ES2236676T3 - Disposicion para enfriar alambres sometidos a un tratamiento termico. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para enfriar alambres sometidos a tratamiento térmico, con una tobera de enfriamiento (20) atravesada por un canal de guiado de alambre (16), a la cual se alimenta, a través de un canal de suministro lateral, un refrigerante que circula en la tobera por un canal de refrigerante que se estrecha, y que sale de la tobera como una corriente dirigida hacia el alambre en contra de su sentido de marcha (contracorriente) y es evacuado por un canal de descarga lateral, caracterizado por - un cuerpo de tobera (2, 4) en forma de un paralelepípedo alargado, en el que están practicados desde un lado longitudinal un canal de guiado de alambre (16) y la tobera (20) junto con canales de suministro y descarga de refrigerante (22a, 22b, 24a, 24b, 34a, 34b, 36a, 36b), y en el que están perforadas unas aberturas para la alimentación y la evacuación del refrigerante, - y una placa de cubierta (6) que está fijada al lado longitudinal del cuerpo de la tobera y puede retirarse para introducir el alambre.

Description

Disposición para enfriar alambres sometidos a un tratamiento térmico.

La invención se refiere a una disposición para enfriar alambres sometidos a un tratamiento térmico, que presenta las características indicadas en el preámbulo de la reivindicación 1.

Por el documento DE 100 58 369 C1 se conoce una disposición de este tipo. Esta contiene una tobera de enfriamiento atravesada por un canal de guiado de alambre a la cual se suministra un refrigerante a través de un canal de alimentación lateral, circulando dicho refrigerante a través de un canal de refrigerante que se estrecha en la tobera y saliendo de la tobera como una corriente dirigida oblicuamente contra el alambre de forma contraria al sentido de la marcha del mismo y evacuándose a través de un canal de salida lateral.

Además, por el documento DE 24 34 109 A1 se conoce guiar al alambre a través de dos toberas cónicas, de las que la primera dirige un refrigerante hacia el alambre en el sentido de la marcha de éste, mientras que la segunda trabaja como tobera de contracorriente, es decir que la corriente del refrigerante puede fluir contra el alambre de forma contraria al sentido de la marcha. Un dispositivo de enfriamiento de alambre que trabaja según este principio de isocorriente y contracorriente es conocido además por el documento DE-AS 1 602 356.

Por el documento DE 41 07 205 A1 se conoce un dispositivo para el enfriamiento y transporte hidráulico de acero laminado, que presenta un tubo de enfriamiento con una cabeza de tobera compuesta de una parte superior y una parte inferior, en las que están incorporados canales de desviación y toberas. En estas partes superior e inferior se conectan una parte superior de tubo de guiado y una parte inferior de tubo de guiado, y las dos partes superiores así como las dos partes inferiores de la cabeza de tobera y del tubo de guiado se unen formando una unidad de tubo de enfriamiento compacta a través de regletas dispuestas lateralmente en ambos lados con sección transversal en forma de T. Por medio de una modificación de las dimensiones de la sección transversal de estas regletas se pueden modificar las dimensiones de la sección transversal del canal de enfriamiento y adaptarlas a los diferentes materiales a enfriar. Según las dimensiones del perfil de las regletas, se liberan o se cubren entonces toberas de enfriamiento, de manera que (a igual presión de agua) la cantidad de agua de enfriamiento pueda regularse con ello y dimensionarse de forma correspondiente al material laminado.

La invención se basa en el problema de crear un dispositivo de enfriamiento adecuado particularmente para enfriar alambres planos, que produzca, incluso con una estructura compacta, una buena potencia de enfriamiento y se pueda fabricar sin problemas, montar de forma sencilla y manejar fácilmente.

Este problema se resuelve por medio de las características indicadas en la reivindicación 1. Perfeccionamientos de la invención se caracterizan en las reivindicaciones subordinadas.

La construcción según la invención prevé la configuración de todas las partes sustanciales, tales como toberas, canal de guiado de alambre y canales de refrigerante, en una sola pieza en forma de paralelepípedo relativamente plana en la que dichas partes se incorporan desde un lado o, preferiblemente, se forman como lumbreras de esta pieza plana, para lo cual es especialmente adecuado para un procedimiento de erosión de alambre. Sin embargo, sería imaginable también un corte con rayo láser. En esta pieza plana pueden disponerse placas en ambos lados, de las cuales una esté provista de aberturas para suministrar y descargar el refrigerante, que conduzca a los correspondientes rebajos en la pieza en forma de paralelepípedo y estén provistas convenientemente de roscas de empalme para los tubos flexibles del refrigerante, mientras que la otra placa puede ser exclusivamente una placa de cubierta que, por ejemplo con ayuda de un cierre adecuado, pueda formarse de manera desmontable para introducir el alambre.

Resulta práctico aquí que el suministro y la descarga del refrigerante se realicen desde un lado, por ejemplo, desde atrás, mientras que el alambre se introduce desde delante, sin que haya tubos flexibles que estorben durante la manipulación. Sin embargo, alternativamente, las alimentaciones y evacuaciones del refrigerante pueden discurrir también como taladros dirigidos hacia arriba y hacia abajo en el cuerpo de la tobera y desembocar en los canales correspondientes en el interior del cuerpo de la tobera, de forma que los tubos flexibles de acometida no se conecten desde atrás sino desde arriba o desde abajo. Con otra orientación (giro de toda la disposición en 90º) se modifican las direcciones de forma correspondiente.

En aras de conseguir una acción de enfriamiento uniforme de un alambre plano, el suministro del refrigerante se realiza convenientemente desde ambos lados sobre el alambre a través de toda su anchura. Una tobera doble correspondiente contiene para ello dos canales de refrigerante que se estrechan para elevar la velocidad del flujo en dirección al alambre y alimentan a éste el refrigerante de forma oblicua, con lo que las dos corrientes del refrigerante inciden sobre el alambre bajo un ángulo plano. Para conseguir un flujo de refrigerante suficiente en la estructura compacta, se prevén según la invención canales dobles de suministro de refrigerante en cada lado, que se alimentan en paralelo y desembocan cada uno de ellos en una cámara común, y que se prolongan en forma de los canales estrechados que se dirigen oblicuamente hacia el alambre. Asimismo, para descargar el medio refrigerante, se prevén de forma correspondiente dos canales respectivos que discurren hacia fuera desde una cámara colectora de refrigerante, a través de la cual pasa el canal de guiado del alambre.

Para sellar el canal de guiado del alambre con respecto a los puntos de entrada y de salida del alambre, se prevén convenientemente frenos del flujo en la proximidad de estos puntos, en cuya zona se originan remolinos del flujo que aminoran la presión en los puntos de entrada y salida del alambre, para contrarrestar allí las fugas. Adicionalmente, pueden preverse entre estos frenos del flujo y los extremos del dispositivo de enfriamiento unos canales de salida adicionales como "rebosaderos" para aliviar la carga de presión.

Una configuración especial de la invención consiste en conectar a la tobera que trabaja a contracorriente con la guía del alambre una tobera de isocorriente como tobera de enfriamiento previo para evitar que en alambres revestidos, por ejemplo estañados, el revestimiento aún líquido por efecto del tratamiento térmico pueda llegar a ser ondulado por la corriente del refrigerante dirigida en sentido contrario al alambre. El refrigerante que fluye aquí con el alambre forma una contrapresión y enfría el revestimiento hasta el punto de que éste se solidifica y ya no es deformado por la contracorriente de la otra tobera que sigue a continuación. Una combinación de este tipo de toberas de isocorriente y contracorriente junto con canales de refrigerante correspondientes se puede formar en la invención sin problemas en un mismo cuerpo de tobera, especialmente si éste se forma con una parte central cubierta con placas por ambos lados, en la que también pueden producirse de una forma relativamente sencilla unos modelos de lumbrera complicados. Asimismo, es posible adaptar el espesor de esta parte central a la anchura del alambre plano a enfriar en cada caso, es decir que, según la anchura del alambre, se pueden prever partes centrales de diferente anchura y reemplazar éstas entonces de manera correspondiente, conservándose la placa trasera con las acometidas de tubo flexible y pudiendo mantenerse también la placa de cubierta delantera.

La invención se explica ahora en detalle con la ayuda de unos ejemplos de ejecución. En los dibujos, las figuras muestran:

la figura 1, una forma de ejecución de la invención con una tobera de contracorriente en una vista en planta esquemática (figura 1a) y una sección transversal esquemática (figura 1b);

la figura 2, vistas de partes individuales de una forma de ejecución con toberas de isocorriente y contracorriente, ilustrando las figuras 2a y 2b una vista en planta y una vista lateral de una placa de cubierta, la figura 2c una vista en planta de la parte central con dos piezas extremas, la figura 2d la segunda placa de cubierta y la figura 2e una vista en planta de la parte central con los rebajos.

La vista en planta de una primera forma de ejecución de la invención según la figura 1a permite reconocer una parte central relativamente estrecha 2 que se ensancha en los extremos en forma de T y en la que están dispuestas en ambos lados unas placas laterales 4 y 6 que se cierran a través de los ensanchamientos en forma de T 8. Unos atornillamientos 10 insinuados mantienen juntas las tres partes. Unas piezas extremas 12 en ambos extremos completan el dispositivo, el cual puede atornillarse en una pieza de montaje a través de taladros de fijación 14.

En la figura 1b se aprecia el canal de guiado de alambre 16 que atraviesa longitudinalmente la parte central y a través del cual pasa el alambre no ilustrado aquí en la dirección de la flecha 18. En este caso, dicho alambre pasa por una tobera 20 que baña el alambre con un refrigerante en contra del sentido de su marcha. El refrigerante se suministra en dirección de las flechas pequeñas a través de cuatro canales de suministro 22a, b y 24a, b, de los cuales los dos canales 22a y 24a desembocan en una cámara plana 26a y los otros dos canales 22b, 24b desembocan en una cámara plana adicional 26b. Estas dos cámaras están a ambos lados del canal 16 de guiado del alambre y desembocan en canales de refrigerante 28a y 28b que se estrechan y que discurren oblicuamente hacia el canal 16 de guiado del alambre. A consecuencia del estrechamiento, se eleva la velocidad del flujo del refrigerante en el sentido de una mejora del efecto de la tobera. Entre las dos cámaras 26a, b, el canal 16 de guiado del alambre está provisto de un freno 30 del flujo que contrarresta una fuga de refrigerante en el lado de salida del alambre.

El flujo del refrigerante que circula en contra del alambre alcanza finalmente una cámara colectora 32, de la cual parten hacia ambos lados dos canales de salida 34a, 36a y 34b, 36b, respectivamente, desde los cuales sale el refrigerante en la dirección de las flechas pequeñas. Asimismo, en este lado el canal 16 del refrigerante presenta, a continuación de la cámara colectora 32, un freno del flujo 38 para fines de sellado. Adicionalmente, se prevén todavía rebosaderos 40a, b en forma de canales de salida adicionales.

La parte central 2 con sus diferentes canales y taladros se puede fabricar relativamente sin problemas, puesto que es accesible libremente al principio y se cierra únicamente a través de las placas laterales 4 y 6 dispuestas en ambos lados.

En las figuras 2a a 2e se ilustra otra forma de ejecución de la invención. El suministro y la evacuación del refrigerante con respecto a la parte central 2 no se realizan aquí desde arriba y desde abajo como en la primera forma de ejecución, sino desde un lado o desde atrás a través de la placa lateral 4, que tiene para ello taladros correspondientes como canales de refrigerante. Además, se prevén aquí dos toberas, de las cuales una trabaja a isocorriente y la otra a contracorriente. Como permite apreciar la figura 2e, la disposición está configurada aquí en forma simétrica, de tal manera que, suponiendo que el sentido de la marcha del alambre sigue de nuevo la dirección de la flecha 18, la tobera izquierda trabaja como tobera de enfriamiento previo a isocorriente y la tobera derecha trabaja a contracorriente.

Como se ilustra en la figura 2c, la parte central 2 está formada aquí de nuevo como un paralelepípedo plano con unos ensanchamientos en forma de T 8 en los extremos, entre los cuales encajan ajustadamente las placas laterales 4 y 6. Los atornillamientos no se ilustran aquí para mayor claridad.

La disposición de los elementos individuales se ilustra mejor en la figura 2e. El alambre que discurre en la dirección de la flecha 18 en el canal 16 de guiado del alambre a través del dispositivo atraviesa en primer lugar la tobera de isocorriente 42, donde es enfriado previamente desde ambos lados. El refrigerante entra por las aberturas 23c y 23d de la placa lateral 4 en los canales de suministro 23a y 23b, respectivamente, y atraviesa los canales estrechados 28a, 28b del refrigerante, desde los cuales es hecho salir con el sentido de la marcha del alambre. De nuevo, se prevén en el extremo de entrada un freno 30 del flujo contra fugas del refrigerante y canales de rebose 40a, 40b, que comunican con aberturas 40c, 40d de la placa lateral 4, desde las cuales puede evacuarse el refrigerante. Se recomienda el enfriamiento previo realizado en esta tobera en el caso de alambres revestidos, cuyo revestimiento no se solidifica aún a causa de la elevada temperatura del alambre. La corriente del refrigerante que sale de la tobera 42 y que es guiada con el sentido de la marcha del alambre enfría el revestimiento hasta el punto de que ya no se deforma durante el enfriamiento a contracorriente subsiguiente a través de la tobera 20.

La estructura de ambas toberas y de los canales correspondientes es aquí especularmente simétrica. El refrigerante entra a través de las aberturas 22c, 22d de la placa lateral 4 en los canales de suministro 22a, 22b dispuestos a ambos lados y atraviesa de nuevo canales 28a y 28b del refrigerante que se estrechan, para atacar entonces por ambos lados al alambre que llega por el canal 16 de guiado del alambre y enfriar éste a contracorriente como en el primer ejemplo de ejecución. En el ejemplo de ejecución aquí ilustrado, únicamente se muestran canales de alimentación sencillos para una mayor claridad, pero pueden preverse también canales dobles como en el primer ejemplo de ejecución. Sin embargo, en cada lado se han dibujado tres canales 35a y 35b de salida del refrigerante, desde los cuales el refrigerante puede salir a través de las aberturas 35c, 35d de la placa lateral 4 y puede ser devuelto al circuito de circulación.

Asimismo, en el extremo de salida del alambre están previstos un freno 30 del flujo y canales de rebose 40a, 40b. La fijación no ilustrada aquí de las partes individuales una con otra puede realizarse de la forma conveniente para que, por ejemplo, la placa lateral delantera 6 pueda retirarse fácilmente para introducir el alambre en la parte central 2 y a continuación pueda fijarse de nuevo. Podría preverse aquí un cierre rápido adecuado. Asimismo, la fijación de la parte central 2 a la placa lateral 4, en la que están dispuestas las acometidas del refrigerante, podría configurarse de tal forma que la parte central pueda cambiarse sin dificultades, por ejemplo cuando se prevean partes centrales de diferentes espesores para alambres de diferentes anchuras.

Claims (12)

1. Dispositivo para enfriar alambres sometidos a tratamiento térmico, con una tobera de enfriamiento (20) atravesada por un canal de guiado de alambre (16), a la cual se alimenta, a través de un canal de suministro lateral, un refrigerante que circula en la tobera por un canal de refrigerante que se estrecha, y que sale de la tobera como una corriente dirigida hacia el alambre en contra de su sentido de marcha (contracorriente) y es evacuado por un canal de descarga lateral, caracterizado por

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un cuerpo de tobera (2, 4) en forma de un paralelepípedo alargado, en el que están practicados desde un lado longitudinal un canal de guiado de alambre (16) y la tobera (20) junto con canales de suministro y descarga de refrigerante (22a, 22b, 24a, 24b, 34a, 34b, 36a, 36b), y en el que están perforadas unas aberturas para la alimentación y la evacuación del refrige- rante,

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y una placa de cubierta (6) que está fijada al lado longitudinal del cuerpo de la tobera y puede retirarse para introducir el alambre.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de tobera está formado por una parte central (2) en la cual se han practicado los canales (22a, 22b, 35a, 35b) y la tobera (20, 42) en forma de lumbreras, con una placa lateral adosada (4) que contiene las aberturas (22c, 22d, 23c, 23d, 35c, 35d) para el refrigerante.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la tobera (20, 42) está formada como una tobera doble que converge en forma de cuña desde lados opuestos en el canal (16) de guiado del alambre.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque los dos canales (28a, 28b) del refrigerante dispuestos en ambos lados parten de una respectiva cámara de entrada plana (26a, 26b) en la que desembocan varios canales de suministro (22a, 22b, 24a, 24b) dispuestos uno junto a otro, preferiblemente dirigidos de forma oblicua.

5. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque una cámara colectora (32) para el refrigerante saliente está dispuesta antes de la tobera (20), visto en la dirección de la marcha del alambre, y varios canales de descarga (34a, 34b, 36a, 36b; 35a, 35b) que se extienden preferiblemente de forma oblicua parten de dicha cámara a ambos lados del canal (16) de guiado del alambre.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque está previsto un freno (30) del flujo en el canal (16) de guiado del alambre en la zona de entrada de este último.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque entre el freno (30) del flujo y el extremo de entrada del alambre están previstos, preferiblemente a ambos lados del canal (16) de guiado del alambre, sendos canales de descarga adicionales (canales de rebose 40a, 40b).

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la zona de entrada del alambre está previsto un freno (30) del flujo.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una segunda tobera (42) dispuesta en forma de imagen especular como tobera de isocorriente está montada delante de la primera tobera (20), que trabaja como tobera de contracorriente, y los canales de descarga (35a, 35b) para el refrigerante están dispuestos entre ambas toberas y también están construidas como éstas junto con los canales de suministro correspondientes (22a, 22b, 23a, 23b) en la misma parte central (2).

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque entre cada tobera (20, 42) y el extremo de la parte central (2) adyacente a ella están dispuestos sendos frenos (30) del flujo en el canal (16) de guiado del alambre.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque entre los frenos (30) del flujo y los extremos de la parte central están previstos a ambos lados del canal (16) de guiado del alambre unos canales de descarga del refrigerante (canales de rebose 40a, 40b).

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por piezas extremas (12) adosadas al lado de entrada del alambre y al lado de salida del alambre y las cuales están configuradas en forma de perfiles planos divididos en las aberturas de paso del alambre.