ITBS20120183A1 - Forno a gas continuo a ceste, per riscaldo di billette in metalli ferrosi e non ferrosi - Google Patents

Description

Titolo: Forno a gas continuo a ceste, per riscaldo di billette in metalli ferrosi e non ferrosi

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

Nel suo aspetto più generale la presente invenzione si riferisce al trattamento di semilavorati metallurgici destinati ad estrusione ed in particolare l’invenzione riguarda un forno continuo, a gas, a ceste, per il riscaldo di billette in metalli ferrosi e non ferrosi e un procedimento di riscaldamento di billette utilizzante tale forno.

Stato dell’arte

Nel settore industriale della siderurgia à ̈ noto l’utilizzo di forni elettrici e di forni a gas per riscaldare semilavorati metallici, comunemente definiti billette, prima di sottoporli ad un processo di estrusione.

Il riscaldamento in forno ha lo scopo di portare le billette alla cosiddetta “temperatura di estrusione†e consentire quindi la deformazione plastica a caldo, generalmente mediante presse idrauliche, delle billette estruse.

I forni a gas prevalentemente utilizzati per riscaldare le billette sono di tipo continuo, ed essenzialmente sono assimilabili a dei tunnel, con rispettive aperture di ingresso e di uscita, in cui le billette da scaldane avanzano progressivamente assorbendo calore.

Sostanzialmente, internamente al tunnel, si ha una prima porzione o zona a riscaldo indiretto, nella quale il calore viene trasmesso alle billette per convezione forzata dei fumi di combustione caldi provenienti da una seconda porzione del tunnel o zona a riscaldo diretto, nella quale le billette sono direttamente investite da fiamme prodotte da preposti bruciatori.

I bruciatori, che consentono un innalzamento rapido della temperatura delle billette, sono previsti numerosi e sono raggruppati in varie differenti zone di riscaldo indipendenti tra loro.

Generalmente ogni zona di riscaldo à ̈ munita di un proprio dispositivo di controllo della temperatura del metallo scaldato, in modo da ottenere precisione ed accuratezza del riscaldo.

La tecnica nota mette a disposizione diversi tipi di forni continui per il riscaldamento di billette che essenzialmente si differenziano per il modo di trasporto delle billette internamente al tunnel.

Sono noti ad esempio forni continui a spinta a strisciamento su guide nei quali le billette, introdotte nel tunnel tramite l’apertura di ingresso, sono spinte una contro l’altra da un preposto dispositivo spintore a formare una colonna di billette che avanza in direzione dell’apertura di uscita del tunnel da dove poi sono estratte.

In questo tipo di forno la colonna di billette striscia su guide fissate all’interno della base del forno.

Sono noti poi forni continui a spinta a rotolamento su rulli folli nei quali le billette, alimentate nel tunnel tramite l’apertura di ingresso, sono spinte una contro l’altra da un preposto dispositivo spintore a formare una colonna di billette che avanza in direzione dell’apertura di uscita del tunnel da dove sono poi estratte.

In questo tipo di forno la colonna di billette rotola su rulli folli disposti all’interno della base del forno.

Sono noti poi forni continui comprendenti una catena motorizzata sulla quale le billette vengono posizionate in sequenza.

In questo tipo di forno ciascuna billetta viene fatta avanzare dalla catena posizionata internamente al tunnel del forno.

Sono noti poi forni continui comprendenti una pluralità di rulli motorizzati (rulliera) sulla quale le billette vengono posizionate in sequenza.

In questo tipo di forno ciascun billetta viene fatta avanzare dai rulli motorizzati disposti all’interno della base del forno.

Sono noti poi forni continui comprendenti una trave mobile, detta anche “walking beam†, sulla quale le billette vengono posizionate.

In questo tipo di forno le billette avanzano internamente al tunnel attraverso movimenti a “passo di pellegrino†della trave mobile che à ̈ disposta internamente alla base del forno e la quale resta comunque incernierata alla base nel corso del movimento.

Benché vantaggiosi, forni continui del tipo suddetto non sono esenti da inconvenienti tra cui la necessità di ripetute manutenzioni in particolare per la pulizia e rimozione delle scorie.

Nel corso del riscaldo delle billette o del mantenimento in temperatura delle stesse all’interno del forno, infatti, à ̈ frequente il fenomeno di scorificazione del metallo con conseguente accumulo di scorie sulle strutture interne alla base del forno quali guide, rulli, catene o travi.

Manutenzioni straordinarie sono inoltre necessarie in caso si verifichi un indesiderato rammollimento, colata o semi-colata delle billette.

Può accadere, infatti, ad esempio per un malfunzionamento del forno, che una o più delle billette rammollisca e coli sulla struttura della base del forno con conseguente ostruzione della stessa.

Un altro inconveniente comune a tutti i forni continui dei tipi suddetti risiede nell’elevata usura delle strutture della base del forno che ne comporta un limitato tempo utile di vita.

L’elevata usura à ̈ dovuta principalmente al notevole riscaldamento delle strutture della base del forno che sono scaldate direttamente dalle fiamme dei bruciatori o per convezione forzata dei prodotti della combustione interna al forno.

Un ulteriore inconveniente particolarmente dei forni continui a spinta a strisciamento su guide e dei forni continui a spinta a rotolamento su rulli folli secondo l’arte nota risiede nell’impossibilità di riscaldare, a differenti desiderate temperature e con elevata precisione, billette disposte contigue, in quanto le billette sono movimentate internamente al tunnel una contro l’altra in colonna.

Sommario dell’invenzione

Il problema tecnico alla base della presente invenzione à ̈ stato quello di mettere a disposizione un forno continuo per il riscaldamento di billette avente caratteristiche strutturali e funzionali tali da superare gli inconvenienti sopra citati con riferimento alla tecnica nota, vale a dire un forno continuo del tipo suddetto che risulti vantaggioso a prescindere dal modo di trasporto e movimentazione delle billette, che non richieda ripetuti frequenti interventi di manutenzione per un suo buon funzionamento, che sia dotato di una prolungata vita utile di esercizio e che all’occorrenza consenta un preciso riscaldo, anche a desiderate differenti temperature, di billette contigue tra loro.

In accordo con l’invenzione il suddetto problema à ̈ risolto da un forno continuo, a gas, per il riscaldo di billette in metalli ferrosi e non ferrosi, comprendente essenzialmente un tunnel di riscaldamento avente un’apertura di ingresso ed un’apertura di uscita, una pluralità di mezzi di riscaldamento, tipo bruciatori, per riscaldare internamente il suddetto tunnel, primi mezzi di movimentazione per lo spostamento di billette dalla suddetta apertura di ingresso alla suddetta apertura di uscita, ed una pluralità di ceste per il supporto ed il trasporto di billette in cui i suddetti primi mezzi di movimentazione sono direttamente attivi sulle suddette ceste.

Preferibilmente il forno secondo l’invenzione à ̈ a ciclo continuo, automatico, e comprende anche secondi mezzi di movimentazione, disposti esternamente al suddetto tunnel, per lo spostamento delle suddette ceste dalla suddetta apertura di uscita alla suddetta apertura di ingresso.

Preferibilmente le suddette ceste hanno una forma tale da accogliere eventuali scorie o sporcizia che possono essere prodotte dal metallo delle billette durante il transito nel forno, e vantaggiosamente comprendono una base di raccolta della scoria ed almeno un elemento di appoggio per una rispettiva billetta, in cui l’elemento di appoggio à ̈ integrale a, ed aggettante da, la base di raccolta ed ha una ridotta larghezza rispetto ad essa.

Preferibilmente il forno secondo l’invenzione comprende dispositivi per la pulizia automatica delle suddette ceste disposti esternamente al suddetto tunnel di riscaldamento, tra la suddetta apertura di uscita e la suddetta apertura di ingresso, vantaggiosamente disposti in corrispondenza dei suddetti secondi mezzi di movimentazione.

In accordo con una forma di realizzazione dell’invenzione i suddetti primi mezzi di movimentazione sono mezzi a spinta a strisciamento comprendenti un dispositivo spintore delle suddette ceste disposto esternamente al suddetto tunnel di riscaldamento in corrispondenza della suddetta apertura di ingresso e guide di strisciamento fisse estese internamente al suddetto tunnel di riscaldamento.

In accordo con una forma alternativa di realizzazione dell’invenzione, i suddetti primi mezzi di movimentazione sono mezzi a spinta e rotolamento comprendenti un dispositivo spintore delle suddette ceste disposto esternamente al suddetto tunnel di riscaldamento in corrispondenza della suddetta apertura di ingresso e una pluralità di rulli folli (liberi in rotazione) alloggiati internamente al suddetto tunnel di riscaldamento in corrispondenza di una base del forno.

In accordo con una forma alternativa di realizzazione dell’invenzione, i suddetti primi mezzi di movimentazione sono mezzi di rotolamento motorizzati comprendenti una pluralità di rulli alloggiati internamente al suddetto tunnel di riscaldamento in corrispondenza di una base del forno e almeno un motore attivo sui suddetti rulli.

In accordo con l’invenzione, il suddetto problema à ̈ risolto anche da un procedimento in continuo, di riscaldo di billette in metalli ferrosi e non ferrosi, comprendente le fasi di:

caricare in successione una pluralità di billette da riscaldare su rispettive ceste di supporto e trasporto di billette;

alimentare, una dopo l’altra, le suddette ceste caricate con le rispettive billette in un forno a gas comprendente un tunnel di riscaldamento, fino a completa saturazione del suddetto forno;

riscaldare le billette internamente al suddetto tunnel mentre ciascuna cesta caricata avanza da un†̃apertura di ingresso verso un’apertura di uscita del suddetto tunnel, a temperatura crescente lungo il suddetto tunnel;

estrarre dal suddetto tunnel, una dopo l’altra, ciascuna cesta caricata con la rispettiva billetta riscaldata;

scaricare le suddette ceste dalle billette eventualmente successivamente ad una fase di lavorazione delle billette riscaldate.

Preferibilmente il presente procedimento comprende anche una fase di pulizia automatica delle ceste scaricate, esternamente al suddetto tunnel.

Breve descrizione delle figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno meglio evidenziati dall’esame della seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, illustrate a titolo indicativo e non limitativo, col supporto dei disegni allegati, in cui:

la figura 1 mostra schematicamente un forno continuo a gas, per riscaldo di billette in metalli ferrosi e non ferrosi, in accordo con la presente invenzione;

la figura 2 mostra schematicamente una vista in sezione longitudinale secondo il piano A-A di figura 1 del forno secondo la presente invenzione saturo di una pluralità di ceste caricate con billette;

la figura 3 mostra schematicamente una vista trasversale secondo il piano B-B di figura 1 del forno secondo la presente invenzione comprendente ceste caricate con billette, in accordo ad una prima forma di realizzazione dell’invenzione;

la figura 4 mostra schematicamente una vista trasversale secondo il piano B-B di figura 1 del forno secondo la presente invenzione comprendente ceste caricate con billette, in accordo ad una seconda forma di realizzazione dell’invenzione;

la figura 5 mostra schematicamente una vista trasversale secondo il piano B-B di figura 1 del forno secondo la presente invenzione comprendente ceste caricate con billette, in accordo ad un’ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

Con riferimento alle figure 1-3 un forno continuo a gas, per riscaldo di billette in metalli ferrosi e non ferrosi in accordo alla presente invenzione à ̈ complessivamente indicato con 1.

Il forno 1 comprende essenzialmente un tunnel 2 di riscaldamento, munito di un’apertura di ingresso 3 e di un’apertura di uscita 4, una pluralità di mezzi di riscaldamento, tipo bruciatori, indicati con 5, per riscaldare internamente il tunnel 2 e distribuiti longitudinalmente nel forno 1, primi mezzi di movimentazione 6 per lo spostamento di billette 7 dall’apertura di ingresso 3 all’apertura di uscita 4, ed una pluralità di ceste 8 di supporto e trasporto delle billette 7 in cui i primi mezzi di movimentazione 6 sono direttamente attivi sulle ceste 8.

In accordo con l’invenzione il forno 1 à ̈ a ciclo ROSS001BIT Biesse S.r.l.

continuo ed automatico e comprende opportuni dispositivi per un ritorno rapido delle ceste verso l’apertura di ingresso del forno, particolarmente secondi mezzi di movimentazione 9, esterni al tunnel 2, per lo spostamento delle ceste 8 dall’apertura di uscita 4 all’apertura di ingresso 3 del tunnel 2 di riscaldamento.

Vantaggiosamente ciascuna cesta 8 ha una forma tale da accogliere eventuali scorie o sporcizia che possono essere prodotte dal metallo delle billette durante il transito nel forno.

In particolare, come illustrato nell’esempio di figura 3, ciascuna cesta 8 comprende una base 10 di raccolta della scoria e un elemento di appoggio 11 per una rispettiva billetta 7 integrale alla, ed aggettante dalla, base 10 ed avente una ridotta estensione rispetto ad essa, particolarmente una ridotta larghezza rispetto alla larghezza della base 10.

In accordo con l’invenzione, il forno 1 comprende anche dispositivi per la pulizia automatica delle ceste 8 disposti esternamente al tunnel 2, tra l’apertura di uscita 4 e l’apertura di ingresso 3, vantaggiosamente disposti in corrispondenza dei secondi mezzi di movimentazione 9 delle ceste 8, nelle figure non rappresentati.

In accordo all’esempio di figura 3, i primi mezzi di movimentazione 6 sono mezzi a spinta a strisciamento comprendenti un dispositivo spintore disposto esternamente al tunnel 2 in corrispondenza dell’apertura di ingresso 3, nelle figure non illustrato, e guide di strisciamento 12, fisse, associate ed estese internamente al tunnel 2 in corrispondenza di una base 13 del forno 1.

Gli esempi delle figure 4 e 5 mostrano varianti di realizzazione dei primi mezzi di movimentazione del forno in accordo alla presente invenzione.

In particolare, nell’esempio di figura 4 i primi mezzi di movimentazione sono mezzi a spinta e rotolamento comprendenti un dispositivo spintore delle ceste disposto esternamente al tunnel 2 in corrispondenza dell’apertura di ingresso dello stesso, nelle figure non illustrato, e una pluralità di rulli folli 14, vale a dire liberi in rotazione, associati internamente al tunnel 2 in corrispondenza di una base 13 del forno 1.

Nell’esempio di figura 5 i primi mezzi di movimentazione sono mezzi di rotolamento motorizzati comprendenti una pluralità di rulli 15 associati internamente al tunnel 2 in corrispondenza di una base 13 del forno 1 e uno o più motori attivi sui di essi mediante uno più alberi di trasmissione 16.

In accordo a quanto sopra, la presente invenzione mette a disposizione anche a un procedimento in continuo di riscaldo di billette in metalli ferrosi e non ferrosi, che comprendente essenzialmente le fasi di:

caricare in successione una pluralità di billette 7 da riscaldare su rispettive ceste 8 di supporto e trasporto di billette;

alimentare, una dopo l’altra, le ceste 8 caricate con le rispettive billette 7 in un forno 1, a gas, comprendente un tunnel 2 di riscaldamento, fino a completa saturazione del forno 1;

riscaldare le billette 8 internamente al forno 1 mentre ciascuna cesta 8 caricata con la rispettiva billetta 7 avanza da un’apertura di ingresso 3 del tunnel 2 ad un’apertura di uscita 4 del tunnel 2, a temperatura crescente lungo il tunnel 2;

estrarre dal tunnel 2, una dopo l’atra, ciascun cesta 8 caricate con la billetta 7 riscaldata;

scaricare le ceste 8 dalle billette 7 riscaldate eventualmente successivamente ad una fase di lavorazione delle billette riscaldate.

Vantaggiosamente il presente procedimento comprende anche una fase di pulizia automatica delle ceste scaricate dalle billette.

Le ceste posso essere disposte in fila una a ridosso dell’altra, con ciascuna cesta da infornare che viene spinta contro la colonna di ceste all’interno del forno, facendola avanzare, in caso sia previsto uno spintore esterno come sopra considerato, oppure le ceste possono avanzare nel forno mediante rulli motorizzati con formazione di un treno di billette separate una dall’altra ad un passo prefissato che può essere ottimizzato.

In ogni caso una volta che la billetta prossima all’apertura di uscita del tunnel raggiunge la temperatura richiesta, la porta di uscita del tunnel si apre e la cesta viene estratta con la billetta e questa viene inviata ad una pressa o ad altre fasi di lavorazione prima dell’estrusione a caldo, mentre la cesta viene ritrasportata verso l’ingresso del forno, per essere nuovamente caricata e reintrodotta nel forno stesso e ricominciare il processo di riscaldo.

I principali vantaggi della presente invenzione risiedono nel disporre di un forno continuo di riscaldo di billette in metalli ferrosi e non ferrosi che necessita di una ridotta manutenzione e che à ̈ soggetto a minore usura delle strutture interne in particolare delle strutture alla base del forno, rispetto ai forni messi a disposizione in tecnica nota.

Tali vantaggi sono conseguiti grazie alle ceste sulle quali vengono posizionate e trasportate le billette, le quali vengono movimentate all’interno del forno, in particolare internamente al tunnel di riscaldamento, tramite un sistema (mezzi di movimentazione) a spinta o tramite rulli motorizzati. All’interno del forno si crea così un treno di ceste, che diventa di fatto una vera e propria base intermedia del forno, in movimento solidale alle billette, diversamente dall’arte nota in cui le billette sono tradizionalmente trasportate a diretto contatto sulle strutture interne alla base del forno.

Vantaggiosamente, quindi, la scoria dovuta ad esempio a scorificazione del metallo delle billette si accumula sulla base intermedia del forno, vale a dire sulle ceste, preservando le strutture interne alla base del forno, quali i mezzi di movimentazione delle billette (guide, rulli, catene o travi), mentre ciascun cesta può essere agevolmente pulita dalla scoria durante il tragitto all’esterno del forno, vale a dire del tunnel di riscaldamento.

Evitare che la maggior parte dell’accumulo di scoria si depositi nella base del forno consente di ridurre gli interventi di manutenzione rispetto ai forni noti.

Ancora, prevedere una cesta sotto la billetta consente di limitare notevolmente il riscaldo delle strutture della base del forno, che non vengono più scaldate direttamente né dalle fiamme né dalla convezione dei prodotti di combustione. Questo allunga notevolmente la vita del forno.

Ancora, il fatto di prevedere le billette trasportate in ceste permette che si possa far avanzare nel forno un treno di billette separate una dall’altra (ad un passo che può essere ottimizzato), permettendo così salti di temperatura fra billette contigue con una notevole precisione di riscaldo.

Ancora, in caso ci sia, per malfunzionamento, un rammollimento o colata delle billette, non si va ad ostruire le strutture della base del forno, ma si raccoglie il metallo deforme o colato nella cesta, che viene comunque trasportata fuori dal forno, quindi dal tunnel, limitando quindi gli interventi manutentivi all’interno del forno.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Forno (1) continuo, a gas, per il riscaldo di billette (7) in metalli ferrosi e non ferrosi, comprendente un tunnel (2) di riscaldamento avente un’apertura di ingresso (3) ed un’apertura di uscita (4), una pluralità di bruciatori (5), per riscaldare internamente detto tunnel, primi mezzi di movimentazione (6) per lo spostamento di billette, internamente a detto tunnel (2), da detta apertura di ingresso (3) a detta apertura di uscita (4), ed una pluralità di ceste (8) di supporto e trasporto di billette in cui detti primi mezzi di movimentazione (6) sono direttamente attivi su dette ceste (8).
2. 2. Forno secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre secondi mezzi di movimentazione (9), disposti esternamente a detto tunnel (2), per lo spostamento di dette ceste (8) da detta apertura di uscita (4) a detta apertura di ingresso (3) di detto tunnel (2).
3. 3. Forno secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui dette ceste (8) comprendono una base (10) di raccolta della scoria ed almeno un elemento di appoggio (11) per una rispettiva billetta, in cui l’elemento di appoggio (11) à ̈ aggettante da, ed integrale a, detta base (10) ed ha una ridotta larghezza rispetto ad essa.
4. 4. Forno secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre dispositivi per la pulizia automatica di dette ceste, disposti esternamente a detto tunnel di riscaldamento.
5. 5. Forno secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti primi mezzi di movimentazione (6) comprendono un dispositivo spintore di dette ceste (8) disposto in corrispondenza di detta apertura di ingresso (3) e guide di strisciamento (12), fisse, estese internamente a detto tunnel (2) in corrispondenza di una base (13) del forno.
6. 6. Forno secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, in cui detti primi mezzi di movimentazione (6) comprendono un dispositivo spintore di dette ceste (8) disposto in corrispondenza di detta apertura di ingresso (3) e una pluralità di rulli folli (14) alloggiati internamente a detto tunnel (2) in corrispondenza di una base (13) del forno.
7. 7. Forno secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, in cui detti primi mezzi di movimentazione (6) comprendono una pluralità di rulli (15) alloggiati internamente a detto tunnel (2) in corrispondenza di una base (13) del forno e almeno un motore attivo su detti rulli mediante almeno un albero di trasmissione (16).
8. 8. Forno secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti primi mezzi di movimentazione e detti secondi mezzi di movimentazione sono associati a formare un percorso chiuso continuo.
9. 9. Procedimento di riscaldo in continuo di billette in metalli ferrosi e non ferrosi, comprendente le fasi di: caricare in successione una pluralità di billette da riscaldare su rispettive ceste di supporto e trasporto di billette; alimentare, una dopo l’altra, dette ceste caricate con billette in un forno a gas comprendente un tunnel di riscaldamento, fino a completa saturazione di detto forno; riscaldare le billette internamente a detto tunnel mentre ciascuna cesta caricata avanza da un’apertura di ingresso verso un’apertura di uscita di detto tunnel, a temperatura crescente lungo detto tunnel; estrarre da detto tunnel, una dopo l’altra, ciascuna cesta caricata con la rispettiva billetta riscaldata; scaricare dette ceste dalle billette eventualmente successivamente ad una fase di lavorazione di dette billette riscaldate.
10. 10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, comprendente inoltre una fase di pulizia automatica di dette ceste scaricate dalle billette.