BRPI0617499A2 - forno bobinador com um dispositivo bobinador de tira - Google Patents

Abstract

<B>FORNO BOBINADOR COM UM DISPOSITIVO BOBINADOR DE TIRA <D>A invenção refere-se a um forno bobinador com um dispositivo bobinador de tira, sendo que o dispositivobobinador de tira (4) abrange um eixo bobinador (6), um tambor bobinador (li) apoiado sobre o eixo bobinador e ao menos um grampo em arco (14). O eixo bobinador atravessa uma parede de forno (2a, 2b) delimitando o compartimento interno (5) do forno bobinador (1) e está apoiado giratoriamente fora do forno bobinador em mancais de apoio (8, 9) . O tambor bobinador e ao menos um grampo em arco estão posicionados entre si por um elemento de união (16) e entre o tambor bobinador e o ao menos um grampo em arco está ajustada uma fenda (15) para alojamento de uma cabeça de tira. A vida útil do tambor bobinador é essencialmente aumentada e é garantido um ajuste da fenda de entrada para a fira quente em função da espessura da tira quando o tambor bobinador (11) é executado como corpo fechado e o elemento de união (16) como dispositivo de ajuste (17) para fixação de uma largura de fenda determinada entre tambor bobinador e grampo em arco e para o aperto de uma cabeça de tira entrando na fenda.

Description

FORNO BOBINADOR COM UM DISPOSITIVO BOBINADOR DE TIRA

A invenção refere-se a um forno bobinador com umdispositivo bobinador de tira. 0 dispositivo bobinador detira abrange um eixo bobinador, um tambor bobinador apoiadosobre o eixo bobinador e ao menos um grampo em arco. 0 eixobobinador atravessa uma parede de forno limitando ocompartimento interno do forno bobinador e está apoiadogiratoriamente fora do forno bobinador em mancais de apoio.O tambor bobinador e ao menos um grampo em arco estãoposicionados entre si por um elemento de ^união e entre otambor bobinador e o ao menos um grampo em arco estáajustada uma fenda para alojamento de uma cabeça de tira.

Dispositivos bobinadores de tira desse tipo sãoempregados, de preferência em combinação com laminadoresSteckel para enrolamento, armazenagem intermediária edesenrolamento de material em forma de tira laminado aquente entre passes de cilindro sucessivos.

Tambores Steckel apresentam, usualmente, um corpo detambor cilíndrico oco com uma fenda longitudinal, que éajustada para a máxima largura de tira de laminação. Ocorpo de tambor cilíndrico forma com sua área lateral aárea de enrolamento para a primeira espira de tira e afenda longitudinal uma abertura de entrada para a cabeça detira da tira quente. Pela fenda se encontra uma seçãotransversal do corpo do tambor, que apresenta umacomparação com uma seção transversal de momento deresistência de torção acentuadamente reduzido. Esseenfraquecimento do corpo do tambor conduz no decorrer daduração do emprego do tambor a um achatamento de suageometria circular, altera a geometria de fenda e produz,quando do enrolamento, adicionalmente, oscilações de traçãoda tira, que têm efeito negativo sobre a estabilidade daoperação de enrolamento. Nas extremidades da fenda ocorremainda altas tensões de entalhe locais na camisa do tambor.

Esses formadores de tensão, a tendência a deformação e ainfluência da alta temperatura operacional reduzemacentuadamente a vida útil do tambor Steckel, de modo quejá após uma quantidade de produção de cerca de 500.000 tode tira quente é necessária uma troca de tambor.

Da DE-A 909 577, da DE 21 10 317 Al e da GB-A 693 397são já conhecidos fornos bobinadores com um dispositivobobinador de tira do tipo descrito no início. O tamborbobinador abrange respectivamente uma parte central, que éenfiada sobre um eixo bobinador, e dois segmentos de tambormontados basculantes em placas laterais. Pela parte centrale cada um dos segmentos de tambor é formada uma abertura dealojamento em forma de cunha para a cabeça de tira de umatira quente em entrada. Diretamente após a entrada da tiraquente o tambor bobinador começa a girar e enrola a tiraquente. Nenhuma dessas formas de execução conhecidasoferece a possibilidade de um ajuste individual da largurade fenda em função da espessura de tira da tira quente ementrada, bem como de um aperto definido da tira quente.

A estrutura em várias partes de um tambor bobinadorsob tensão de mola axial, como é conhecido de umdispositivo bobinador de tira segundo a DE 21 10 317 Al,requer um sistema dispendioso de carnes, que partindo deelementos de ar fixados se projetam em recessos dosdistintos elementos de tambor bobinador e atuam comoarrastes, mas simultaneamente também parcialmente comobatentes para a tira quente em entrada. Já na DE 21 10 317Al se remete à elevada incidência de desgaste desses carnese dos elementos de eixo bobinador, que devem ser equipadoscom revestimentos especialmente duros e resistentes a5 desgaste. Tais construções não podem ser economicamenteempregadas com solicitações de temperatura de 800 °C a 1000°C.Constitui, portanto, objetivo da presente invençãoevitar as desvantagens do estado atual da técnica conhecidoe propor um forno bobinador com um dispositivo bobinador detira, em que a vida útil do tambor bobinador éessencialmente elevada por medidas construtivas. Deve serainda assegurado um ajuste da fenda de entrada para a tiraquente em função da espessura da tira e amplamenteminimizadas oscilações de tração da tira.

Esse objetivo é amplamente alcançado por umdispositivo do tipo descrito no início pelo fato de que otambor bobinador é executado como corpo fechado e oelemento de união determinando o grampo em arco em sua

posição radial para com o tambor bobinador como dispositivo

de ajuste para fixação de uma largura de fenda determinadaentre tambor bobinador e grampo em arco e para o aperto deuma cabeça de tira entrando na fenda. A configuração dotambor bobinador como corpo oco fechado, fixado sobre oeixo bobinador, especialmente sem uma fenda longitudinal nacamisa do tambor e sem divisão e segmento de outro tipo dacamisa do tambor, aumenta a vida útil do tambor bobinadorbem substancialmente.

Para se manter partes do dispositivo de ajusteespecialmente móveis distanciadas de elevadas açõestérmicas, segundo uma forma de execução vantajosa éproposto que o eixo bobinador e o grampo em arco atravessemuma parede de forno delimitando um compartimento interno doforno bobinador e o dispositivo de ajuste fique dispostofora do compartimento interno do forno bobinador. Depreferência, o dispositivo de ajuste está disposto à provade rotação sobre o eixo bobinador e o grampo em arco estáfixado no dispositivo de ajuste móvel relativamente ao eixobobinador.

Para minimização de perdas térmicas na região depassagem do eixo bobinador e do grampo em arco girandoconjuntamente de modo excêntrico para com o eixo de rotaçãodo eixo bobinador através da parede do forno é convenienteque a parede do forno seja executada na região de passagemdo eixo bobinador e do grampo em arco como um disco girandojuntamente com o eixo bobinador. A passagem amplamenteestanque do disco em rotação para com a parede de fornoestacionária resulta de uma vedação de um material devedação resistente ao calor, de preferência de uma vedaçãosemelhante a um fole de dobrar resistente ao calor.

Convenientemente, o dispositivo de ajuste segundo umaprimeira forma de execução possível abrange um quadro desuporte, que está fixado à prova de rotação no eixobobinador e ao qual estão associadas guias, nas quais éguiada com contra-guias uma corrediça portando o grampo emarco. As guias e contra-guias são de tal maneira executadasque são formadas permitindo um movimento relativo alterandoa largura de fenda da fenda entre o grampo em arco e otambor bobinador. As guias no quadro de suporte e ascontra-guias na corrediça estão então alinhadas radialmenteao eixo de rotação do eixo bobinador.

Também é possível uma fixação indireta do quadro desuporte no eixo bobinador, na medida em que o quadro desuporte está fixado no disco da parede do forno girandojuntamente com o eixo bobinador ou está diretamenteintegrado no eixo da parede do forno girando conjuntamente.

Segundo uma forma de execução preferida da invenção, odispositivo de ajuste abrange um quadro de ajuste com guiase uma corrediça portando o grampo em arco móvelrelativamente a ele com contra-guias, sendo que o quadro deajuste está apoiado deslocável sobre uma armação de suporteestacionária e engata no quadro de ajuste um elemento deajuste, especialmente um cilindro de meio de pressãohidráulico, que por seu lado está apoiado na armação desuporte estacionária.

Com meios simples uma transmissão isenta de aperto deuma força de ajuste aplicada pelo elemento de ajuste oumovimento de ajuste é convertido em uma forma de apertoatuando radialmente ou em uma forma de ajuste de largura defenda ou movimento de ajuste do grampo em arco, na medidaem que o quadro de ajuste fica apoiado sobre a construçãode suporte estacionária relativamente móvel paralelamenteao eixo de rotação do eixo bobinador e é ativado peloelemento de ajuste e as guias no quadro de ajuste e ascontra-guias na corrediça são alinhadas sob um ângulo paracom o eixo de rotação do eixo bobinador.

Segundo uma outra forma de execução possível dainvenção, o dispositivo de ajuste abrange um quadro desuporte unido à prova de rotação com o eixo bobinador,sendo que ao quadro de suporte está associado um eixo depivotamento alinhado paralelamente ao eixo de rotação doeixo bobinador e nesse eixo de pivotamento está dispostopivotável um mecanismo de pivotamento, que em uma de suasextensões está acoplado com o grampo em arco e em outra desuas extensões com um elemento de ajuste, que está apoiadono quadro de suporte.

Quando o mecanismo de pivotamento é formado por umaalavanca de dois braços, no ajuste de uma fenda para acabeça de tira da tira quente é produzido um movimentopivotante do grampo em arco relativamente ao eixo bobinadorem torno de um ângulo pequeno, que produz uma formação emcunha da fenda pequena, porém não irrelevante.

Quando o mecanismo de pivotamento abrange umadisposição de guia em paralelo para a ligação do grampo emarco, o ajuste de uma fenda com largura de fenda constantepara o alojamento da cabeça de tira ocorre por umdeslocamento paralelo do grampo em arco relativamente aoeixo bobinador.

O dispositivo de ajuste abrange um elemento de ajusteformado de preferência por um cilindro de meio de pressãohidráulico, ao qual está associado um bloco de controleintegrado no circuito de regulagem do forno bobinador e dainstalação de laminação.

Um forno bobinador com um dispositivo bobinador detira do tipo de acordo com a invenção disposto nocompartimento interno do forno bobinador é empregado, depreferência, em laminação a quente de uma tira de metal, depreferência uma tira de aço. A laminação a quente se efetuaentão em vários passes sucessivos em laminadores dereversão, como de preferência um laminador Steckel.Outras vantagens e características da presenteinvenção se depreendem da descrição a seguir de exemplos deexecução não restritivos, sendo feita referência às figurasem apenso, que mostram como segue:

Fig. 1 - um corte longitudinal pelo forno bobinador deacordo com a invenção com um dispositivo bobinador de tirade acordo com a invenção,

Fig. 2 - um corte longitudinal pelo dispositivobobinador de tira segundo uma primeira forma de execução dainvenção,

Fig. 3 - uma projeção inclinada do dispositivobobinador de tira apoiado em um quadro de suporte segundo aprimeira forma de execução da invenção,

Fig. 4 - uma vista do lado frontal do elemento deunião com a distribuição de três punções de deslocamentosegundo a primeira forma de execução da invenção,

Fig. 5 - a representação de um elemento de uniãoconforme uma segunda forma de execução da invenção,

Fig. 6 - a representação de um elemento de uniãoconforme uma terceira forma de execução da invenção.

A figura 1 mostra em uma representação esquemática umcorte vertical por um forno bobinador com um dispositivobobinador de tira ao longo do eixo de rotação de um eixobobinador. Tal forno bobinádor com um dispositivo bobinadorde tira é empregado para o enrolamento, armazenagem edesenrolamento de tira de aço laminada a quente em umainstalação de laminação reversível.

0 forno bobinador 1 consiste em um alojamento de forno2 amplamente fechado, que é formado por várias paredes deforno 2a, 2b, 2c providas de um revestimento termicamenteisolante. No compartimento interno 3 do forno bobinador,cuja temperatura ambiente é regulavelmente ajustável,encontram-se componentes essenciais do dispositivobobinador de tira 4.

Um eixo bobinador 6 está disposto giratório em tornode um eixo de rotação 7. 0 eixo bobinador 6 atravessa asparedes de forno 2a, 2b laterais e está montado em mancaisde apoio 8, 9 em uma região termicamente não solicitada doalojamento de forno 2. 0 eixo bobinador 6 está acoplado comum acionamento giratório 10 regulável.

O tambor bobinador 11 está formado como corpo oco comuma área lateral 12 cilíndrica, continuamente fechada, eposicionado à prova de rotação sobre o eixo bobinador 6. Umgrampo em arco 14, que está disposto a distância radial daárea lateral 12 do tambor bobinador 11 e se estende aolongo da mesma, forma uma fenda 15 para a área lateral dotambor bobinador. Em uma seção transversal normal ao eixode rotação 7 do eixo bobinador formam o tambor bobinador 11e o grampo em arco 14 um contorno externo comum, quecorresponde aproximadamente a uma forma circular, sendoassegurado um curso redondo suficiente do dispositivobobinador de tira.

A fenda 15 formada pelo tambor bobinador 11 e pelogrampo em arco 14 aloja a cabeça de tira de uma tira quenteentrando no forno bobinador, inicia diretamente com omovimento de rotação do dispositivo bobinador de tira,aperta a tira quente entre o tambor bobinador e o grampo emarco e enrola a tira quente para o feixe B indicado comlinhas mistas.

O grampo em arco 14 se estende em direção do eixo derotação 7 igualmente pelas paredes de forno 2a, 2b e éfixado em sua posição relativa para com o tambor bobinador11 fora do alojamento de forno 2 por um elemento de união16, que cumpre as funções do dispositivo de ajuste 17. Naregião de passagem do eixo bobinador 6 e do grampo em arco14 pelas paredes de forno 2a, 2b essas paredes de forno sãoformadas por discos 23, 24 girando conjuntamente com o eixobobinador e o grampo em arco. Esses discos estão unidos aprova de rotação do eixo bobinador 6 e vedados para com asparedes de forno 2a, 2b contíguas, fixas, por elementos devedação 25, 26, por exemplo vedações à maneira de um folede dobrar resistente ao calor, para que seja seguramenteimpedida a entrada de ar ambiente no compartimento internoquente do forno bobinador e, assim, um resfriamento localda tira quente.

De ambos os lados do alojamento de forno estão osmancais de apoio 8, 9 apoiados sobre quadros de suporte 20,21 estacionários.

Nas figuras 2 e 3, para maior clareza, o dispositivode ajuste 17 de acordo com a invenção entre o eixobobinador 6 e o grampo em arco 14, o mancai de apoio 8 paraapoio rotativo do tambor bobinador 6 e a parede de forno 2acom o disco 24 estão representados apenas em uma metade dafigura. Em princípio, naturalmente, é necessário um apoiosimétrico bilateral do eixo bobinador e do grampo em arco.

O dispositivo bobinador de tira 4 abrange, como sepode depreender da fig. 2, o eixo bobinador 6, sobre o qualestá disposto à prova de rotação o tambor bobinador 11. Aesses componentes está associado um resfriamento internocom condutos de adução de agente refrigerante e condutos dedescarga de agente refrigerante pelo eixo bobinadorcentral.

O dispositivo de ajuste 17 é formado por um quadro deajuste 32 e uma corrediça 33. O quadro de ajuste 32 abrangeum elemento de base 34 em forma de disco, que apresentaguias 35, 3 5a em forma de parede em funil, que formamjuntas um compartimento de alojamento anular para acorrediça 33. O elemento de base 34 em forma de discoapresenta, disposta centralmente, uma abertura de passagempara o eixo bobinador 6. Um lado do elemento de base 34 éformado por uma placa de base 36, na qual estão soldadosvários punções de deslocamento 3 7 (fig. 4) , para se obterum ajuste uniforme do elemento de base. Estes estãomontados deslocáveis em quadros de guia 38 de um quadro desuporte 21 paralelamente ã direção do eixo de rotação 7 doeixo bobinador 6. A cada punção de deslocamento 37 estáarticulado um cilindro de meio de pressão 39, que estáapoiado no quadro de guia 38 do quadro de suporte 21estacionário. A corrediça 33 apresenta contra-guias 40, quesão formadas por rolos 41, que rolam segundo a direção desolicitação A, B do cilindro de meio de pressão 3 9 em umadas guias 35, 35a.

Para se obter uma abertura da fenda 15 para alojamentoda cabeça de tira, o cilindro de meio de pressão 39 é detal maneira solicitado que o punção de deslocamento 37 émovido na direção da seta B. Forçosamente ocorre então ummovimento radial para fora da corrediça 33, sendo tambémcom isso o grampo em arco 14 movido para fora no sentido deum aumento da fenda. Quando deva ser obtido um aperto dacabeça da tira após sua entrada na fenda 15, ocorre umasolicitação do cilindro de meio de pressão 3 9 de talmaneira que o punção de deslocamento 3 7 é movido na direçãoda seta A. Forçosamente, ocorre então um movimento radialpara dentro da corrediça 33, sendo que também o grampo emarco 14 é movido para dentro.

Na figura 5 está representada esquematicamente umaoutra forma de execução de um dispositivo de ajuste 17 paraposicionamento de um grampo em arco 14 relativamente aotambor bobinador. O dispositivo de ajuste 17 abrange umquadro de suporte 51 apoiado a prova de rotação sobre oeixo bobinador 6, sobre o qual está fixado um munhão depivotamento 52 com um eixo de pivotamento 53. No munhão depivotamento está disposto pivotável um mecanismo depivotamento 60, que é formado por uma alavanca 54 de doisbraços. Em um braço de alavanca da alavanca 54 engataarticuladamente um cilindro de meio de pressão 39, que estáapoiada articuladamente por seu lado no quadro de suporte51. No outro braço de alavanca da alavanca 54 de doisbraços está articulado o grampo em arco 14 e executa,quando de solicitação do cilindro de meio de pressão, ummovimento de pivotamento predeterminado em torno de umpequeno ângulo de pivotamento.

Na fig. 6 está representada esquematicamente uma outraforma de execução de um dispositivo de ajuste 17 paraposicionamento de um grampo em arco 14 relativamente aotambor bobinador. 0 dispositivo de ajuste 17 abrange umquadro de suporte 51 apoiado à prova de rotação sobre oeixo bobinador 6, sobre o qual estão ficados dois munhõesde pivotamento 52, 62 com eixo de pivotamento 53, 63. Umsistema de guiadores paralelo, formado pelos guiadores 64,65, 66, possibilita um deslocamento paralelo do grampo emarco 14 articulado ao articulador 65 quando de solicitaçãodo cilindro de meio de pressão 39.

Claims (13)

1. Forno bobinador com um dispositivo bobinador detira, sendo que o dispositivo bobinador de tira (4) abrangeum eixo bobinador (6) , um tambor bobinador (11) apoiadosobre o eixo bobinador e ao menos um grampo em arco (14), oeixo bobinador atravessa uma parede de forno (2a, 2b)delimitando o compartimento interno (5) do forno bobinador(1) e está apoiado giratoriamente fora do forno bobinadorem mancais de apoio (8, 9), e o tambor bobinador e ao menos um grampo em arco estão posicionados entre si por umelemento de união (16) e entre o tambor bobinador e o aomenos um grampo em arco está ajustada uma fenda (15) paraalojamento de uma cabeça de tira, caracterizado pelo fatode que o tambor bobinador (11) é executado como corpofechado e o elemento de união (16) como dispositivo deajuste (17) para fixação de uma largura de fendadeterminada entre tambor bobinador e grampo em arco e parao aperto de uma cabeça de tira entrando na fenda.

2. Forno bobinador, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o eixo bobinador (6) e ogrampo em arco (14) atravessam uma parede de forno (2a, 2b)delimitando um compartimento interno do forno bobinador e odispositivo de ajuste (17) fica disposto fora docompartimento interno (5) do forno bobinador (1).

3. Forno bobinador de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que a parede de forno (2a, 2b) éexecutada na região de passagem do eixo bobinador (6) e dogrampo em arco (14) como um disco (23, 24) girandojuntamente com o eixo bobinador.

4. Forno bobinador, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que odispositivo de ajuste (17) abrange um quadro de suporte(32) com guias (35, 35a), sendo que o quadro de suporteestá disposto a prova de rotação no eixo bobinador (6) e emcujas guias está guiada uma corrediça (33) portando ogrampo em arco (14) com contra-guias (40) , e as guias econtra-guias são formadas permitindo um movimento relativoalterando a largura de fenda da fenda (15) entre o grampoem arco (14) e o tambor bobinador (11).

5. Forno bobinador, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de que as guias no quadro desuporte e as contra-guias na corrediça estão entãoalinhadas radialmente ao eixo de rotação (7) do eixobobinador (6).

6. Forno bobinador, de acordo com reivindicação 3 ou-4, caracterizado pelo fato de que o quadro de suporte estáfixado no disco da parede de forno girando conjuntamente ouintegrado na parede do forno.

7. Forno bobinador, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que odispositivo de ajuste (17) abrange um quadro de ajuste (32)com guias e uma corrediça (33) portando o grampo em arco(14) móvel relativamente a ele com contra-guias, sendo queo quadro de ajuste (32) está apoiado deslocável sobre umaarmação de suporte (21) estacionária e engata no quadro deajuste um elemento de ajuste, especialmente um cilindro demeio de pressão hidráulico (39) , que por seu lado estáapoiado na armação de suporte estacionária.

8. Forno bobinador, de acordo com a reivindicação 7,caracterizado pelo fato de que o quadro de ajuste (32) ficaapoiado sobre a armação de suporte (21) estacionáriarelativamente móvel paralelamente ao eixo de rotação (7) doeixo bobinador (6) e é ativado pelo elemento de ajuste (39)e as guias (35, 35a) no quadro de ajuste e as contra-guias(40) na corrediça (33) são alinhadas sob um ângulo para como eixo de rotação (7) do eixo bobinador (6).

9. Forno bobinador, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que odispositivo de ajuste (17) abrange um quadro de suporte(51) unido à prova de rotação com o eixo bobinador (6),sendo que ao quadro de suporte está associado um eixo depivotamento (53) alinhado paralelamente ao eixo de rotação(7) do eixo bobinador e nesse eixo de pivotamento estádisposto pivotável um mecanismo de pivotamento (60), que emuma de suas extensões está acoplado com o grampo em arco(14) e em outra de suas extensões com um elemento de ajuste(39), que está apoiado no quadro de suporte (51).

10. Forno bobinador, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que o mecanismo de pivotamento(60) é formado por uma alavanca (54) de dois braços.

11. Forno bobinador, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que o mecanismo de pivotamento(60) abrange uma disposição de guia em paralelo (64, 65,-66) para a ligação do grampo em arco (14).

12. Forno bobinador, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11,caracterizado pelo fato de que o elemento de ajuste éformado por um cilindro de meio de pressão (39) e a essecilindro de meio de pressão está associado um bloco decontrole integrado no circuito de regulagem da instalação.

13. Emprego de um forno bobinador com um dispositivobobinador de tira disposto essencialmente no compartimentointerno do forno bobinador, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ou 12,quando da laminação a quente com reversão de uma tira demetal, de preferência uma tira de aço.