DISPOSITIVO Y PROCESO PARA FORMAR PAQUETES DE BARRAS LAMINADAS
Campo de la Invención La presente invención se relaciona con un dispositivo para formar paquetes de perfil de metal laminado, por ejemplo barras con sección transversal redonda, y a proceso del mismo. Antecedentes de la Invención Los dispositivos adaptados para formar paquetes de barra corriente abajo de la zona de enfriamiento dispuestos en la salida de un laminador son conocidos; en tales dispositivos, las barras son alimentadas por medio de transportadores continuos, que definen un primer plano, primero sobre medios de lanza o brazo, dispuestos en un segundo plano paralelo al primer plano y después, desde los mismos medios de lanza o brazo, se dejan caer en orden libre y desde una altura considerable (30-50 cm) hacia la parte inferior del banco de acumulación . Así se determinan movimientos de las barras no controlados, desordenados, que causan torcimiento y/o superposición de las mismas, formando paquetes desordenados, los cuales no son muy compactos y visualmente son de calidad baja. Un paquete de barras de este tipo retarda las operaciones de mecanizado corriente abajo, por ejemplo REF.:213281
procesos los cuales incluyen fabricar mallas de metal soldadas eléctricamente o abrazaderas. De hecho, frecuentemente son necesarias operaciones de desenredado de paquete para extraer las barras, y son necesarias operaciones de enderezado para eliminar la curvatura y el torcimiento de las barras deformadas severamente. ¦Además, durante el ciclo de formación de capa, las lanzas se mueven progresivamente con una velocidad correlacionada con la velocidad de descarga de las barras por el transportador para ocupar una posición gradualmente más externa con respecto a la zona de descarga de las barras en el extremo terminal del transportador. Las lanzas de depósito cooperan con por lo menos un refuerzo frontal, con capacidad para moverse junto con las lanzas, para contener la capa que se forma progresivamente en las lanzas. Las lanzas se proporcionan con un movimiento hacia delante/hacia atrás (avance/retracción) en el segundo plano paralelo al primer plano definido por el transportador. En la posición de retracción máxima las lanzas están en una posición de inicio de ciclo colocadas abajo del transportador; durante su avance las lanzas se proyectan frontalmente en una manera progresiva con respecto al extremo terminal del transportador hasta que alcanzan una posición de avance máximo. Por lo tanto, la capa de barras se forma sobre las lanzas mientras que éstas se mueven desde la posición de retracción máxima hasta la
posición de avance máximo. Una vez que la capa se completa el transportador se para y, mientras el refuerzo frontal permanece en su posición de avance máxima, las lanzas empiezan a ir hacia atrás llevando el extremo interno de la capa de barras sobre una refuerzo lateral fijo adicional con lo cual se causa que las barras caigan en orden libre y desde una altura considerable hacia la parte inferior del banco de acumulación. Una desventaja adicional de los dispositivos conocidos para formar paquetes de barra es así, el tiempo fuera de servicio esperado en el ciclo de formación del paquete. De hecho, las interrupciones para alimentar las barras laminadas sobre las lanzas de depósito se proporcionan para completar la evacuación del paquete formado anteriormente . Así se considera la necesidad de fabricar un dispositivo para formar paquetes de barras laminadas el cual permita superar las desventajas mencionadas anteriormente. Sumario de la Invención El objeto principal de la presente invención es proporcionar un dispositivo para formar continuamente paquetes de barras laminadas alimentada continuamente que permita obtener paquetes en los cuales las barras estén perfectamente alineadas entre sí sin torcimiento, enredado y traslape tanto dentro como fuera del paquete, confiriendo al
mismo paquete una apariencia regular y forma excelentemente. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un proceso para formar continuamente paquetes de barras laminadas usando el dispositivo mencionado anteriormente. Por lo tanto, la presente invención propone alcanzar los objetos discutidos anteriormente fabricando un dispositivo para formar un paquete de barras laminadas, apropiado para cooperar con un extremo de un transportador de las barras, el transportador define un primer plano, el dispositivo comprende de conformidad con la reivindicación 1 una pluralidad de elementos de soporte transversales, dispuestos sobre un segundo plano y paralelos entre sí, - medios de movimiento adaptados para mover la pluralidad de elementos de soporte transversales a lo largo del segundo plano desde una primera posición de recepción, para recibir un número predeterminado de barras para formar una capa de barras, hacia una segunda posición de descarga, para descargar la capa de barras sobre los medios de acumulación, a una velocidad para evitar que se arrastren las barras que descansan sobre los elementos de soporte, - primer medio de contención de la capa de barras cooperando con la pluralidad de elementos de soporte, en donde el segundo plano está inclinado por un
ángulo predeterminado con respecto al primer plano. Un segundo aspecto de la presente invención proporciona un proceso para formar paquetes de barras laminadas usando el dispositivo mencionado anteriormente el cual, de conformidad con la reivindicación 11, comprende las siguientes etapas: proporcionar la pluralidad de elementos de soporte transversales en la primera posición de recepción; - recibir un número predeterminado de barras sobre el segundo plano para formar una capa de barras, las barras se alimentan por lo menos una a la vez por medio del transportador con un primer intervalo de tiempo predeterminado entre la alimentación de por lo menos una barra y la alimentación de por lo menos una barra subsecuente; - mover la pluralidad de elementos de soporte desde la primera posición de recepción hacia la segunda posición de descarga, para descargar la capa de barras en los medios de acumulación, y desde esta segunda posición de regreso a la primera posición de recepción en un segundo intervalo de tiempo más corto que el primer intervalo. El dispositivo y el proceso de la invención permite obtener ventajosamente paquetes de barra terminados ordenados, compactos, los cuales están caracterizados por un coeficiente de llenado alto.
Además, en virtud de las características mencionadas anteriormente, la invención también permite obtener las siguientes ventajas: - se cancelan los tiempos fuera de servicio en el ciclo de formación de paquete alimentando simultáneamente las barras sobre las lanzas y evacuando continuamente el paquete ya formado; - se asegura la rectitud de las barras dentro del paquete ; - la disposición ordenada de las barras y sus rectitudes permiten acelerar y simplificar las operaciones en el proceso de mecanización corriente abajo, por ejemplo procesos los cuales proporcionan la implementación de redes de metal soldadas eléctricamente o abrazaderas, porque se facilita la extracción individual de cada barra del paquete; - los paquetes permanecen geométricamente regulares aún después de la operación de unión; los tiempos fuera de servicio y los costos relacionados con las operaciones de desenredado del paquete y enderezamiento de barra se cancelan completamente. El dispositivo y el proceso de formación del paquete de barra, objeto de la presente invención, se aplican preferiblemente corriente abajo- de las laminadoras en caliente para las barras independientemente del sistema de empaquetado de barra. Ventajosamente el dispositivo y el
proceso se usan para empaquetar paquetes de barras de sección transversal redonda, con nervaduras para el uso en concreto reforzado o liso destinadas para dibujar, por ejemplo. Las barras que pueden ser ventajosamente empaquetadas por el dispositivo de la invención preferiblemente tienen un diámetro en el intervalo desde 6 mm hasta 32-34 mm y una longitud de 6-18 metros. Las reivindicaciones dependientes describen las modalidades preferidas de la invención. Breve Descripción de las Figuras Las características y las ventajas adicionales de la invención serán más evidentes a la luz de la descripción detallada de modalidades preferidas, pero no exclusivas, de un dispositivo de formación de paquetes de barra ilustrado por medio de un ejemplo no limitante, con la ayuda de las figuras anexas, en los cuales: La Fig. 1 es una vista lateral del dispositivo de conformidad con la invención que coopera con una primera modalidad de transportador; La Fig. 2 es una vista lateral del dispositivo de conformidad con la invención que coopera con una segunda modalidad de transportador; La Fig. 3 es- una vista lateral de algunos componentes del dispositivo de conformidad con la invención; La Fig. 4 es una vista superior de un módulo que
pertenece al dispositivo de la invención; La Fig. 5 es una vista lateral del dispositivo de formación de paquete de la presente invención de conformidad con un plano paralelo al eje de laminado; 5 La Fig. 6 es una vista lateral de parte de una
- - ·; primera modalidad del dispositivo de la invención; La Fig. 7 es una vista lateral de parte de una segunda modalidad del dispositivo de la invención; La Fig. 8 muestra dos componentes del dispositivo 10 mencionado anteriormente en una posición inicial del ciclo del proceso de la invención. Descripción Detallada de la Invención La Figura 1 muestra una vista lateral de parte de un sistema de laminado para barras metálicas corrugadas o 15 lisas, de sección transversal redonda que comprenden un dispositivo de formación de paquete de conformidad con la presente invención. El dispositivo de formación de paquete indicado generalmente con el número de referencia 1, coopera con la 20 parte de extremo del área para mover y descargar las barras laminadas 3, dispuestas corriente abajo de una laminadora. El dispositivo comprende medios de lanza o brazo 2 adaptados para recolectar las barras 3 las cuales son alimentadas desde el extremo terminal del transportador 4 y 25 después descargar éstas sobre la parte inferior de una bolsa
móvil 5. Los medios de lanza, o simplemente lanzas de depósito 2, están dispuestas con su eje longitudinal sustancialmente ortogonal al eje de las barras cerca al extremo terminal del transportador. Las lanzas de depósito 2 de conformidad con una vista transversal con respecto al eje de laminado, se colocan en un plano ligeramente inclinado con respecto al plano horizontal en el cual el yace el transportador 4. Las lanzas de depósito 2 están inclinadas ventajosamente con respecto al plano horizontal por un ángulo predeterminado y están provistas con un movimiento de avance/retracción a lo largo de su eje longitudinal por medio de mecanismos cinemáticos apropiados, por ejemplo del tipo biela-cigüeñal. Pueden proveerse otros mecanismos de tipo hidráulico o neumático. Cada lanza 2 tiene una sección transversal sustancialmente trapezoidal con respecto a su eje, con la base menor orientada hacia arriba para minimizar la superficie de contacto con la barra descansando en ésta. De conformidad con una vista lateral paralela al eje de laminado, que se muestra en la Fig. 5, las lanzas de depósito 2 están dispuestas separadas de otra una distancia predeterminada para soportar las barras laminadas 3 desde la cabeza hacia la cola a lo largo de su extensión longitudinal completa. Específicamente, las lanzas individuales 2' se proporcionan en la parte anterior y en la parte posterior de
las barras, respectivamente, mientras que en los segmentos intermedios del dispositivo 1, las lanzas se montan en pares 2'' en una estructura común 9. Los monitores de accionamiento 20 de los mecanismos cinemáticos mencionados anteriormente o mecanismos se muestran en la Fig. 5. La Figura 4 muestra una vista superior de un par de lanzas de depósito 2 montadas en la estructura común 9. La distancia predeterminada entre las lanzas del mismo par y entre dos lanzas consecutivas de dos ' pares adyacentes ventajosamente no es demasiado alta, preferiblemente en el intervalo dése 0.5 hasta 1 m. De hecho, debido a que la temperatura residual de la barra es aún más bien alta, en el intervalo desde aproximadamente 200° C hasta aproximadamente 650° C, se generan deformaciones longitudinales de la barra con la formación de uno o más ciclos entre los puntos de apoyo, es decir entre las lanzas, lo cual puede deteriorar la rectitud de la barra. Ya que el valor de la deflexión del segmento de barra entre dos apoyos depende, además de la temperatura residual de la barra no cargada, también del diámetro de la barra y de la distancia entre los apoyos, por esta razón el valor de tal deflexión puede ser mantenido tan bajo como sea posible eligiendo la distancia predeterminada mencionada anteriormente entre las dos lanzas 2, de tal manera que la barra tenga una mejor rectitud durante el paso de formar el
paquete para el beneficio de la calidad final del paquete mismo . Una ventaja adicional del dispositivo de la invención es la provisión de los medios de lubricación apropiados para la superficie superior de las lanzas 2. En una modalidad preferida, para cada lanza 2 se proporciona un aplicador 10 de una sustancia lubricante que consiste, por ejemplo, de un cilindro de grafito sólido (Fig. 3), el cual en virtud de un contrapeso permanece en contacto constante con la superficie a ser lubricada. Durante el movimiento de retracción de la lanza, descrito abajo, el grafito se deposita cíclicamente y uniformemente en la superficie superior total de la lanza. La lubricación facilita el rodamiento de la primera barra alrededor de su eje, descargada sobre las lanzas 2, la cual alcanza la base del plano inclinado definido por las superficies superiores de las lanzas mismas, y el rodamiento de las barras descargadas subsecuentes alrededor de su eje de tal manera que éstas están dispuestas lado a lado en contacto perfecto recíproco para formar una capa ordenada, uniforme, en tal plano inclinado. El ángulo de inclinación o¡ del plano de colocación de las lanzas de depósito 2 con respecto al plano de colocación horizontal del transportador 4 se elige ventajosamente para asegurar el descenso completo y uniforme
de las barras y evitar que las barras se enreden en la base de este plano inclinado. El ángulo a ventajosamente está en el intervalo desde aproximadamente Io hasta 20°, éste es preferiblemente igual a 10° , valor en el cual se obtienen los mejores resultados . La bolsa móvil 5, provista en una posición inicial justo abajo de las lanzas de depósito 2, comprende una pluralidad de superficies de apoyo horizontales las cuales están separadas recíprocamente, cada superficie de apoyo está preferiblemente en una lanza respectiva. La bolsa 5 coopera con un primer refuerzo 7 y con un segundo refuerzo vertical 8, opuesto al primer refuerzo, colocado sustancialmente abajo del extremo terminar del transportador 4. Los dos refuerzos 7, 8 ambos fijos, contienen las capas que son formadas en la bolsa, evitando movimientos transversales indeseados de las barras, y también contiene el paquete de barras acabado durante las transferencia de las barras desde la bolsa 5 hasta la parte inferior de la mesa de rodillo 6. La mesa de rodillo 6 consiste de rodillos horizontales motorizados 6' y rodillos verticales inactivos 6"; las superficies de apoyo de la bolsa 5, que pasan a través del espacio entre los rodillos motorizados horizontales 6', apoyan el paquete sobre los rodillos 6'. Una vez que el paquete de barras se ha recibido, los rodillos
motorizados 6' evacúan éste enviándolo hacia el área de unión del aparato de empaquetado de barra. Mesas de rodillo adicionales para transferir los paquetes unidos, una estación de pesado y grupos de bolsas de recolección y acumulación de los paquetes unidos pueden proveerse corriente abajo del área de unión. El ciclo de formación de paquetes de barra incluye, de conformidad con la invención, un paso de depósito de las capas de barra individuales sobre las lanzas 2, suspendido por pasos de descarga y acumulación de cada capa de barra individual en la bolsa móvil 5 abajo. La bolsa móvil 5 está dispuesta inmediatamente abajo de las lanzas de depósito 2, en la posición inicial, y recibe una capa de barras 3 liberada cíclicamente por las lanzas mismas: el paquete de barras, que consiste de barras dispuestas perfectamente lado a lado y adyacentes entre sí, se forma por medio de la superposición subsecuente de las capas en la bolsa móvil. La altura de caída de las barras desde las lanzas 2 hacia la bolsa 5 ventajosamente es muy pequeña, de hecho una diferencia pequeña de nivel permite que las barras reboten mientras descienden, y así evita el riesgo de enredo y superposición de las mismas. Más específicamente, la caída promedio preferida o altura de descarga Hm de las barras desde las lanzas 2 hacia la bolsa 5, se define por la siguiente ecuación:
Hm = s*cosa + (L/2)*tga + cost + d en donde (Fig. 8) : "s" es el espesor de las lanzas de depósito 2 ; "L" es la extensión, transversal hacia las barras, de la bolsa móvil 5, es decir el ancho de la bolsa móvil medido desde el primer refuerzo vertical 7 hasta el extremo; "cost" es una constante en el intervalo desde 0 hasta 100 mm, preferiblemente igual a aproximadamente 30 mm; "d" es el diámetro de las barras. Si "cost" es igual a 0: Hm = s*cosa + (L/2)*tga + d. Una vez que una capa de barras se ha descargado de la lanza 2 hacia la bolsa móvil 5, la última desciende una altura fija igual a por lo menos el diámetro-grosor de las barras, para permitir siempre el movimiento libre de las lanzas 2; este descenso se ejecuta gradualmente hasta alcanzar el número requerido de capas con relación a la dimensión final deseada del paquete a ser formado. Sin embargo, la altura de caída de las barras sobre las capas acumuladas abajo es sustancialmente igual. Una vez que la formación del paquete se ha completado, la bolsa móvil 5 desciende a la mesa de rodillo 6 abajo (posición 5' en la Fig. 1), deposita el paquete sobre los rodillos horizontales motorizados 6' y se mueve de regreso hacia la posición inicial inmediatamente abajo de las
lanzas 2. Inmediatamente después de la transferencia de los paquetes hacia la mesa de rodillo, la bolsa móvil gira ventajosamente por 90° hacia abajo hacia una posición sustancialmente vertical 5" (Fig. 1) : así se evita la interferencia con el paquete apenas depositado durante el movimiento hacia arriba de la bolsa. Así puede moverse la bolsa hacia arriba sin necesidad de esperar que el mismo paquete sea evacuado. Durante el recorrido de regreso hacia la posición inicial, la bolsa gira y regresa gradualmente hacia la posición horizontal. Más específicamente, durante el paso de depositar las barras, la lanzas 2 están en una primera posición de avance máximo, adyacentes al extremo terminal del transportador 4, para recibir las barras 3 las cuales se descargan desde el mismo transportador debido a la gravedad. En virtud de la inclinación de las lanzas 2, las barras descienden debido a rodamiento por gravedad alrededor del eje del mismo a lo largo de las superficies superiores de las mismas lanzas. La primera barra descargada sobre las lanzas rueda hasta que ésta para en el primer refuerzo frontal 7 , el cual sirve para una función de contención; las siguientes barras descargadas rodarán hacia abajo para ser dispuestas lado a lado y formar una primera capa uniforme en las lanzas. Una vez que la primera capa de barra se forma, las
lanzas 2 se repliegan en una manera muy rápida hacia una segunda posición de retracción máxima para hacer que esta primera capa de barras caiga sobre la parte inferior de la bolsa móvil 5. De conformidad con un primer aspecto del proceso de formación de paquete de la invención, la velocidad de retracción de las lanzas de depósito 2 es de tal manera para crear un tipo de "efecto de mantel", es decir, la superficie de apoyo de la barra se retira casi instantáneamente de tal manera que no se- causa arrastre bajo la fuerza de fricción en las superficies de contacto barra-lanza. Durante el paso de descarga de lanza, se evita que las barras se enreden y superpongan en ambos las mismas lanzas y las capas ya acumuladas respectivas abajo; en virtud del efecto de mantel de mesa, las barras caen simultáneamente mientras se mantienen paralelas entre sí, y sobre la bolsa móvil 5 éstas tendrán sustancialmente la misma posición mutua que éstas tenían primero en las lanzas . Además, el intervalo de tiempo necesario para que las lanzas pasen desde la posición de avance máximo hasta la posición de retracción máxima y después regresen hasta la posición de avance máximo es ventajosamente más corto que la frecuencia a la cual el transportador 4 alimenta las barras 3, para que las barras puedan depositarse continuamente sobre las lanzas sin tiempos fuera de servicio o interrupciones
relacionadas con el paso de descargar las barras ya depositadas sobre las lanzas. Este intervalo de tiempo es preferiblemente de aproximadamente 1 segundo. Este procedimiento de descargar las lanzas evita sustancialmente todos los movimientos laterales, el enredado o torcimiento de las barras, las cuales son descargadas ordenadamente sobre la bolsa móvil, formando así paquetes que consisten de capas de barras de superposición ordenada. La bolsa móvil 5, que cooperan con los refuerzos verticales 7, 8, desciende para pasar, con sus superficies de apoyo, a través del espacio entre los rodillos motorizados 6' para yacer abajo del paquete de barras formado en los rodillos 6'. En este punto, los rodillos horizontales motorizados 6' transportarán el paquete de barras hasta el área de unión. Los rodillos inactivos verticales 6" contienen ventajosamente el paquete en el segmento de descenso final de la bolsa. De conformidad con un segundo aspecto del proceso de la invención, el tiempo tomado por la bolsa móvil 5 para descender y colocar el paquete de barra, una vez completado, en la mesa de rodillo 6 y regresar a la posición inicial para formar un nuevo paquete es más corto que el tiempo del ciclo en el cual las lanzas de depósito 2 se llenan con una nueva capa de barras. Por lo tanto, la transferencia del paquete de de barra de la bolsa móvil 5 a la mesa de rodillo 6 también es llevado a cabo sin requerir aún interrumpir la
alimentación de las barras por el transportador 4. De conformidad con un aspecto adicional del proceso de la invención, el transportador 4 el cual alimenta las barras 3 hacia las lanzas de depósito 2 es apropiado para mantener ventajosamente una distancia predeterminada entre las barras movidas y puede consistir, por ejemplo, de un dispositivo de transferencia de tornillo sin fin (Figuras 1 y 3), o una placa de enfriamiento con estantes de dientes fijos y móviles (Fig. 4), o una combinación de tales dispositivos (Fig. 5) . Mantener las barras físicamente separadas entre sí, antes de descargarlas sobre las lanzas, contribuye a una formación de capas ordenadas, precisas, sobre las lanzas sin enredamiento indeseado. El transportador también puede alimentar las barras 3 de dos en dos hacia las lanzas de depósito 2, manteniendo ventajosamente una distancia determinada entre los pares de barra movidos. Usar la placa de enfriamiento tiene la ventaja adicional de permitir que la temperatura de las barras descienda, incrementando así la rigidez de la misma antes de descarga para el beneficio de rectitud. De conformidad con una modalidad del dispositivo de la invención, se proporciona el uso de una bolsa adicional o acumulador 30, que se muestra en la Fig. 6, la cual puede ser activada en un instante predeterminado del ciclo y adaptada para ser colocada inmediatamente abajo de las lanzas de
depósito 2 cuando la bolsa móvil 5 inicia para transferir el paquete formado hacia la mesa de rodillo 6. La bolsa adicional 30 recibe una primera capa de barras 3 desde las lanzas de depósito 2, en la misma manera que la bolsa móvil 5, y después envía ésta hacia la bolsa móvil 5, la cual entretanto regresa a su posición inicial. La configuración de la bolsa adicional es de tal manera para enviar esta primera capa de barras hacia la bolsa móvil 5 apoyando simplemente la capa sobre las superficies de descanso horizontales de la bolsa 5. En este punto, la bolsa adicional se mueve libre y las otras capas de barra se descargan nuevamente sobre la bolsa móvil 5 y el ciclo continúa como se describió arriba. Por lo tanto, la bolsa adicional actúa como una cámara de empuje temporal. Usar esta bolsa adicional es particularmente ventajoso en el caso en el cual, por requerimientos de instalación y colocación, el plano de colocación del transportador 4 es bastante más alto que el plano de colocación de la mesa de rodillo 6, por lo que no se permite que la bolsa móvil 5 sea capaz de regresar a la posición inicial a tiempo para descargar una nueva primera capa de barras desde las lanzas debido a la trayectoria más larga a ser cubierta, en donde el tiempo para formar la capa sobre las lanzas es el mismo. De conformidad con una modalidad adicional del dispositivo de la invención, se proporciona el uso de un
refuerzo móvil 13, que se muestra en la Fig. 7, abisagrado sobre la misma estructura de las lanzas 2 y cooperando con las mismas lanzas. El elemento de refuerzo 13, que gira alrededor del perno 14, se adapta para colocarse con una superficie del mismo paralelo a las superficies superiores de las lanzas 2 a una distancia predeterminada en función del diámetro de las barras. Esta distancia es ligeramente mayor que el valor de diámetro de las barras para evitar cualquier enredo de barra, procediendo así para asegurar la alineación y disposición perfectas lado a lado de las mismas barras. Usar este elemento de refuerzo móvil 13 es particularmente ventajoso cuando el tamaño final del paquete a ser producido es considerable, en donde se requiere una distancia mayor entre los refuerzos verticales fijos 7, 8 y una longitud más larga de las lanzas de depósito 2. Por lo tanto, puede ocurrir que debido a las inercias y límites físicos del mecanismo de movimiento cinemático, las lanzas no sean capaces de replegarse lo suficientemente rápido para crear el llamado "efecto de mantel de mesa" . Una modalidad adicional del dispositivo de la invención puede incluir tanto el elemento de refuerzo móvil 13 como la bolsa adicional. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.