BRPI0402684B1 - Aparelho para fabricar uma chapa de tira - Google Patents

Description

“APARELHO PARA FABRICAR UMA CHAPA DE TIRA” FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

Campo Técnico da Invenção A presente invenção é relativa a um aparelho para fabricar um chapa de tira que comprime porções bordas caídas em ambas as extremidades de uma chapa antes de laminar, juntamente com uma parte central da chapa, e deixa bordas caídas sobre a placa depois de laminar.

Descrição da Técnica Relacionada As Figuras IA e 2 são vistas esquemáticas de uma máquina de lingotamento contínuo de um tipo de cilindro duplo. Como mostrado nestas Figuras, quando uma placa de uma largura predeterminada é fabricada utilizando uma máquina de lingotamento contínuo 50 (lingotador de tira), metal de fundição em um estado derretido é passado através de dois cilindros 51 (cilindros de laminação) que giram em direções inversas. Os cilindros de laminação 51 são separados por um espaço predeterminado, que é apropriado para conformar a espessura de uma chapa para placa, e são instalados em paralelo e horizontalmente.

Metal derretido para fundição é fornecido a uma bacia de derramamento formada entre diques laterais 53 colocados entre ambas as extremidades dos cilindros de laminação e uma porção superior de periferias externas de cilindros de laminação 51, a partir de uma abertura de um bocal conformado plano 52 de um distribuidor arranjado imediatamente acima (porção superior dos) dois cilindros de laminação 51. Ambos os diques laterais 53 são colocados para corresponder com a largura da placa a ser fabricada, e para impedir que metal derretido vaze sobre as superfícies laterais das extremidades dos cilindros de laminação que tem o mesmo comprimento que a largura da placa. A máquina de lingotamento contínuo 50 de um tipo de cilindro duplo fabrica uma placa com uma largura predeterminada aproximada de 1.200 até 2.000 mm. O equipamento de lingotamento contínuo de um tipo de cilindro duplo pode operar utilizando equipamento auxiliar simples em um desenho compacto comparado a outros aparelhos de lingotamento contínuo, tal como o equipamento de lingotamento contínuo do tipo lagarta.

Quando um material de placa que foi fabricado com cilindros duplos ou um cilindro único e laminado por um laminador 56 à jusante na linha, o laminador é um laminador convencional sem deslocamento, ao invés de utilizar um laminador no qual cilindros são deslocados na direção axial do cilindro. De maneira convencional, um cilindro do laminador tem uma forma de uma curva parabólica ou senoidal, e tem diâmetros maiores no centro axial do cilindro do que nas extremidades (cilindros em forma de barril). Cilindros em forma de barril são amplamente utilizados em um laminador convencional para compensar empenamento do cilindro de compressão.

Contudo, a máquina de lingotamento contínuo anteriormente mencionada 50, do tipo de cilindro duplo, sofre de um fenômeno de coroamento térmico nos cilindros de laminação durante fundição devido ao cilindro de fundição comprido 51. Como resultado deste fenômeno de coroamento térmico, condições de fundição variam ao longo da largura do cilindro de fundição. Em particular, a variação nas extremidades da largura do cilindro de operação se toma maior. Portanto, na posição mais próxima às extremidades da largura do cilindro a distribuição de uma espessura de chapa na direção lateral (largura) de uma placa varia mais amplamente.

Em adição, uma vez que os diques laterais 53 são colocados em ambas as extremidades dos cilindros, rendimentos de dissipação térmica são elevados nas superfícies do cilindro as quais estão em contato com diques laterais; ao longo de uma seção lateral da placa, porções próximas às extremidades da largura do cilindro são resfriadas de maneira mais eficiente do que no centro, de modo que a espessura da chapa mude a partir do centro até as extremidades da largura, resultando em uma forma côncava ou convexa. Como resultado, como mostrado na Figura 1B por exemplo, a seção da placa é conificada em ambas as extremidades; ou inversamente, a espessura da placa pode aumentar em ambas as extremidades. Na descrição a seguir, a forma em seção de uma placa com extremidades conificadas é chamada uma “coroa de borda caída”; e a forma com extremidades elevadas é chamada uma “coroa de borda elevada”.

Os inventores da presente invenção já inventaram uma técnica e solicitaram uma patente. Esta técnica está descrita na literatura de patente 1 que corrige a coroa de borda caída ou de borda elevada descrita acima. A literatura de patente 1 “Band plate manufacturing apparatus” divulga uma máquina de lingotamento contínuo de um tipo de cilindro duplo ou cilindro único, que lingota de maneira contínua uma placa de uma largura predeterminada com metal derretido para fundição fornecido a partir de um distribuidor arranjado em uma localização à montante, e um único laminador de coroa que é colocado à jusante da máquina de lingotamento contínuo e é dotado de um par de cilindros de operação para cima / para baixo que podem se mover ao longo de seus eixos em direções opostas. Como mostrado na Figura 3, cada um dos cilindros de operação superior e inferior 61, 62 é conformado para coroa de cilindro, tal que um diâmetro do cilindro de operação seja feito diminuir sobre uma parte até uma extremidade do cilindro de operação a partir de uma posição separada por 200 mm a partir de uma extremidade do cilindro de operação, e um diâmetro do cilindro de operação é feito aumentar sobre uma parte até a outra extremidade do cilindro de operação a partir de uma posição separada por 200 mm a partir da outra extremidade do cilindro de operação. Em adição, o perfil do cilindro de operação (desenho) entre os pontos de mudança de diâmetro é conformado como uma linha reta ou uma forma unida da linha reta e uma forma convexa central. Em outras palavras, cada cilindro de operação 61 ou 62 é um cilindro de coroa esmerilhado. Em adição, ambos os cilindros com a coroa de cilindro descrita acima são colocados com simetria pontual ao redor de um centro de laminação de tal modo que a parte de diminuição de diâmetro e de aumento de diâmetro do cilindro de operação superior sejam posicionadas, respectivamente, em lados opostos da parte de diminuição de diâmetro e aumento de diâmetro do cilindro de operação inferior.

Literatura de patente 1 Publicação de patente japonesa em aberto No. 11,503.2002 Como descrito acima, uma placa a ser laminada por um laminador pode ter uma grande queda de borda. Em particular, um lingotador de tira muitas vezes produz grandes quedas de borda, de modo que placas fabricadas com ele devem ser processadas de maneira especial.

Além disto, quedas de borda produzidas por um lingotador de tiras podem muitas vezes diferir em ambas as extremidades, uma vez que metal derretido se solidifica de maneira diferente próximo a ambos os diques laterais. Portanto, um dispositivo para controlar quedas de borda de uma maneira que diferem em porções laterais esquerda e direita é requerido.

Genericamente, se as quedas de borda de uma matéria bruta são grandes e o material é laminado tão profundamente que quedas de borda são eliminadas, a relação de alongamento em uma porção central originalmente livre de quedas de borda se toma excessivamente elevada, resultando em um problema de ondulação produzido na porção central.

Portanto, como mostrado de maneira típica na Figura 4, é requerido que ambas, a porção central e as porções de queda de borda, sejam laminadas de modo a excluir as quedas de borda em ambas as porções extremas depois da laminação. Na Figura 4 “antes de laminar” indica uma forma da chapa antes de laminar, e “depois de laminar” indica uma forma da chapa depois de laminar.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção pretende enfrentar estas solicitações. Isto é, um objetivo da presente invenção é fornecer um aparelho para fabricar uma chapa de tira que pode laminar respectivas quedas de borda junto com a porção central, excluindo quedas de borda depois de laminar mesmo em um caso de grandes porções de queda de borda em uma chapa antes de laminar e dimensões de quedas de borda que diferem entre bordas esquerda e direita da chapa.

De acordo com a presente invenção, é fornecido um aparelho para fabricar uma chapa de tira que compreende um laminador que inclui: um par de cilindros de operação superior e inferior que lamina um material de placa que tem porções de queda de borda em ambas suas extremidades; e um par de cilindros de apoio que contatam superfícies laterais que não laminam do par de cilindros de operação superior e inferior, respectivamente, para impedir que os cilindros de operação sejam deformados, no qual o cilindro de operação compreende uma porção com conicidade inversa, onde um diâmetro de cilindro aumenta gradualmente no sentido de uma sua porção de extremidade de barril que corresponde à porção de queda de borda, os cilindros de operação superior e inferior são configurados para serem deslocáveis de maneira individual na sua direção axial, e o cilindro de apoio compreende uma porção de escape cujo diâmetro diminui gradualmente no sentido de uma sua extremidade axial, de modo a não contatar a porção com conicidade inversa do cilindro de operação, dentro de uma faixa de deslocamento do cilindro de operação.

De acordo com uma configuração preferencial da presente invenção, o cilindro de operação compreende uma porção de diâmetro de expansão cilíndrica fora da porção com conicidade inversa, e o cilindro de apoio compreende uma porção de diâmetro de contração cilíndrica que contata a porção de diâmetro de expansão fora da porção de escape.

Preferivelmente, o aparelho para fabricar a chapa de tira ainda compreende um mecanismo de dobramento de cilindro de operação, que aplica um momento de dobramento ao cilindro de operação para ajustar de maneira fina uma coroa durante a laminação.

Preferivelmente, o aparelho para fabricar a chapa de tira ainda compreende um lingotador de tira em um lado à jusante do qual o laminador é fornecido.

De acordo com a configuração acima mencionada da presente invenção, uma vez que o cilindro de operação é dotado da porção com conicidade inversa, sobre a qual diâmetros de cilindro gradualmente aumentam no sentido da sua porção de extremidade de barril que corresponde à parte de queda de borda, e o cilindro de operação superior ou inferior é composto para ser deslocável de maneira individual na direção axial do cilindro, mesmo se a queda de borda em ambas as extremidades do material de placa diferem enormemente uma da outra, a forma da chapa laminada pode ser mantida sob as condições preferenciais, deslocando separadamente de maneira axial os cilindros de operação superior e inferior.

Também, uma vez que o cilindro de apoio é dotado da porção de escape na qual diâmetros do cilindro diminuem gradualmente no sentido de uma extremidade do eixo do cilindro dentro da faixa deslocável do cilindro de operação, de modo que o cilindro de apoio não entra em contato com a porção com conicidade inversa do cilindro de operação, a porção com conicidade inversa do cilindro de operação pode ser impedida de interferir com o cilindro de apoio, de modo que o cilindro de operação possa ser deslocado axialmente com uma pequena resistência.

Em adição, a coroa pode ser ajustada de maneira fina durante a laminação, aplicando um momento de dobramento ao cilindro de operação por meio do mecanismo de dobramento de cilindro de operação e etc.

Outros objetivos e vantagens da presente invenção são revelados como segue, fazendo referência aos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As Figuras IA e 1B são vistas esquemáticas de uma máquina de lingotamento contínuo convencional de um tipo de cilindro duplo. A Figura 2 é uma outra vista esquemática da máquina de lingotamento contínuo convencional do tipo de cilindro duplo. A Figura 3 mostra tipicamente o “Band Plate-Manufacturing Apparatus” (Aparelho para fabricação de chapa de tira) de acordo com a literatura de patente 1. A Figura 4 mostra um estado preferencial de quedas de borda laminadas. A Figura 5 ilustra a primeira configuração do aparelho para fabricar uma chapa de tira de acordo com a presente invenção. A Figura 6 mostra um outro estado do aparelho mostrado na Figura 5. A Figura 7 mostra o estado da segunda configuração do aparelho para fabricar uma chapa de tira de acordo com a presente invenção. A Figura 8 é uma vista que mostra um outro estado operacional do aparelho na Figura 7.

DESCRIÇÃO DAS CONFIGURAÇÕES PREFERENCIAIS

Configurações preferenciais da presente invenção estão descritas abaixo com referência aos desenhos. Em cada desenho, partes comuns e componentes são identificados com os mesmos números, ao mesmo tempo que são omitidas quaisquer descrições em duplicata. A Figura 5 mostra a primeira configuração do aparelho para fabricar uma chapa de tira de acordo com a presente invenção; a Figura 6 mostra um outro estado operacional do aparelho na Figura 5. O aparelho para fabricar uma chapa de tira da presente invenção é dotado preferivelmente de um laminador 10 arranjado à jusante de um lingotador de tira. Na Figura 5, este laminador 10 é composto de um par de cilindros de operação superior e inferior 20 e um par de cilindros de apoio superior e inferior 30. O cilindro de operação 20, em um par de cilindros superior e inferior, é dotado de uma porção de laminação 22 formada em um cilindro fino, e pode comprimir um material de placa 1 com as porções de queda de borda 2 em ambas as suas extremidades. O cilindro de apoio 30, em um par de cilindros superior e inferior é conformado para ter uma porção de apoio 32 em um pequeno cilindro, e contata a superfície lateral que não lamina do cilindro de operação 20 no par, e pode proteger o cilindro de operação 20 quanto a ser dobrado e deformado. O cilindro de apoio 30 é suportado por mancais, ilustrados como triângulos na Figura 5 em ambas as suas extremidades, em uma maneira rotativa.

Na Figura 5, o cilindro de operação 20 é composto em seqüência de uma porção com conicidade inversa 24 e a porção de diâmetro de expansão 25 na parte extremidade de barril da porção de laminação cilíndrica 22. A porção com conicidade inversa 24 é posicionada na parte extremidade de barril que corresponde a uma queda de borda 2 do material de placa 1 e tem uma conicidade inversa na qual o diâmetro gradualmente aumenta no sentido da extremidade axial. A porção de diâmetro de expansão 26 é colocada fora da porção com conicidade inversa e tem uma forma cilíndrica.

Os cilindros de operação superior e inferior 20, como um par, preferivelmente têm a mesma forma e, como mostrado na Figura 5, são colocados com simetria pontual ao redor do centro do laminador.

Ambos os cilindros de operação superior e inferior 20 são configurados para serem deslocáveis de maneira individual nas respectivas direções axiais por meio de um dispositivo de deslocamento de cilindro, o qual não está ilustrado, porém está mostrado pelas marcações setas horizontais.

Além disto, como mostrado pelas marcações de seta na direção vertical do cilindro, um mecanismo de dobramento de cilindro de operação (não ilustrado) é incorporado em ambas as extremidades do cilindro de operação 20, pelo que, a coroa do material de placa 1 é ajustada de maneira fina durante laminação aplicando o momento de dobramento.

Na Figura 5, o cilindro de apoio 30 é conformado para ter uma porção de escape 34 e uma porção de diâmetro de contração 36 colocada em seqüência na parte extremidade de barril da porção reforço cilíndrico 32. O perfil da porção de escape 34 tem uma conificação quando os diâmetros do cilindro diminuem gradualmente no sentido da extremidade axial, de tal modo que a porção de escape 34 não contate a porção com conicidade inversa 24 do cilindro de operação dentro de uma faixa deslocável do cilindro de operação 20. A porção de diâmetro de contração 36 é localizada fora da porção de escape e tem uma forma cilíndrica.

Um par de cilindros de apoio superior e inferior 30 preferivelmente têm a mesma forma. Como mostrado na Figura 5, eles são arranjados de maneira simétrica pontual ao redor do centro do laminador.

Neste exemplo, a porção de diâmetro de expansão 26 do cilindro de operação e a porção de diâmetro de contração 36 do cilindro de apoio são arranjadas de modo a não entrar em contato uma com a outra. Em outras palavras, a porção de diâmetro de expansão 26 e a porção de diâmetro de contração 36 não são funcionalmente indispensáveis, de modo que elas possam ser omitidas da configuração.

As Figuras 5 e 6 mostram uma queda de borda de dimensão média (chamada “queda de borda média”), e queda de borda de grande dimensão (chamada queda de borda grande) de cilindros de operação, respectivamente, no laminador acima mencionado.

Na Figura 5, cilindros de operação superior e inferior 20 são deslocados por um curso pequeno que corresponde à queda de borda média, e laminam uma porção central queda de borda 2 do material de placa 1, ao mesmo tempo. Na Figura 6, o curso de deslocamento do cilindro de operação 20 é grande em proporção à queda de borda grande, ao mesmo tempo que lâmina simultaneamente a porção central e a queda de borda 2 do material de placa 1.

Condições de laminação da porção central da placa são ajustadas por uma carga de laminação aplicada por meio dos cilindros de apoio 30. Condições de laminação das porções de queda de borda 2 são ajustadas por meio do curso de deslocamento dos cilindros de operação, bem como a carga de laminação. Em adição, o mecanismo de dobramento do cilindro de operação impõe um momento de dobramento que ajusta de maneira fina a coroa do material de placa 1 durante a laminação. A Figura 7 mostra a segunda configuração do aparelho para fabricar uma chapa de tira de acordo com a presente invenção e a Figura 8 mostra um outro estado de operação do aparelho mostrado na Figura 7.

Nesta configuração, a porção de diâmetro de expansão 26 do cilindro de operação e a porção de diâmetro de contração 36 do cilindro de apoio estão em contato uma com a outra. Portanto, neste exemplo, porções de diâmetro de expansão e contração 26, 36 funcionam diferentemente da primeira configuração. Outros detalhes de configuração são os mesmos que aqueles na primeira configuração. A Figura 7 é uma vista na qual cursos de deslocamento de cilindros de operação superior e inferior 20 são os mesmos para este aparelho; e a Figura 8 representa um caso onde cursos de deslocamento de cilindros de operação superior e inferior 20 diferem um do outro.

Na Figura 7, como o estado de operação da primeira configuração, a profundidade de laminação da porção central da placa é ajustada por meio da carga de laminação aplicada a partir do cilindro de apoio 30, a profundidade da laminação da porção de queda de borda 2 é ajustada por meio da carga de laminação, um curso de deslocamento do cilindro de operação e dobramento do cilindro de operação. Neste caso, uma vez que a porção de diâmetro de expansão 26 do cilindro de operação é apoiada pela porção de diâmetro de contração 36 do cilindro de apoio, os efeitos de dobramento do cilindro de operação são baixos no lado da porção de diâmetro de expansão e elevados no lado oposto.

Na Figura 8, os cursos de deslocamento dos cilindros de operação superior e inferior 20 são diferentes; nesta configuração ambos os cilindros se deslocam para a esquerda na Figura 8. Como resultado, mesmo onde quedas de borda 2 do material de placa 1 são pequenas grandes nos lados esquerdo e direito, ambas as bordas podem ser laminadas ao mesmo tempo. Outros efeitos são os mesmos que aqueles relacionados à Figura 7.

De acordo com a configuração da presente invenção, como descrito acima, uma vez que o cilindro de operação 20 é dotado de uma porção com conicidade inversa 24, na qual diâmetros aumentam gradualmente no sentido da parte extremidade de barril que corresponde à queda de borda 2, e os cilindros de operação superior e inferior são configurados de tal modo que eles podem ser deslocados de maneira individual na direção axial, mesmo se as quedas de borda em ambas as extremidades do material de placa diferem consideravelmente uma da outra, a forma da chapa laminada pode ser mantida em boa condição deslocando de forma separada cilindros de operação superior e inferior na direção axial.

Uma vez que o cilindro de apoio 30 é equipado com a porção de escape 32 onde diâmetros diminuem gradualmente no sentido da extremidade axial de modo que o cilindro não contata a porção com conicidade inversa do cilindro de operação, a porção com conicidade inversa dos cilindros de operação pode ser impedida de interferir com o cilindro de apoio, e o cilindro de operação pode ser deslocado axialmente com uma resistência baixa.

Em adição, a coroa pode ser ajustada de maneira fina por meio de um mecanismo de dobramento de cilindro de operação, que aplica um momento de dobramento aos cilindros de operação. A presente invenção deveria naturalmente não estar limitada apenas às configurações anteriormente mencionadas, porém pode ser modificada em diversas maneiras, desde que não haja desvios das reivindicações da presente invenção.

Claims (3)

1. Aparelho para fabricar uma chapa de tira, compreendendo um laminador (10) que inclui: um par de cilindros de operação (20) superior e inferior, que laminam um material de placa (1) que tem porções de bordas caídas (2) em ambas as suas extremidades; e, um par de cilindros de apoio (30) que contatam superfícies laterais que não laminam do par de cilindros de operação (20) superior e inferior, respectivamente, onde cada cilindro de operação (20) compreende: uma porção de laminação (22); uma porção de conicidade inversa (24) em uma porção de extremidade de barril da porção de laminação (22); e, uma porção de diâmetro de expansão cilíndrica (26) externa à porção de conicidade inversa (24), com a porção de extremidade de barril correspondendo às porções de bordas caídas (2) do material de placa (1), onde a porção de conicidade inversa (24) tem um diâmetro de laminação que aumenta gradualmente em direção à porção de diâmetro de expansão cilíndrica (26); os cilindros de operação (20) superior e inferior são deslocáveis de maneira individual na sua direção axial; e, cada cilindro de apoio (30) compreende uma porção de escape (34) e uma porção de diâmetro de contração cilíndrica (36) externa à porção de escape (34), onde a porção de escape (34) tem um diâmetro que decresce gradualmente em direção à porção de diâmetro de contração cilíndrica (36), caracterizado pelo fato de que: a porção de diâmetro de contração cilíndrica (36) de cada cilindro de apoio (30) contata a porção de diâmetro de expansão cilíndrica (26) de um dos cilindro de operação (20) superior e inferior.

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um mecanismo de dobramento de cilindro de operação que aplica um momento de dobramento ao cilindro de operação (20).

3. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de compreender ainda um lingotador de tira, em cujo lado à jusante o laminador (10) é fornecido.