .

In altre parole, all’uscita della lingottiera è sufficiente che il prodotto colato presenti uno spessore di pelle solidificata tale da evitare rotture e spaccature della pelle stessa durante l'intera fase di solidificazione del prodotto.

Il punto in cui le semipelli in formazione si uniscono e la solidificazione del prodotto colato viene sostanzialmente completata è denominato tecnicamente "kissing point".

Tale procedura permette anche di realizzare una eventuale prelaminazione a cuore liquido ("soft reduction") del prodotto colato, in cui la riduzione di spessore di quest'ultimo viene iniziata già in fase di estrazione e raddrizzatura.

Un'ulteriore evoluzione ha previsto di sostituire le convenzionali linee di colata sostanzialmente verticali con linee di colata curve o parzialmente curve, allo scopo di limitare l'altezza dei capannoni-e facilitare le operazioni di colaggio e manipolazione delle siviere e delle paniere.

Tale linee di colata curve presentano normalmente un raggio costante e si raccordano alla linea di laminazione disposta sostanzialmente su un piano orizzontale.

Il raggio di curvatura della linea di colata è calcolato allo scopo di evitare tensioni e sollecitazioni troppo forti sul prodotto colato in solidificazione, garantendo quindi una crescita regolare ed omogenea della pelle solidificata.

Normalmente, il raggio di curvatura delle linee di colata è dell'ordine di 5-15 metri.

Nella produzione di acciai di alta qualità, o per altre applicazioni particolari, le normative sulla qualità interna sono molto rigide, in particolare con riguardo alla presenza inclusionale nel prodotto finale .

Tali normative impongono severi accorgimenti sulle procedure di colata per evitare che, in fase di formazione progressiva della pelle solida, si determinino inclusioni ad una distanza dalla superficie esterna della billetta o bramma non accettabile .

Se dette normative possono essere facilmente soddisfatte con basse velocità di colata, in cui la solidificazione sostanzialmente si completa entro una breve distanza dall'uscita della lingottiera, o con colate verticali, in cui eventuali inclusioni possono risalire liberamente verticalmente verso il menisco, si è verificato che negli attuali impianti e con gli attuali parametri di colata risulta molto difficile ottenere gli standard richiesti.

Infatti, si è verificato nella pratica che nelle attuali macchine di colata continua si forma una "zona d'ombra" tra la linea di estradosso ed il menisco all'interno della quale eventuali inclusioni, invece di flottare verso il menisco, si intrappolano nella linea di intradosso in una posizione in cui lo spessore della pelle solida formata è molto inferiore al valore minimo richiesto .

Tale condizione inaccettabile, allo stato attuale della tecnica, può essere risolta soltanto riducendo la velocità di estrazione , per consentire la formazione di un sufficiente spessore di pelle in una posizione vicina all ' uscita dalla lingottiera, ma ciò provoca una altrettanto inaccettabile riduzione di produttività non compatibile con le esigenze degli attuali impianti .

Per ri s o lvere ques to grave probl ema particolarmente lamentato dagli operatori del se t tore , con una so luz ione sempl ice e particolarmente efficace e funzionale, la proponente ha ideato e sperimentato il presente trovato .

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale.

Altre caratteristiche del presente trovato sono esposte nelle rivendicazioni secondarie.

Scopo del trovato è quello di realizzare una linea di colata continua curva per billette, blumi o bramine in cui eventuali inclusioni presenti internamente al prodotto colato nella rimanente parte liquida e risalenti verso il menisco, non possano intrappolarsi nella pelle solidificata, sul lato di intradosso, in una posizione in cui lo spessore di detta pelle è inferiore ad una misura minima voluta e prestabilita.

In una soluzione preferenziale, detto valore minimo è compreso tra 10 e 50 mm.

Altro scopo del trovato è ottenere lo scopo principale suddetto senza rallentare la velocità di estrazione, e quindi senza incidere sulla produttività dell'impianto, e mantenendo inalterata la maggior parte della struttura della linea di colata curva convenzionale.

Secondo il trovato, almeno il primo tratto della linea di colata posto in uscita dalla lingottiera presenta una configurazione definita da un primo raggio di curvatura tale che una inclusione risalente verticalmente verso il menisco incontra la pelle dell'intradosso in una posizione in cui lo spessore di pelle formato è superiore ad un valore prestabilito.

Detto primo raggio di curvatura del primo tratto di uscita dalla lingottiera è una funzione almeno della velocità di estrazione, della composizione del materiale e della dimensione di uscita dalla lingottiera, ossia dei parametri che influenzano in maniera più rilevante lo sviluppo della pelle solidificata dal menisco al punto di chiusura del cono liquido .

Secondo una variante, detto primo raggio presenta valore infinito ed il primo tratto della linea di c o la ta al l ' us c i ta dal l a l ingo t t i era è sostanzialmente verticale.

Secondo una variante, detto primo tratto della linea di colata è costituito da un segmento curvilineo definito da più raggi fra loro differenti che si raccorda con un secondo tratto curvilineo di raggio sostanzialmente costante .

Secondo un’ulteriore variante, il primo tratto della linea di colata è costituito da più settori mobili ed opportunamente orientabili in funzione del voluto raggio di curvatura da ottenere al variare dei parametri di colata, ad esempio il tipo di acciaio colato o la velocità di estrazione.

Secondo un'ulteriore variante, detti settori mobili sono associati ad un sistema di movimentazione e regolazione automatico.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del trovato risulteranno evidenti dalla lettura della descrizione di una realizzazione preferenziale del trovato, fatti a titolo esemplificativo e non limitativo.

Nelle tavole abbiamo che:

- la fig. 1 illustra parzialmente e schematicamente una linea di colata secondo il trovato; - la fig. 2 illustra schematicamente il trovato.

DESCRIZIONE DELLA REALIZZAZIONE PREFERENZIALE DEL

TROVATO

La linea di colata curva 10 illustrata schematicamente in fig. 1 è sostanzialmente costituita da una lingottiera 11 entro la quale viene colato l'acciaio fuso alimentato mediante una paniera o siviera 12.

La lingottiera 11 è sostanzialmente verticale e coopera con gruppi di raffreddamento, non illustrati in dettaglio, che concretizzano la progressiva solidificazione dell'acciaio fino ad ottenere un prodotto colato 15, quale una billetta, un blumo od una bramma, che viene estratto, raddrizzato e disposto su un piano sostanzialmente orizzontale per essere inviato direttamente al treno di laminazione o per essere raffreddato e stoccato.

La linea di colata 10 presenta una struttura sostanzialmente convenzionale e di essa verranno descritte solo le parti necessarie per comprendere il trovato, tralasciando tutto il resto considerato di per sé noto.

A valle della lingottiera 11 è presente un gruppo di guida e contenimento 13 costituito, nel caso di specie, da una pluralità di rulli 14 organizzati in settori 114, i quali hanno la funzione di guidare il prodotto colato 15 dalla lingottiera 11 verse un gruppo di estrazione e raddrizzatura 24 mediante il quale detto prodotto colato 15 viene portato su un piano sostanzialmente orizzontale.

In cooperazione con detto gruppo di guida e contenimento 13 sono presenti convenzionali gruppi di raffreddamento secondario, qui non illustrati, che hanno la funzione di completare la solidificazione del prodotto colato.

Il prodotto colato 15 uscente dalla lingottiera 11 presenta uno strato perimetrale 16 di pelle solidificata il cui spessore cresce mano a mano che ci si allontana dall'uscita della lingottiera 11 stessa.

Detto strato perimetrale 16 definisce al suo interno un cuore liquido 17 di forma conica, il cui vertice 18 costituisce il punto in cui le parti perimetrali di pelle solidificata si congiungono e la solidificazione del prodotto colato 15 sostanzialmente si completa.

Il vertice 18 del cono liquido è denominato tecnicamente "kissing point".

Detto cuore liquido 17, nelle linee di colata curve o parzialmente curve, segue ovviamente l'andamento curvilineo della linea stessa, ed è definito da una linea di estradosso 19 e da una linea di intradosso 20 che progressivamente convergono verso detto vertice 18.

Secondo la realizzazione preferenziale del presente trovato, la linea di colata 10 presenta un andamento curvo definito da almeno due tratti, un primo tratto 10a disposto subito a valle della lingottiera 11 ed un secondo tratto 10b, consecutivo a detto primo tratto 10a, di collegamento e raccordo al piano sostanzialmente orizzontale.

Secondo il trovato, detto primo tratto 10a, che può comprendere uno, due o più settori 114 del gruppo di guida e contenimento 13, è definito da almeno un primo raggio Ri, tale che la tangente verticale 21 alla detta linea di intradosso 20 del cuore liquido 17 definisce un punto di tangenza P in cui lo spessore della pelle solidificata 16 è almeno pari ad un valore "s" predeterminato.

In particolare, detto valore "s" è la distanza minima dalla superficie esterna del prodotto colato 15 in cui non devono essere presenti inclusioni all'interno del prodotto 15 stesso, in base alle normative sugli acciai speciali, od in base alle specifiche richieste sul materiale finale.

In altre parole, definita almeno la velocità di estrazione, il tipo di acciaio in fase di colata ed una definita dimensione di uscita dalla lingottiera 11, la configurazione curvilinea quantomeno del primo tratto IOa della linea di colata 10 è tale per cui una inclusione che risale verticalmente verso l'acciaio ancora in lingottiera, e quindi verso il menisco, incontra la pelle solidificata di intradosso 20 in una posizione in cui lo spessore di pelle 16 formata, è superiore ad un valore voluto, funzionale al prodotto finale da ottenere.

Nel caso dell'ottenimento di acciai speciali, o di alta qualità, il valore "s" imposto dalle normative, al di sotto del quale non devono essere presenti inclusioni, è generalmente compreso tra 10 e 50 mtn. Secondo il trovato, in base alla conoscenza precisa dello sviluppo della pelle 16 in formazione determinata principalmente dalla tipologia di raffreddamento e dai dati sulla velocità, sul materiale, sulle dimensioni, nonché sulla tipologia di raffreddamento, della lubrificazione e da altri parametri ancora, può quindi essere determinata la configurazione curvilinea di detto primo tratto IOa in modo da ottenere il risultato voluto.

In una soluzione del trovato, detto raggio RI è infinito, detto primo tratto IOa assumendo una configurazione rettilinea sostanzialmente verticale.

Secondo una variante, il primo tratto IOa è definito da un segmento multiraggio in cui ognuno dei settori 114 del gruppo di guida e contenimento 13 è orientato secondo un arco predeterminato e di raggio differente (RI, RI', RI"...) dal settore 114 precedente e da quello successivo, in modo da ottenere il risultato sopra menzionato.

Nella soluzione di fig. 2, detto primo tratto IOa presenta tre diversi raggi di curvatura Ri, Ri', Ri" in cui il primo raggio RI, posto in uscita dalla lingottiera 11, assume valore pari ad infinito ed i raggi successivi RI<1 >ed Ri" assumono valori decrescenti con RI" minore di RI’.

Secondo un'ulteriore variante, i settori 114 possono essere configurati di volta in volta in base agli specifici parametri del ciclo di colata, quali in particolare la velocità di estrazione, il materiale colto, le dimensioni, ecc.

Secondo un’ulteriore variante, i settori 114 almeno del primo tratto IOa sono associati ad un meccanismo di regolazione automatico che determina il posizionamento in funzione parametri di colata prestabiliti .

Il secondo tratto 10b della linea di colata 10 è il tratto di collegamento e raccordo al piano orizzontale e presenta un raggio sostanzialmente costante ed avente un valore convenzionale , normalmente compreso tra 5 e 15 metri .

Detto secondo tratto 10b può essere collegato direttamente al treno di laminazione oppure ad un gruppo di taglio 22 cooperante con mezzi di evacuazione e parcheggio 23 della falsa barra , di per sé noti e quindi non descritti in maggior dettaglio .

Da quanto descritto , si vede come il trovato permetta di ottenere signif icativi vantaggi in termini operativi e tecnologici con piccole modi f iche rispetto al le linee di colata convenzionali .

E ’ ovvio comunque che al presente trovato possono essere apportate modifiche od aggiunte , senza per questo uscire dall ' ambito dello stesso .

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 - Linea di colata continua curva per prodotti (15) quali billette, blumi, bramine o simili, comprendente una lingottiera (11) ed un gruppo di guida e contenimento (13) a valle di detta lingottiera (11), caratterizzata dal fatto che detto gruppo di guida e contenimento (13) ha una configurazione tale da impedire a detti prodotti (15) di avere inclusioni interne per una distanza ("s") voluta e predeterminata rispetto alla superficie esterna dei prodotti (15) stessi. 2 - Linea di colata continua curva per prodotti (15) quali billette, blumi, bramme o simili comprendente una lingottiera (11) ed un gruppo di guida e contenimento (13) posto a valle di essa, in cui detto gruppo di guida e contenimento (13) definisce un percorso di uscita dei prodotti (15) dalla lingottiera (11) almeno parzialmente curvo e definito da almeno un raggio, il prodotto colato (15) presentando, all'uscita della lingottiera (11), un cuore liquido (17) di forma conica definito all 'interno di un perimetro di pelle solidificata (16) di spessore progressivamente crescente, detto cuore liquido (17) presentando andamento curvo e definendo un vertice (18) in cui il prodotto colato (15) risulta completamente solidificato, detto cuore liquido (17) presentando una linea di intradosso (20) ed una linea di estradosso (19), caratterizzata dal fatto che il percorso di uscita dalla lingottiera (11) presenta un andamento curvo tale che la tangente verticale (21) alla linea di intradosso (20) del cuore liquido (17) del prodotto colato (15) definisce un punto di tangenza in cui lo spessore della pelle solidificata (16) è almeno pari ad un valore ("s"), detto valore ("s") essendo la distanza minima dalla superficie esterna del prodotto colato (15) in cui non devono essere presenti inclusioni all'interno di detto prodotto colato (15). 3 - Linea di colata continua curva come alla rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che il percorso di uscita dalla lingottiera (11) presenta un primo tratto (IOa) definito da almeno un raggio (RI) ed un secondo tratto (10b) con raggio (R2) di raccordo e collegamento ad un piano sostanzialmente orizzontale. 4 - Linea di colata continua curva come alla rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che il raggio (Ri) del primo tratto (IOa) è pari ad infinito. 5 - Linea di colata continua curva come all<1 >rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che il primo tratto (IOa) è costituito da un segmento curvilineo multiraggio che si raccorda progressivamente al secondo tratto (10b) . 6 - Linea di colata continua curva come ad una o l’altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno il primo tratto (IOa) è costituito da una pluralità di settori (114) cadauno comprendente una pluralità di rulli (14) di guida e contenimento successivi, ognuno di detti settori (114) essendo posizionabile a definire un andamento curvilineo funzionale ai parametri di colata, quantomeno in termini di velocità di estrazione e di tipo di prodotto colato. 7 - Linea di colata continua curva per prodotti (15) quali billette, blumi, bramme o simili, sostanzialmente come descritta con riferimento agli annessi disegni.