MXPA01006890A - Dispositivo guia de tira que comprende una construccion giratoria para cambiar los rodillos de soporte que tienen medios de enfriamiento - Google Patents

Abstract

Un dispositivo guía de tira para guiar una tira metálica caliente, que comprende una estructura, una construcción de soporte que se acomoda en la estructura de manera que pueda girar alrededor de un eje, medios de accionamiento para la rotación gradual de la construcción de soporte en la estructura, al menos dos rodillos de soporte que están ajustados de manera giratoria y removible en la construcción de soporte, medios de aislamiento que se conectan a la construcción de soporte y que están posicionados entre los rodillos de soporte, y medios de enfriamiento para enfriar cada rodillo de soporte, en cuyo dispositivo los medios de enfriamiento para cada rodillo de soporte comprende un cuerpo de enfriamiento que se conecta a la construcción de soporte, cada cuerpo de enfriamiento se extiende en dirección longitudinal del rodillo de soporte asociado, delimitando externamente este rodillo sobre la parte de la circunferencia, y siendo posicionado a una distancia del rodillo de soporte, cada cuerpo de enfriamiento enfría al rodillo de soporte asociado como resultado de la radiación directa de dicho rodillo.

Description

DISPOSITIVO GUIA DE TIRA QUE COMPRENDE UNA CONSTRUCCIÓN GIRATORIA PARA CAMBIAR LOS RODILLOS DE SOPORTE QUE TIENEN MEDIOS DE ENFRIAMIENTO La ¡nvención se refiere a un dispositivo guía de tira del tipo que tiene una construcción de soporte giratorio con rodillos giratorios de acuerdo al preámbulo de la reivindicación 1. Se conocen dispositivos guía de tira de esta naturaleza, entre otros de DE-C-3401792. Este documento describe un dispositivo guía de tira que pretende guiar la tira metálica caliente sobre los rodillos de soporte entre o dentro del cámaras de horno horizontal o un horno de recocido continuo. En este caso, la tira metálica cuelga libremente entre dos o más dispositivos guía de tira conforme se mueve a través de los laboratorios del horno. Los hornos de recocido continuos son de uso amplio, por ejemplo, para el recocimiento oxidativo de la tira de acero inoxidable en un llamado cadena de decapado y recocido. Estos hornos operan a temperaturas elevadas y con capacidades de alta producción. El dispositivo guía de tira en DE-C-34 01 792 comprende una construcción de soporte en forma de rodillo que se acomoda en forma giratoria en una estructura. Dos cavidades cilindricas opuestas diametralmente se forman en la construcción del soporte tipo rodillo, en la que los rodillos de soporte de dos cavidades están acomodados de manera libremente giratoria. La construcción de soporte tipo rodillo comprende sustancialmente un cuerpo sólido con una línea de enfriamiento que se extiende hacia adentro. El cuerpo sólido provee aislamiento contra las temperaturas elevadas en la cámara de horno para el rodillo de soporte que no está en operación. El mantenimiento del rodillo de soporte que está en la parte supepor en la operación se puede llevar a cabo al girar la construcción de soporte a través de 180°. Un inconveniente del dispositivo guía de tira conocido es que la vida útil de los rodillos de soporte está limitada por la acción de aislamiento. La temperatura del rodillo de soporte que está en operación y sobre la cual se guía la tira metálica caliente se eleva considerablemente, lo cual tiene un efecto adverso en la vida útil del rodillo de soporte. Además, las temperaturas elevadas incrementan el llamado fenómeno "captación", es decir, la acumulación de pequeñas partículas en la superficie en marcha del rodillo de soporte, dañando la tira metálica caliente que se guía sobre ella. Con el fin de reducir la temperatura del rodillo de soporte, es posible, entre otros, ajustar medios de enfriamiento dentro de los rodillos de soporte. En el caso de los llamados rodillos de fibra, es decir los rodillos de soporte que están cubiertos con discos de fibra, sin embargo, la acción de enfriamiento está limitada debido a la acción aislante del matepal de fibra. Durante la practica se ha encontrado que el enfpamiento en directo de un rodillo de soporte en operación que está acomodado en una construcción de soporte giratorio por medio de líneas de enfriamiento internas no reducen suficientemente la temperatura del servicio en marcha de este rodillo de soporte. También se sabe, en el caso de los rodillos de soporte metálicos con una cubierta externa metálica, que guían el agua de enfriamiento directamente por el interior de la cubierta metálica externa. Sin embargo, esto da como resultado pérdidas muy elevadas de calor en los rodillos de soporte de esta naturaleza y por consecuencia el enfriamiento local, particularmente en el caso de la tira metálica delgada que se va a recocer, en la cubierta externa del rodillo de soporte es tan elevada que podría llevar a una deformación de la tira metálica. El dispositivo guía de tira de acuerdo al preámbulo de la reivindicación 1 también se conoce de US-A-4 039 372. Esta patente muestra una construcción de soporte giratorio para dos rodillos de soporte de un dispositivo guía de tira. Entre los rodillos de soporte se provee un resguardo de aislamiento que tiene una cámara de enfriamiento central rodeada por las capas superior e inferior del material de aislamiento. El resguardo provee aislamiento contra las temperaturas elevadas en la cámara de homo para el rodillo de soporte que no está en operación. Cada rodillo de soporte está provisto con un tubo de líquido de enfriamiento interno que se extiende a todo lo largo del rodillo de soporte. Un inconveniente de este dispositivo guía de tira conocido es que los medios de enfriamiento dentro de los rodillos de soporte no son capaces de proveer un enfriamiento suficiente y uniforme de la superficie en marcha del rodillo de soporte en operación. Al igual que el dispositivo de DE-C-3401792, la vida útil de los rodillos de soporte utilizados con la construcción de soporte es limitado de acuerdo a US-A-049 372, provocando daños a la tira metálica guiada sobre ésta y limitaciones en las capacidades de producción y temperaturas del horno.

El objeto de la invención es superar los inconvenientes antes mencionados, y, en particular, proveer un dispositivo guía de tira en el cual los rodillos de soporte puedan cambiarse rápidamente, mientras que al mismo tiempo se logran también una vida útil máxima posible de los rodillos de soporte a temperaturas elevadas del horno y capacidades elevadas de producción. En particular, el objeto de la invención es proveer un dispositivo guía de tira en el que pueda lograrse una buena vida útil aún para los rodillos de soporte que están cubiertos con discos de fibra. Los rodillos de soporte de esta naturaleza se utilizan de preferencia para guiar esta tira metálica laminada en frío la cual es muy susceptible a daños. De acuerdo a la invención, estos objetos se logran por medio de un dispositivo de guía de conformidad con la reivindicación 1 , el dispositivo guía de tira comprende una construcción de soporte que se monta en una estructura y que puede girarse en etapas mediante medios de accionamiento. Por lo menos dos rodillos de soporte intercambiables y giratorios se ajustan en la construcción de soporte giratorio. Los rodillos de soporte están aislados térmicamente uno de otro de medios de aislamiento que se conectan a la construcción de soporte. Un cuerpo de enfriamiento externo se provee para cada rodillo de soporte. Los cuerpos de enfriamiento se conectan a la construcción de soporte, cada cuerpo de enfriamiento está rodeando externamente al rodillo de soporte asociado con al menos un cuarto de su circunferencia. Existe un espacio pequeño entre los cuerpos de enfriamiento y los rodillos de soporte. Durante la operación, el rodillo de soporte superior sobre el cual se guía la tira metálica caliente, se enfría como resultado de la radiación directa al cuerpo de enfriamiento. Esto permite que la superficie en marcha del rodillo de soporte se enfríe de manera demasiado uniforme pero no de manera excesivamente intensiva. La reducción limitada uniforme resultante en la temperatura de la superficie en marcha mejora de manera significativa la vida útil del rodillo de soporte y reduce considerablemente la captación, o incluso elimina todo este fenómeno. Se ha encontrado que con el dispositivo guía de tira de acuerdo a la invención, los rodillos de fibra pueden utilizarse durante algunas semanas incluso a temperaturas muy elevadas, considerando que en los dispositivos aquí utilizados los rodillos de soporte tienen que reemplazarse con frecuencia después de tan sólo unos días. Una ventaja adicional es que el rodillo de soporte que se ha girado hacia afuera de su posición operativa puede enfriarse rápida y uniformemente, pudiéndose llevar a cabo rápidamente el mantenimiento o reemplazo del rodillo de soporte. El enfriamiento eficiente de la superficie en marcha por medio de una radiación directa de calor del rodillo permite de manera ventajosa una temperatura más elevada de operación de un homo que se va a establecer sin que esto nos conduzca a los fenómenos de "captación" adversos o a defectos en el material de los rodillos de soporte. Las temperaturas del horno superiores a aproximadamente 1250°C son muy posible. Durante la práctica, se ha encontrado que la temperatura de la superficie en marcha de rodillo de soporte en operación, mediante el cuerpo de enfriamiento que delimita más de 90° de la circunferencia del rodillo de soporte, se enfría lo suficiente como para permitir que el rodillo de soporte gire a velocidades elevadas, permitiendo así las capacidades elevadas de producción. Debe notarse que FR-A-1 ,370,251 ha descrito un dispositivo guía de tira con rodillos de soporte que están acomodados en cavidades en un cuerpo de aislamiento térmicamente sólido. Debajo de cada cavidad, existe un tubo de líquido de enfriamiento para enfriar el rodillo de soporte mediante la radiación directa de calor. Sin embargo, esta construcción como tal es relativamente inapropiada para utilizarse en un dispositivo guía de tira que comprende una construcción giratoria para cambiar los rodillos de soporte. La eliminación del calor del tubo del líquido de enfriamiento estrecho individual en la parte inferior de la cavidad se limita extremadamente, y por consecuencia la velocidad circunferencial de los rodillos de soporte se tiene que adaptar con el fin de lograr una temperatura media deseada para los rodillos de soporte. En las temperaturas de horno de más de 1 ,000°C, esta temperatura de rodillo de soporte media puede ser lo suficientemente baja para prevenir la caída de los rodillos de soporte. El fenómeno de "captación" y otros daños a la estructura de superficie de los rodillos de soporte estarán presentes. En particular, los rodillos de fibra no pueden utilizarse en la construcción descrita en FR-A- 1 ,370,251 , debido a que incluso una inmovilización temporal de los rodillos de soporte dañarían en un tiempo muy corto a los rodillos a tal grado de que tendrían que reemplazarse. La ventaja de la construcción de acuerdo a la invención es que puede utilizarse para todos los tipos de rodillos de soporte. Por ejemplo, puede utilizarse para guiar tiras metálicas laminadas en caliente con una pelícuja de óxido en los rodillos de soporte metálicos provistos con un recubrimiento de bronce. En particular, los llamados rodillos de fibra, en los cuales, por ejemplo, los rodillos de soporte metálicos están cubiertos con discos de fibra, pueden enfriarse exitosamente en sus superficies en marcha mediante la construcción de enfriamiento de acuerdo a la invención. De esta forma, es posible incluso para la tira metálica laminada en frío delgada, que es demasiado susceptible a daños, ser guiada de manera exitosa. Se notó que es imposible el enfriamiento efectivo de la superficie en marcha de los rodillos de fibra con el calor disipado al cuerpo de enfriamiento localizado dentro del rodillo de fibra, o posible sólo con gran dificultad, debido a un muy bajo coeficiente de conductividad térmica de los discos de fibra. En particular, el cuerpo de enfriamiento delimita más de 140° la circunferencia del rodillo de soporte asociado. La extensiva delimitación circundante del rodillo de soporte mediante el cuerpo de enfriamiento asegura que hay un enfriamiento suficiente del rodillo de soporte incluso si la tira metálica, y consecuentemente el rodillo de soporte, están inmovilizados temporalmente. Esto es ventajoso ya que, en los dispositivos guía de tira conocidos, si lá tira metálica caliente está en una inmovilización la construcción de soporte se tendrá que girar a través de un ángulo de 90°, con el fin de evitar el daño en el rodillo de soporte como resultado de un sobrecalentamiento. En el caso del dispositivo de guía de tira de acuerdo a la invención, la rotación de esta naturaleza es solamente necesaria en el caso de un defecto en el cuerpo de enfriamiento o en el sistema de enfriamiento.

Las modalidades preferidas de la invención se definen en las reivindicaciones 3 a 10. La invención se explicará con más detalle con referencia a los dibujos anexos, en los cuales: La figura 1 muestra una vista en sección longitudinal de un dispositivo guía de tira de acuerdo a la invención; La figura 2 muestra una vista en una escala alargada en la línea ll-ll en la figura 1 ; La figura 3 muestra una vista en partes de un cuerpo de enfriamiento de la figura 2; y La figura 4 muestra una vista en partes de un segmento de los t medios de aislamiento de la figura 2. El dispositivo guía de tira que se muestra en la figura 1 comprende una estructura 1 con dos extremidades verticales. Cada extremidad está provista con medios de soporte 2 en los cuales se acomoda una construcción de soporte 3 de tal manera que pueda girar alrededor de un eje 4. La extremidad vertical de la estructura 1 que se localiza en el lado derecho comprende medios de accionamiento 6 para la rotación gradual de la construcción de soporte 3 en la estructura 1. La construcción de soporte 3 tiene un rodillo de soporte superior 10 y un rodillo de soporte inferior 11. Los rodillos de soporte 10, 11 se montan generalmente de forma que puedan girar libremente en la construcción de soporte 3; sin embargo, también pueden ser accionados.

Se pretende que el dispositivo guía de tira guíe la tira metálica caliente entre o dentro de las cámaras de horno de un horno de recocido horizontal. En la figura 2, la tira metálica se ilustra en forma esquemática y se representa por el número de referencia 20. Durante la operación, la tira metálica 20 es guiada sobre el rodillo de soporte 10; si es necesario, el mantenimiento puede llevarse a cabo en el rodillo de soporte 10 de manera simple, girando la construcción de soporte 3 a través de un ángulo de 180°. De esta forma, el rodillo de soporte 10 se mueve hacia la parte inferior. Mientras que el mantenimiento se lleva a cabo en el rodillo de soporte 10, la tira metálica 20 es guiada sobre el rodillo de soporte 11. La construcción de soporte 3 comprende un tubo central 14 en el que están montados los medios de enfriamiento y aislamiento. Los medios de enfriamiento y aislamiento se ajustan entre los rodillos de soporte 10 y 11 y se extienden a todo lo largo de los rodillos de soporte 10, 11. Los medios de enfriamiento comprenden un cuerpo de enfriamiento externo 25, 26 para cada rodillo de soporte 10, 11 respectivamente (cf., figura 2). Cada cuerpo de enfriamiento 25, 26 se localiza a un lado de rodillo de soporte 10, 11 asociado con un pequeño espacio entre el rodillo de soporte 10, 11 y el cuerpo de enfriamiento 25, 26. El cuerpo de enfriamiento 25, 26 delimita una gran parte de la circunferencia externa del rodillo de soporte 10, 11 en particular casi la mitad de su circunferencia externa. El cuerpo de enfriamiento 25 se enfría permanentemente, ya que un poco de calor del rodillo de soporte 10 que está en operación, cuyo calor emana de la tira metálica caliente y el horno, puede disiparse al cuerpo de enfriamiento 25 como resultado de la radiación de calor directa. El cuerpo de enfriamiento 26 también se enfría permanentemente. Si el rodillo de soporte 11 se ha girado hacia fuera de su posición en operación, su calor puede disiparse al cuerpo de enfriamiento 26 como resultado de la radiación de calor directa. Esto permite que el trabajo de mantenimiento se lleve a cabo rápidamente en el rodillo de soporte 11. De manera ventajosa, el cuerpo de enfriamiento 25, 26 comprende un cuerpo enfriado con líquido que se conecta a la entrada del medio de enfriamiento 27 y a la salida del medio de enfriamiento 28 (cf., figura 1). El medio de enfriamiento, por ejemplo agua o aceite, introduce un extremo del tubo 14 mediante la entrada del medio de enfriamiento 27 y, desde ahí, se mueve hacia los cuerpos de enfriamiento superior e inferior 25, 26 mediante un múltiple 29. Después de que el medio de enfriamiento ha fluido a través de los cuerpos de enfriamiento 25, 26 éste se descarga mediante un múltiple 30, un extremo de tubo 14 y desde ahí, a la salida del medio de enfriamiento 28. El suministro central y la descarga del medio de enfriamiento a lo largo del eje 4 es útil en particular durante la rotación de la construcción de soporte 3. El cuerpo de enfriamiento 25, 26 puede diseñarse de varias formas, por ejemplo en la forma de una pluralidad de tubo 32 que están posicionados juntos unos con otros y que están conectados a la entrada del medio de enfriamiento 27 y a la salida del medio de enfriamiento 28. También es posible utilizar uno o más tubos que se extienden en forma sinuosa a través del cuerpo de enfriamiento 25, 26. La ventaja de esta opción es que sólo será suficiente una conexión para la entrada y salida del medio de enfriamiento. Para aislar y proteger la construcción de soporte 3, existen cubiertas aisladas 34 entre los cuerpos de enfriamiento 25, 26. Grupos apilados de cubierta de aislamiento 34 están cubiertos por placas resistentes al calor 35. Los conjuntos de cubierta de aislamiento 34 y placas resistentes al calor 35 se mantienen juntos con la ayuda de los pasadores de seguridad 36. Los medios de enfriamiento y aislamiento entre los rodillos de soporte 10, 11 son preferiblemente de estructura segmentada y están unidos por separado al tubo 14 de la construcción de soporte 3. Esto hace posible eliminar los segmentos separados sin que toda la construcción del soporte 3 tenga que ser desmantelada. La estructura segmentada puede verse claramente desde las figuras 3 y 4. Tanto el segmento de los medios de enfriamiento de la figura 3, como el segmento de los medios de aislamiento de la figura 4 están provistos con un reborde de soporte 40 y 41 respectivamente, por medios de los cuales los segmentos puedan fijarse entre sí y al tubo 14. Los medios de aislamiento se diseñan ventajosamente de tal manera que los bordes de los medios de enfriamiento que están localizados lo más afuera posible están protegidos contra el calor que se irradia directamente desde el horno. Esto evita una absorción de calor excesiva. Las placas resistentes al calor 35 descansan sustancialmente en el radio menor del eje central 4 de la construcción de soporte 3 en vez de ser en las partes más externas del rodillo de soporte 10, 11 durante la rotación de la construcción de soporte 3, la tira metálica 20 puede soportarse en las placas resistentes al calor 35 sin dañar el aislamiento. Durante la operación, parte del dispositivo guía de tira se proyecta hacia adentro a través de una abertura en una pared inferior del horno de recocido horizontal y/o colinda con una abertura de alimentación de la tira o remoción de la tira en una pared lateral del horno. Con el fin de permitir la rotación de la construcción de soporte, se deja un espacio libre entre los bordes de la abertura en la pared del horno y el dispositivo guía de tira. En este caso, es ventajoso para las placas resistentes al calor 35 estar en un radio corto del eje central 4 en vez de estar en las partes más externas de los rodillos de soporte 10, 11. Cualquier contaminación, por ejemplo residuos metálicos quemados, que se acumulan en la ubicación de los bordes de la abertura está consecuentemente libre de caer sin llegar a atascarse entre las placas 35 y los bordes de la abertura. Durante la rotación de la construcción de soporte 3, la tira que se va a guiar es disminuida algunos centímetros hasta que sea soportada por las placas 35. Para evitar la pérdida de gases de la combustión del horno, parcialmente como un resultado de las placas 35 que se van a posicionar en el radio más corto, se posicionan cortinas de aire a todo lo largo y en los extremos de la construcción de soporte 3, cuyas cortinas sellan la cubierta del horno en la ubicación de los espacios que se han dejado libres entre los bordes de la abertura y el dispositivo guía de tira. Para evitar el vapor de los gases de la combustión en el horno de recocido condensados en las superficies del cuerpo de enfriamiento 25 y otras partes enfriadas con agua, el medio de enfriamiento se suministra a una temperatura inicial específica. Esta temperatura inicial es tal que se previene una temperatura menor al punto de rocío en la superficie del cuerpo de enfriamiento 25 y otras partes enfriadas con agua. La temperatura inicial del medio de enfriamiento es en particular de aproximadamente 40 a 45°C. En el caso de la tira delgada, los rodillos de soporte 10, 11 se forman de manera útil mediante los llamados rodillos de fibra. En este caso, cada rodillo de soporte comprende sustancialmente un tubo interior metálico 50 (cf., figura 2) sobre el cual una pluralidad de discos 51 han sido empujados, sus bordes externos juntos forman una superficie en marcha del rodillo de soporte. Cada disco 51 en este caso está elaborado de material fibroso. El diseño del dispositivo guía de tira de acuerdo a la ¡nvención hace posible utilizar rodillos de fibra de esta naturaleza, debido a que la temperatura de la superficie en marcha de los rodillos de fibra puede mantenerse dentro de los límites permisibles como resultado de la radiación de calor directa hacia el cuerpo de enfriamiento localizado debajo de esos. De esta forma, la invención provee un dispositivo guía de tira con una construcción de soporte giratorio que tiene dos rodillos de soporte, en el que la vida útil de los rodillos de soporte es muy larga y la temperatura elevada de operación de un horno de recocido puede utilizarse sin llegar a una temperatura excesiva del rodillo de soporte que está en operación.

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- El dispositivo guía de tira para guiar la tira metálica caliente (20), comprende: una estructura (1); una construcción de soporte (3) que está acomodada en la estructura (1) de tal manera que pueda girarse alrededor de un eje (4); medios de accionamiento para la rotación gradual de la construcción de soporte (3) en la estructura (1 ); por lo menos dos rodillos de soporte (10, 11) que se ajustan de manera giratoria y removible en la construcción de soporte (3); medios de aislamiento que están conectados a la construcción de soporte (3) y están posicionados entre los rodillos de soporte (10, 11); y medios de enfriamiento para enfriar cada rodillo de soporte (10, 11); en el que los medios de enfriamiento para cada rodillo de soporte (10, 11) comprende un cuerpo de enfriamiento (25, 26) que se conecta a la construcción de soporte (3) y se extienden en dirección longitudinal del rodillo de soporte (10, 11) asociado, caracterizado además porque cada cuerpo de enfriamiento (25, 26) delimita externamente el rodillo de soporte (10, 11) asociado con más de 90° de la circunferencia, y se posiciona a una distancia del rodillo de soporte (10, 11), cada cuerpo de enfriamiento (25, 26) enfriando el rodillo de soporte (10, 11) asociado como resultado de la radiación directa.

5I- El dispositivo guía de tira de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el cuerpo de enfriamiento (25, 26) delimita más de 140° de la circunferencia del rodillo de soporte (10, 11 ) asociado.

3.- El dispositivo guía de tira de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque el cuerpo de enfriamiento (25, 26) comprende un cuerpo enfriado con líquido con una entrada del medio de enfriamiento (27) y una salida del medio de enfriamiento (28).

4.- El dispositivo guía de tira de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el cuerpo de enfriamiento (25, 26) comprende al menos un tubo sinuoso (21 ).

5.- El dispositivo guía de tira de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque los medios de aislamiento comprenden cubiertas de aislamiento (34) que se extienden entre los cuerpos de enfriamiento (25, 26) de los rodillos de soporte (10, 11) separados.

6.- El dispositivo guía de tira de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque las cubiertas de aislamiento (34) están cubiertas por una placa resistente al calor (35).

7.- El dispositivo guía de tira de conformidad con la reivindicación 6, caracíerizado además porque la placa resistente al calor (35) se localiza sustancialmente en el radio más corto del eje central (4) de la construcción de soporte (3) en vez de estar en las partes de los rodillos de soporte (10, 11 ) que descansan lo más afuera posible.

8.- El dispositivo guía de tira de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque los medios de aislamiento tienen un diseño segmentado y están unidos a la construcción de soporte (3) de tal forma que puedan eliminarse por separado. 9.- El dispositivo guía de tira de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque los cuerpos de enfriamiento (25, 26) están unidos a la construcción de soporte (3) de tal manera que puedan eliminarse por separado. 10.- El dispositivo guía de tira de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el rodillo de soporte (10, 11) comprende un núcleo que está cubierto con discos de fibras (51 ).