PT2243565E - Dispositivo de endurecimento de carris - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE ENDURECIMENTO DE CARRIS" A invenção diz respeito a um dispositivo para endurecimento de carris, em especial carris perfilados, opcionalmente com uma forma de secção transversal diferente respetiva e um comprimento superior a 50m, através do arrefecimento de pelo menos parte da respetiva secção transversal de carril ao longo de todo o comprimento do carril com um liquido de refrigeração, consistindo de meios de deslocação transversais na zona de um tabuleiro de rolos, meios de alinhamento e pinças de manipulação para levar o carril ao dispositivo, pelo menos um meio de posicionamento, compreendendo uma bacia respetiva ou tina com liquido de refrigeração, bem como um refrigerador.

Carris de carbono contendo eventualmente aços de liga fraca, que após cilindragem são levados a um refrigerador e deixados arrefecer, apresentam uma estrutura perlitica a todo o comprimento, em que o material tem correspondentes características mecânicas. Para reduzir o desgaste dos carris em especial por via de elevadas cargas no eixo, bem como devido a elevada velocidade dos comboios e curvas apertadas, a estrutura pode ser ajustada através de um tratamento térmico especial de tal forma, de acordo com o estado da técnica, que pelo menos a cabeça do carril esforçada tenha uma elevada dureza, uma elevada resistência à abrasão e uma menor tendência a abrir fissuras, isto é, que os carris na linha apresentem melhores características funcionais.

Um dispositivo para endurecimento de carris através de uma construção especifica da estrutura aquando do seu 2 arrefecimento pode ser construído para uma passagem por um dispositivo de arrefecimento por aspersão ou pode ser mergulhado num líquido de refrigeração.

Os sistemas de arrefecimento por aspersão contínua para endurecimento de carris são em geral construídos facilmente, mas têm contudo a desvantagem de exigir um grande espaço de instalação, requererem uma tecnologia dispendiosa e podem também não eliminar de forma eficiente flutuações de qualidade indesejáveis dos carris num processo de produção. Para além disso, pode também acontecer frequentemente que num dispositivo de aspersão contínua não ocorra na medida exigida uma determinação precisa do arrefecimento em perfis transversais alternados como carris Vignole, carris de língua (tongue rails) e carris de gola e semelhantes, o que leva também eventualmente a um atraso no arrefecimento de zonas transversais na passagem e aplicação desigual de líquido de refrigeração e com isso a flutuações de dureza do material ao longo do comprimento dos carris. Já foi proposto que numa têmpera por aspersão dos carris estes ficassem imóveis ou apenas fossem ligeiramente deslocados em alternância, de preferência até à distância respetiva de aspersão. É ainda conhecido um dispositivo de têmpera térmica de carris e/ou de partes da transversal de carris com uma ou mais bacias de mergulho. Já foi proposta uma produção sequencial de chumbo de carris endurecidos com elevado desempenho de rolamento de acordo com a AT 410 549 B, onde são previstos pelo menos dois dispositivos de líquido de refrigeração, respetivamente 3 paralelos a um meio de alinhamento e meio de deslocação transversal com apoios de peças de rolamento entre os rolos do tabuleiro de rolos, e a passagem de um carril no tabuleiro de rolos pelos manipuladores do dispositivo de refrigeração e no seguimento destes pôr em funcionamento um refrigerador na zona de contacto. Desta forma pode ser alcançado um aumento do rendimento dos carris através do sistema de têmpera. Contudo, não é possível uma paragem na estrutura de cilindragem, um alinhamento e uma rotação dos carris no tabuleiro de rolos sem restrições em meios de alinhamento activos. A invenção pretende assim eliminar estas falhas e propõe-se o objetivo de alcançar um dispositivo do tipo anteriormente referido para endurecimento de carris, em especial de carris perfilados, com o qual seja possível produzir com elevada segurança e grande rendimento carris rentáveis de alta qualidade.

Em particular, um sistema de acordo com o objetivo definido deve apresentar pinças de manipulação para uma colocação rápida e sem entraves dos carris que passam nos cilindros laminadores, o que possibilita uma orientação axial dos mesmos, bem como a sua introdução precisa num meio de posicionamento e/ou um depósito num meio de transmissão e/ou num meio de posicionamento executados num refrigerador, para um aperto sem atrasos e/ou meio de têmpera, o qual pode ser usado em combinação com um meio de posicionamento, em que apresenta meios de comando, através dos quais as componentes do sistema podem ser ajustadas em relação umas às outras para um mergulho cíclico da cabeça e/ou outras partes da transversal e/ou de toda a superfície do carril no decurso da sua têmpera. 4 0 objetivo é alcançado com um dispositivo deste tipo ao fazer com que na bacia e/ou nas condutas estejam localizados meios de escoamento para o liquido de refrigeração que possam ser usados para o esvaziamento rápido da bacia. Assim, por exemplo em caso de avaria, o liquido de refrigeração pode ser retirado da bacia no mais curto espaço de tempo possível, pelo que o endurecimento do carril é interrompido. Esta interrupção do endurecimento implica uma proteção do dispositivo e permite retirar de forma mais fácil os carris da bacia em caso de avaria do sistema.

De acordo com uma forma de realização preferencial da invenção, a bacia apresenta do lado de baixo pelo menos uma entrada de líquido de refrigeração por cada l,5m de comprimento da bacia, através da qual um respetivo caudal regulado de líquido de refrigeração é alimentado, em que de preferência, na bacia, por cima da entrada de líquido de refrigeração, selada e distanciada em relação a esta, se encontra localizada pelo menos uma placa perfurada e/ou pela qual podem passar fluidos e/ou no sentido de passagem do líquido de refrigeração é localizada uma ou mais placas com uma tubeira ou com canais.

Através destas medidas de acordo com a invenção, a intensidade local do líquido de refrigeração para a zona de superfície transversal pode ser mantida uniforme ao longo do comprimento do carril e como consequência pode ser alcançada a elevada qualidade constante desejada na produção de carris endurecidos.

De seguida, a invenção será explicada em maior detalhe através de Figuras que representam apenas uma forma de 5 realização, em que subsidiariamente se encontra ordenada no texto uma lista de referências.

As Figuras mostram:

Figura 1 Um dispositivo para endurecimento de carris na transversal verticalmente ao eixo longitudinal do carril

Figura 2 Um carril agarrado por uma pinça de manipulação

Figura 3 Um meio de posicionamento e uma bacia verticais ao eixo longitudinal dos carris

Para facilitar a visão geral das componentes funcionais do dispositivo é apresentada a seguinte lista de referências: 1 Carril 11 Patim do carril 12 Cabeça do carril 1Z Carril de "língua" (tongue rail) IR Carril de gola IV Carril Vignole Y Eixo central do patim X Eixo central da cabeça A Desvio máximo do eixo H Altura do carril 2 Tabuleiro de rolos 21 Meio de deslocação transversal 3 Pinça de manipulação 30 Pinças 31, 31' Braços das pinças 311, 311' Componentes das pinças 312, 312' Componentes de centralização 4 Meio de posicionamento 40, 40' Componentes de fixação 6 41,41' Instalações 42,42' Elementos de engaste 5 Bacia (tina) 50 Líquido de refrigeração 51 Placa perfurada 52 Placa de bocal 53 Dispositivo de líquido de refrigeração 54 Entrada de líquido de refrigeração 6 Refrigerador 61 Meio de transmissão

Na Figura 1 é representado um dispositivo para endurecimento de carris. Um carril 1 é levado após a trinca de forjamento no último calibre de laminação (não representado) para um tabuleiro de rolos 2 e posicionado neste por meio de um meio de deslocação transversal 21.

De uma posição no tabuleiro de rolos 2 resulta uma recolha de um carril 1 por meio de uma pinça de manipulação 3, a qual ao longo do comprimento do carril 1, como representado na Figura 2, possui várias pinças 30 com braços de pinças 31,31'. Os braços de pinças 31, 31' são formados por respetivas componentes de centralização 312, 312' para alinhamento axial de uma cabeça de carril 12, e por componentes de pinça 311, 311' para uma fixação suspensa de um patim de carril 11, em que a distância das extremidades das flanges do patim do carril 11 em relação aos braços das pinças 31, 31' é aumentada para alinhar axialmente do lado da cabeça, por meio das componentes de centralização 312, 312' das pinças 30, diferentes perfis de carril, como representados na Figura 4 como 1Z, IR, IV.

Uma pinça de manipulação 3 representada na Figura 1 é construída de forma a que esta agarre, na posição correta 7 ao longo da extensão do carril, um carril 1 numa posição deitada no tabuleiro de rolos 2 retirado deste através de várias pinças 30, e que através de fixação o alinhe axialmente com os braços de pinças 31, 31'. As pinças 30 são conjuntamente móveis na vertical horizontal e rotativamente, perpendicularmente ao eixo do carril, através de componentes técnicas da máquina integradas, por meio de engaste simultâneo das componentes de centralização 312, 312', de forma a que um carril que se encontre deitado ao lado do tabuleiro de rolos 2 seja dele retirado, alinhado axialmente, rodado numa posição suspensa com superfície de patim horizontal, e possa ser colocado num meio de posicionamento 4 em instalações 41, 41', tal como representado na Figura 3.

De igual forma, como representado na Figura 1, pode ser recolhido um carril 1, 1' do tabuleiro de rolos ou de um meio de posicionamento 4 e depositado num refrigerador 6 ou num meio de transmissão 61. É representado um meio de posicionamento 4 na Figura 3 que apresenta ao longo do comprimento do carril 1 componentes de fixação 40, 40 ' com instalações 41, 41', nos quais o carril 1 pode ser colocado num alinhamento axial. Podem ser usados elementos de aperto 42, 42' no sentido das instalações 41, 41' nas extremidades das flanges de um patim de carril 11. O meio de posicionamento 4 e a bacia 5 com líquido de refrigeração 50 funcionam em combinação no processo de endurecimento dos carris 1.

Como se retira da Figura 1, encontram-se localizadas no dispositivo pelo menos duas bacias 5 com líquido de refrigeração 50 uma junto à outra e paralelamente ao eixo, em que respetivamente a parte do líquido de refrigeração 50 8 da bacia 5 utilizável para o endurecimento de um carril 1 apresenta uma profundidade que é maior do que a altura máxima do carril, para permitir um mergulho total do seu volume no liquido de refrigeração 50.

Como representado na Figura 3, a entrada de liquido de refrigeração 54 e os dispositivos de liquido de refrigeração 53 são localizados no fundo da bacia 5, em que para uniformização da velocidade do caudal do liquido de refrigeração 50 que banha um carril 1 podem ser usadas ao longo de toda a extensão da bacia 5 placas perfuradas 51 e/ou placas de bocal 52 no espaço de banho. O meio de posicionamento 4 para carril 1 e a bacia 5 com liquido de refrigeração 50 actuam conjuntamente, como anteriormente referido, e são móveis em relação uns aos outros através de dispositivos de comando (não representados) e podem ser posicionados nas posições "Banho de componentes transversais" e/ou "Endurecimento da cabeça" e/ou "Endurecimento de banho total" por determinados períodos de tempo.

Para diferentes perfis transversais de carris 1, como são representados n Figura 4 para carris de língua (tongue rails) 1Z, carris de gola IR em comparação com carris Vignole IV, podem ser atribuídos desvios máximos dos eixos Az, Ar entre o eixo da cabeça x e o eixo do patim y. Para lançar um caudal de líquido de refrigeração 50 no meio, independentemente do perfil transversal, da massa principal de uma cabeça de carril 12 na bacia de banho 5, pode ser ajustada uma posição do meio de posicionamento 4 e da bacia 5 horizontal e paralela ao eixo correspondente aos desvios máximos dos eixos Az, Ax.

Lisboa, 19 de Abril de 2012

Claims (2)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para endurecimento de carris (1), em especial carris perfilados, opcionalmente com uma forma de secção transversal diferente respetiva e um comprimento superior a 50m, através do arrefecimento de pelo menos parte da respetiva secção transversal de carril ao longo de todo o comprimento do carril com um liquido de refrigeração, consistindo de meios de deslocação transversal (21) na zona de um tabuleiro de rolos (2), meios de alinhamento e pinça de manipulação (3) para levar o carril ao dispositivo, pelo menos um meio de posicionamento (4), compreendendo uma bacia respetiva (5) ou tina com liquido de refrigeração, bem como um refrigerador (6), em que pelo menos duas bacias (5) com meios de posicionamento (4) são dispostas paralelamente ao eixo na horizontal lado a lado ao mesmo nível, e uma parte do líquido de refrigeração usado para endurecer os carris apresenta uma profundidade na bacia (5) que ultrapassa a altura do maior perfil de carril em pelo menos 10%, caracterizado por serem dispostos meios de descarga para o líquido de refrigeração na bacia (5) e/ou na conduta de alimentação que pode ser aberta para a drenagem a curto prazo da bacia (5).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a bacia (5) compreender do lado de baixo pelo menos uma entrada de líquido de refrigeração por l,5m do comprimento da bacia, através da qual pode ser alimentado um caudal de líquido de refrigeração respetivamente controlado, em que de preferência pelo menos uma placa (51), que se encontra perfurada ou através da qual podem passar líquidos, se 2 encontra disposta de forma vedante na bacia (5) acima das entradas de liquido de refrigeração, espaçadamente e/ou uma placa (52) contendo tubeiras ou canais é inserida no sentido do fluxo do liquido de refrigeração. Lisboa, 19 de Abril de 2012