ITBS20120016A1 - Lingottiera di un impianto per colata continua - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Forma oggetto della presente invenzione una lingottiera di un impianto per colata continua, in particolare per la produzione di acciaio.

Negli ultimi decenni, gli impianti di produzione dell'acciaio per colata continua hanno assunto una notevole importanza, al punto che oltre il 95% della produzione mondiale si avvale di tale tecnologia e, nei Paesi del Nord-Europa ed in alcuni Paesi ad economia emergente, addirittura il 100%.

Come à ̈ noto, il processo di colata continua prevede di versare l'acciaio liquido in una lingottiera, detta anche cristallizzatore, dal quale l'acciaio fuoriesce con continuità sotto forma di billette, blumi o lastre aventi una pelle solidificata ed un nocciolo ancora non solidificato.

La funzione della lingottiera à ̈ quindi quella di fornire il supporto alla crescita di spessore della pelle, fino al punto in cui essa diventa "autoportante" per il semilavorato che fuoriesce.

E' chiaro che, allo scopo di incrementare la capacità produttiva di un impianto, si desideri aumentare la velocità di fuoriuscita del semilavorato dalla lingottiera, scontrandosi tuttavia con le esigenze di un adeguato raffreddamento del metallo, necessario per la formazione di una adeguata pelle del semilavorato. Esistono numerosi esempi di realizzazione di lingottiere per colata continua; alcuni sono descritti nei documenti US 2006/023716, US 2010/0155570, US 5.360.053, oppure sono noti sul mercato, come la lingottiera CONVEX® e INVEX® di SMS CONCAST AG o la lingottiera DIAMOLD di Siemens-Voest Alpine o la lingottiera DANAM della Danieli & C. Officine Meccaniche S.p.A.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una lingottiera di un impianto per colata continua, in particolare per la produzione di acciaio in billette, blumi o lastre, che soddisfi le suddette esigenze e migliori ulteriormente la produttività degli impianti. Tale scopo à ̈ raggiunto da un assieme lingottiera realizzata in accordo con la rivendicazione 1 seguente. Le caratteristiche ed i vantaggi dell'assieme lingottiera secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le figure allegate, in cui:

- la figura 1 mostra uno schema di un impianto per colata continua dell'acciaio; e

- la figura 2 rappresenta una vista in sezione trasversale schematica di un assieme lingottiera dell'impianto della figura 1.

Un impianto 1 per colata continua, ad esempio per acciaio, comprende una siviera 2 mobile adatta al contenimento di acciaio liquido, e una paniera 4 o distributore adatta a ricevere l'acciaio liquido dalla siviera, in genere per gravità.

L'impianto 1 comprende inoltre un assieme lingottiera 6, disposta a valle della paniera 4, munito di un'apertura di ingresso per ricevere l'acciaio liquido e un'apertura di uscita sottostante, per la fuoriuscita del semilavorato parzialmente solidificato.

Preferibilmente, l'impianto 1 comprende un dispositivo di oscillazione 8, impegnato con la lingottiera 6, adatto a imporre alla lingottiera un movimento di oscillazione verticale per agevolare la funzionalità dell'assieme lingottiera, evitando l'incollaggio dell'acciaio solidificato alla parete della lingottiera e in definitiva per agevolare la fuoriuscita del semilavorato.

L'impianto 1 comprende inoltre un dispositivo a rulli 10, posto a valle della lingottiera, comprendente una pluralità di coppie di rulli 12 o di singoli rulli 14 che definiscono un percorso forzato per il semilavorato uscente dalla lingottiera.

Il percorso definito dal dispositivo a rulli 10 Ã ̈ inizialmente arcuato e successivamente rettilineo, per accompagnare adeguatamente il semilavorato.

L'impianto 1 comprende inoltre una camera di raffreddamento 16, sovrapposta ad almeno un tratto del percorso definito dal dispositivo a rulli 10, preferibilmente lungo il percorso arcuato, adatta al raffreddamento forzato del semilavorato.

Ad esempio, la camera di raffreddamento 16 comprende una pluralità di ugelli per spruzzare il liquido di raffreddamento, generalmente acqua.

Inoltre, l'impianto 1 comprende una macchina raddrizzatrice/estrattrice 20, posta lungo il percorso definito dal dispositivo a rulli e in particolare alla fine del tratto arcuato di questo.

La macchina raddrizzatrice/estrattrice 20 Ã ̈ adatta a imporre il raddrizzamento del semilavorato, che a valle di questa prosegue lungo il percorso rettilineo, e ad estrarre il semilavorato dalla lingottiera.

Infine, l'impianto 1 comprende una macchina di taglio 30, disposta a valle della macchina raddrizzatrice/estrattrice 20, lungo il tratto rettilineo del percorso, adatta al taglio del semilavorato alla lunghezza predefinita.

L'assieme lingottiera 6 comprende un mantello 62 esterno, denominato anche convogliatore, ed una lingottiera 64 interna, denominata anche cristallizzatore.

Il mantello 62 à ̈ costituito da una parete anulare, ad esempio realizzata in più porzioni unite fra loro, delimitata internamente da una superficie interna 62a; la lingottiera 64 à ̈ a sua volta costituita da una parete anulare, ad esempio in un unico pezzo, delimitata esternamente da una superficie esterna 64a, che si affaccia alla superficie interna 62a del mantello 62, ed internamente da una superficie interna 62b, rivolta verso l'acciaio S.

Fra la superficie interna 62a del mantello 62 e la superficie esterna 64a della lingottiera 64, à ̈ presente un'intercapedine 66 per il passaggio di un liquido di raffreddamento, in genere acqua in pressione ad elevata velocità.

L'assieme lingottiera 6 Ã ̈ quindi preferibilmente del tipo tubolare con raffreddamento a mantello.

L'assieme lingottiera 6 comprende inoltre una pluralità di alette 70 disposte nell’intercapedine 66, fra la superficie interna 62a del mantello 62 e la superficie esterna 64a della lingottiera 64.

Dette alette 70 hanno estensione lungo la direzione longitudinale, ossia lungo la direzione di fuoriuscita del semilavorato, preferibilmente per l’intera lunghezza della lingottiera 64 e sono disposte parallelamente fra loro e distanziate, preferibilmente in maniera equidistante sulla faccia del contenitore. Longitudinalmente, fra due alette successive affiancate, si realizzano pertanto condotti 72 di raffreddamento, particolarmente vantaggiosi per il raffreddamento della lingottiera, in quanto limitano o addirittura evitano che il liquido di raffreddamento segua percorsi preferenziali trasversali.

Preferibilmente, sulla superficie esterna 64a della lingottiera 64 sono presenti scanalature longitudinali, in cui sono inserite dette alette, sporgenti verso la superficie interna 62a del mantello 62, preferibilmente fino al contatto con detta superficie interna 62a del mantello 62.

In altre parole, le alette 70 sono riportate sulla lingottiera 64.

Secondo una variante di realizzazione (non illustrata), le alette sono riportate sul mantello 62 della lingottiera.

Secondo una forma preferita di realizzazione, le alette sono in rame o sue leghe.

Preferibilmente, inoltre, la superficie esterna 64a della lingottiera 64 e la superficie interna 62a del mantello 62 sono formate da porzioni rispettivamente affacciate, così che entrambe le superfici risultano quadrangolari o poligonali con ugual numero di facce. Preferibilmente, inoltre, la superficie interna 64b della lingottiera 64 à ̈ formata da facce piane, ad esempio convergenti nel verso di fuoriuscita del semilavorato, secondo una forma ad imbuto.

Preferibilmente, la lingottiera 64 Ã ̈ realizzata in rame (ad esempio rame disossidato al fosforo al 99,9% di rame) o sue leghe (ad esempio leghe rame-argento, ramecromo-zirconio, rame-berillio), ad esempio tramite processi di estrusione o per lavorazioni meccaniche ad asportazione di truciolo.

Preferibilmente, internamente, la lingottiera à ̈ rivestita con cromo oppure nichel-cromo, eventualmente prevedendo l'utilizzo di materiali intermedi per compensare le differenti dilatazioni termiche.

Preferibilmente, il mantello 62 Ã ̈ realizzato in acciaio, ad esempio tramite lavorazioni meccaniche ad asportazione di truciolo.

Innovativamente, l'assieme lingottiera secondo la presente invenzione presenta una elevata capacità di raffreddamento e quindi consente di elevare la produttività dell'impianto, mantenendo una notevole semplicità costruttiva.

Vantaggiosamente, inoltre, l'assieme lingottiera secondo l'invenzione presenta una elevata uniformità di raffreddamento, che evita deformazioni del semilavorato in formazione.

Secondo un aspetto vantaggioso ancora ulteriore, l'assieme lingottiera secondo l'invenzione presenta una elevata durata di utilizzo.

Ulteriormente, vantaggiosamente, l'assieme lingottiera consente di ridurre i difetti di forma del semilavorato, in virtù della limitata contrazione subita dalla lingottiera.

E' chiaro che un tecnico del ramo, al fine di soddisfare esigenze contingenti, potrebbe apportare modifiche all'assieme lingottiera sopra descritto.

Ad esempio, benché la descrizione si riferisca esplicitamente alla colata continua per acciaio, l'assieme lingottiera secondo l'invenzione à ̈ utilizzabile per la colata continua di altri metalli, ad esempio alluminio o rame.

Anche tali varianti sono contenute nell'ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Assieme lingottiera tubolare con raffreddamento a mantello per un impianto in colata continua per la produzione di semilavorati, ad esempio in acciaio, comprendente: - un mantello (62) esterno delimitato internamente da una superficie interna (62a); - una lingottiera (64) interna, accolta all'interno del mantello (62), delimitata esternamente da una superficie esterna (64a) e internamente da una superficie interna (64b), la superficie interna (62a)del mantello e la superficie esterna (64a) della lingottiera essendo affacciate e distanziate da un'intercapedine (66) per il passaggio di un liquido di raffreddamento; - una pluralità di alette (70) riportate, disposte nell’intercapedine (66), parallele e distanziate fra loro, che realizzano condotti (72) longitudinali.
2. 2. Assieme lingottiera secondo la rivendicazione 1, in cui dette alette (70) hanno estensione lungo la direzione longitudinale per l’intera lunghezza della lingottiera (64).
3. 3. Assieme lingottiera secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui le alette sono disposte in maniera equidistante sulla faccia del contenitore.
4. 4. Assieme lingottiera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le alette sono riportate sulla lingottiera.
5. 5. Assieme lingottiera secondo la rivendicazione 4, in cui le alette sono sporgenti verso la superficie interna (62a) del mantello (62) fino al contatto con questa.
6. 6. Assieme lingottiera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui le alette sono riportate sul mantello.
7. 7. Assieme lingottiera secondo la rivendicazione 6, in cui le alette sono sporgenti verso la superficie esterna (64a) della lingottiera (64) fino al contatto con questa.
8. 8. Assieme lingottiera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le alette sono in rame o sue leghe.
9. 9. Assieme lingottiera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la superficie esterna (64a) della lingottiera (64) e la superficie interna (62a) del mantello (62) sono costituite da porzioni rispettivamente affacciate, così che entrambe le superfici risultano quadrangolari o poligonali con ugual numero di facce.
10. 10. Assieme lingottiera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la superficie interna (64b) della lingottiera (64) Ã ̈ costituita da facce piane.
11. 11. Assieme lingottiera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la lingottiera (64) Ã ̈ in un unico pezzo, ad esempio in rame o sue leghe.
12. 12. Assieme lingottiera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la lingottiera à ̈ internamente rivestita con cromo oppure nichel-cromo, eventualmente prevedendo l'utilizzo di materiali intermedi per compensare le differenti dilatazioni termiche.
13. 13. Assieme lingottiera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il mantello à ̈ in acciaio.