ITMI990839A1 - Fusione di strisce - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del breveto per invenzione industriale dal titolo:

“Fusione di strisce”

CAMPO TECNICO

La presente invenzione si riferisce alla fusione continua di metallo in striscia in una fonditrice a. rulli gemelli. Ha applicazione particolare, ma non esclusiva, alla fusione di acciaio in striscia.

In una fonditrice a rulli gemelli viene introdoto metallo fuso tra una coppia di rulli di fusione orizzontali controruotati che vengono raffreddati in maniera tale che gusci di metallo si solidifichino sulle superfici mobili dei rulli e vengano portati assieme in corrispondenza del punto di massima pressione tra di loro per produrre un prodotto solidificato in striscia erogato verso il basso dal punto di massima pressione tra i rulli. In questa sede il termine “punto di massima pressione” viene utilizzato per riferirsi alla regione generale in corrispondenza della quale i rulli sono più vicini tra loro. È possibile versare il metallo fuso da una siviera in un recipiente più piccolo 0 in una serie di recipienti da cui affluisce atraverso un ugello di erogazione del metallo collocato sopra il punto di massima pressione per dirigerlo nel punto di massima pressione tra i rulli, formando così una pozza di colata di metallo fuso supportata sulle superfici di fusione dei rulli immediatamente sopra il punto di massima pressione ed estesa lungo la lunghezza del punto di massima pressione. Tale pozza di colata è delimitata tra piastre o sbarramenti laterali tenuti in impegno scorrevole con le superfici terminali dei rulli al fine di arginare le due estremità della pozza di colata contro l’efflusso.

È molto importante mantenere un buon impegno di sigillatura tra le piastre laterali e le superfici terminali dei rulli poiché le perdite possono portare alla formazione di gravi difetti sui bordi del prodotto in striscia fusa e il metallo fuoriuscito in via di solidificazione può causare la distruzione rapida delle superfici di usura delle piastre laterali nonché la perdita completa della sigillatura. Tale problema viene esacerbato dalla deformazione delle estremità dei rulli per via dell’ espansione termica durante la fusione. Le parti del rullo che passano attraverso la pozza durante ciascuna rotazione vengono riscaldate progressivamente mentre si spostano dalle regioni superiori della pozza al punto di massima pressione. Di conseguenza, rispetto alle parti superiori del rullo, le parti mediane del rullo nella regione del punto di massima pressione mostrano una maggiore tendenza a espandersi, che deforma la superficie terminale del rullo durante la fusione. Ciò può condurre a un’eccessiva usura delle piastre laterali adiacenti al punto di massima pressione.

La domanda di brevetto australiano 34397/95 e il corrispondente brevetto statunitense 5.588.479 descrivono una fonditrice a rulli gemelli in cui le piastre laterali vengono sostenute in una coppia di strutture che sono collegate girevolmente a spintori agenti orizzontalmente da collegamenti girevoli che consentono movimenti di inclinazione delle strutture di chiusura al fine di permettere alle piastre terminali di auto al linearsi con le estremità dei rulli per accogliere allineamenti terminali errati dei rulli dovuti a un allineamento iniziale errato o alla deformazione delle estremità dei rulli per via dell’ espansione termica durante la fusione. Viene inoltre spiegato che ciascun collegamento girevole dovrebbe essere preferibilmente disposto sotto il centro di sforzo delle forze esterne applicate dal metallo fuso della pozza alla rispettiva struttura di chiusura della piastra laterale al fine di far sì che la struttura di chiusura laterale venga sollecitata in modo rotazionale dalla pressione esterna applicata dal metallo fuso della pozza in una direzione tale che la sua parte inferiore venga sollecitata verso Γ interno rispetto ai rulli.

La struttura descritta nella domanda australiana 34397/95 e nel brevetto statunitense 5.588.479 ha funzionato abbastanza bene nella fusione di acciaio in striscia sottile. Si è tuttavia scoperto che in alcune circostanze la presenza di un semplice giunto universalmente ruotabile può condurre a difficoltà operative. Specificatamente, il semplice giunto ruotabile consente alla piastra non solo di oscillare longitudinalmente e lateralmente rispetto ai rulli per prevedere Γ autoallineamento necessario delle piastre, ma le piastre sono anche libere di ruotare nei loro stessi piani generali, cioè ruotano ciascuna intorno a un asse orizzontale che si estende longitudinalmente rispetto alla pozza di colata. Si è scoperto che tali movimenti rotazionali delle piastre possono fare in modo che esse espongano diverse aree facciali di contatto alle estremità dei rulli e se le piastre sono già usurate possono avere spalle di usura che sopportano fi-contatto con le facce appena esposte provocando uno scarso contatto, un allineamento errato degli sbarramenti laterali e perdite di metallo fuso dalla pozza di colata. La presente invenzione prevede una disposizione migliorata in cui i movimenti di oscillazione autoallineanti delle piastre sono consentiti ma le piastre sono limitate contro la rotazione fisica indesiderata.

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

In conformità all’invenzione è prevista una fonditricè di strisce a rulli gemelli per fondere metallo in striscia comprendente una coppia di rulli di fusione generalmente orizzontali che formano un punto di massima pressione tra loro;

mezzi di erogazione del metallo per erogare metallo fuso nel punto di massima pressione tra i rulli di fusione per formare una pozza di colata di metallo fuso supportata sui rulli;

una coppia di piastre laterali per impegnare le facce terminali dei rulli, in modo da formare chiusure laterali di delimitazione per la pozza di colata; e mezzi per ruotare i rulli di fusione in direzioni opposte tra loro, in modo da produrre una striscia fusa erogata verso il basso dal punto di massima pressione;

in cui l’apparecchio comprende mezzi di applicazione delle chiusure laterali comprendenti una coppia di porta-piastre laterali per sostenere le piastre laterali, una coppia di spintori agenti generalmente orizzontalmente collegati ciascuno a ognuno dei porta-piastre laterali mediante collegamenti girevoli che consentono i movimenti di inclinazione delle piastre laterali, gli spintori sono disposti per applicare alle piastre laterali forze interne di chiusura opposte, e i collegamenti girevoli tra gli spintori e i porta-piastre laterali _sono tali da permettere alle piastre laterali di autoallinearsi con le estremità dei rulli tramite movimenti di oscillazione sia longitudinalmente sia lateralmente rispetto ai rulli ma tali da limitare le piastre contro la rotazione nei piani generali delle piastre.

Gli spintori possono comprendere una coppia di unità a cilindro e pistone con fluido.

Gli spintori possono inoltre comprendere una coppia di corpi di spintore su cui agiscono le unità a cilindro e pistone e collegati girevolmente ai portapiastre da detti collegamenti girevoli. Preferibilmente ciascun collegamento girevole definisce un asse di rotazione verticale e un asse di rotazione orizzontale che è perpendicolare all’asse di rotazione verticale e si estende trasversalmente rispetto alle estremità dei rulli ed è tale che il movimento del rispettivo porta-piastre rispetto al corpo di spintore sia limitato a movimenti di rotazione intorno a detti assi di rotazione verticale e orizzontale.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Affinché l’invenzione possa essere spiegata in modo più completo verrà descritta una particolare forma di realizzazione con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la Figura 1 è una sezione trasversale verticale attraverso una fonditrice a rulli gemelli;

la Figura 2 è una vista in pianta della fonditrice a rulli gemelli illustrata nella Figura 1 ;

la Figura 3 illustra uno di una coppia di applicatoli delle piastre laterali incorporata nell’apparecchio; e

la figura 4 è una sezione trasversale sulla linea 4-4 nella Figura 3.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA FORMA DI REALIZZAZIONE PREFERITA

La fonditrice di strisce illustrata comprende una coppia 1 di rulli gemelli di fusione che formano tra loro un punto di massima pressione 2. Il metallo fuso viene fornito durante un’operazione di fusione da una siviera (non raffigurata) attraverso un imbuto di colata 3, un distributore 4 e un ugello di erogazione 5 nel punto di massima pressione tra i rulli 1 al fine di produrre una pozza di colata 6 di metallo fuso supportata sulle superfici di fusione 12 dei rulli sopra il punto di massima pressione. Le estremità della pozza di colata sono delimitate da una coppia di piastre laterali refrattarie 18 di chiusura che vengono applicate alle estremità a gradini dei rulli mediante una coppia di spintori 21 comprendenti unità a cilindro idraulico 22. L’imbuto di colata 3 è montato con un’asta 7 di chiusura azionabile per consentire al metallo fuso di scorrere dall’imbuto di colata attraverso un ugello di uscita 8 e una protezione da refrattario 9 nel distributore 4.

I rulli di fusione 1 vengono raffreddati ad acqua cosicché i gusci si solidifichino sulle superfici mobili dei rulli e vengano portati assieme in corrispondenza del punto di massima pressione 2 tra loro per produrre un prodotto solidificato 19 in striscia all’uscita dei rulli. Tale prodotto può essere alimentato a un avvolgitore standard (non raffigurato).

La fonditrice a rulli gemelli illustrata descritta finora è del tipo che viene illustrato e descritto con una certa precisione nel brevetto australiano concesso 664670 e nel brevetto statunitense 5.488.988, ed è possibile fare riferimento a quei brevetti per adeguati dettagli strutturali che non fanno parte della presente invenzione.

Le piastre laterali 18 sono montate in appoggi 25 che sono collegati girevolmente agli spintori 21 cosicché le piastre laterali possano inclinarsi intorno ai collegamenti girevoli e gli spintori applichino forze opposte attraverso i perni. In conformità alla presente invenzione i collegamenti girevoli sono previsti in modo tale che ciascuna piastra laterale possa oscillare longitudinalmente rispetto ai rulli mediante un movimento di rotazione intorno a un asse di rotazione orizzontale trasversale rispetto ai rulli e possa oscillare lateralmente rispetto ai rulli mediante un movimento di rotazione intorno a un asse di rotazione verticale perpendicolare all’asse di rotazione orizzontale, il movimento di rotazione delle piastre essendo limitato a movimenti intorno a quei due assi specifici cosicché venga impedita la rotazione planare delle piastre.

Come si vede più chiaramente nelle Figure 3 e 4, ciascuna piastra laterale 18 è montata in un porta-piastre laterali 25 che è collegato girevolmente mediante un perno di rotazione orizzontale 26 e una coppia di perni di rotazione verticali 28 a un corpo di spintore 29 all’estremità del rispettivo spintore 21. 1 perni di rotazione verticali 28 sono fissati al corpo di spintore 29 e si inseriscono in tacche allungate 27 nel porta-piastre. Le tacche 27 sono allungate nella direzione longitudinale verso lo spintore 21 per lasciare piccoli spazi di gioco intorno ai perni di rotazione 28 che permettano un movimento di oscillazione limitato del porta-piastre 25 intorno al perno orizzontale 21 longitudinalmente rispetto ai rulli.

Il perno di rotazione orizzontale 26 è inoltre montato sul corpo di spintore 29 e impegna un supporto internamente convesso 30 nel porta-piastre cosicché il porta-piastre 25 possa oscillare lateralmente rispetto ai rulli di fusione intorno al’asse verticale definito dai perni di rotazione 28. Il grado in cui il porta-piastre è libero di oscillare in tale modo può essere limitato dall’impegno con fermi sul corpo di spintore 29.

I porta-piastre laterali 25 comprendono organi laterali 31 provvisti di canali rivolti internamente per ricevere le piastre laterali 18 e collegati da piastre di rinforzo 32 in acciaio inossidabile collegate a corpi del sostegno 33 da borchie 34 al fine di lasciare uno spazio d’aria tra le piastre di rinforzo e il corpo del sostegno. Lo spazio d’aria prevede l’isolamento termico della parte di corpo principale del porta-piastre, e le parti esterne che impegnano effettivamente le piastre laterali possono essere sostituite prontamente quando vengono danneggiate o deformate dall’uso.

I perni di rotazione orizzontali 26 sono collocati a un’altezza tale sopra il livello del punto di massima pressione tra i rulli di fusione che l’effetto della pressione esterna sulle piastre laterali dovuto al metallo fuso nella pozza di colata sia tale da sollecitare in modo rotazionale le piastre laterali intorno ai perni in direzioni tali che le loro estremità inferiori vengano sollecitate verso l'interno al fine di produrre una pressione di sigillatura aumentata sul fondo della pozza di colata. La disposizione permette l’inclinazione delle piastre laterali al fine di accogliere la deformazione delle superfici terminali dei rulli di fusione dovuta all’espansione termica durante la fusione e allo stesso tempo mantiene un’azione di sollecitazione che aumenta le forze di sigillatura sul fondo della pozza al fine di controbilanciare la pressione ferrostatica aumentata sul fondo della pozza, dove di conseguenza vi è la maggiore tendenza alle perdite.

Il posizionamento adeguato dei perni dipenderà dal diametro dei rulli di fusione, dall’altezza della pozza di colata e dallo spessore della striscia che viene fusa. Il modo in cui è possibile determinare il posizionamento corretto dei perni viene descritto in maniera completa nella nostra domanda di brevetto australiano 34397/95 e nel brevetto statunitense 5.588.479.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Una fonditrice di strisce a rulli gemelli per fondere metallo in striscia comprendente una coppia di rulli di fusione (1) generalmente orizzontali che formano tra loro un punto di massima pressione (2); mezzi (3, 4, 5) di erogazione del metallo per erogare metallo fuso nel punto di massima pressione (2) tra i rulli di fusione (1) al fine di formare una pozza di colata (6) di metallo fuso supportata sui rulli (1); una coppia di piastre laterali (18) per impegnare le superfici terminali dei rulli (1) in modo da formare chiusure laterali di delimitazione per la pozza di colata (6); mezzi di comando per ruotare i rulli di fusione in direzioni opposte tra loro in modo da produrre una striscia fusa (19) erogata verso il basso dal punto di massima pressione (2); una coppia di porta-piastre laterali (25) per sostenere le piastre laterali (18) e una coppia di spintori (21) agenti generalmente orizzontalmente per applicare alle piastre laterali (18) forze interne di chiusura opposte, caratterizzata dal fatto che gli spintori (21) sono collegati ai porta-piastre laterali (25) da collegamenti girevoli (26, 28) che permettono alle piastre laterali (18) di autoallinearsi con le estremità dei rulli mediante movimenti di oscillazione sia longitudinalmente sia lateralmente rispetto ai rulli (1) ma di limitare le piastre contro la rotazione nei piani generali delle piastre.
2. 2. Una fonditrice di strisce a rulli gemelli come rivendicato nella rivendicazione 1, caratterizzata inoltre dal fatto che gli spintori (21) comprendono una coppia di unità a cilindro e pistone con fluido di pressione (22).
3. 3. Una fonditrice di strisce a rulli gemelli come rivendicato nella rivendicazione 2, caratterizzata inoltre dal fatto che gli spintori (21) sono una coppia di unità a pistone e cilindro idraulico (22).
4. 4. Una fonditrice a rulli gemelli come rivendicato nella rivendicazione 2 o nella rivendicazione 3, caratterizzata inoltre dal fatto che gli spintori (21) comprendono anche una coppia di corpi di spintore (29) su cui agiscono le unità a cilindro e pistone (22) e che sono collegati girevolmente ai portapiastre (25) da detti collegamenti girevoli (26, 28).
5. 5. Una fonditrice a rulli gemelli come rivendicato nella rivendicazione 4, caratterizzata inoltre dal fatto che ciascun collegamento girevole (26, 28) definisce un asse di rotazione verticale e un asse di rotazione orizzontale che è perpendicolare all’asse di rotazione verticale e si estende trasversalmente rispetto alle estremità dei rulli ed è tale che il movimento del rispettivo portapiastre rispetto al corpo di spintore (29) sia limitato a movimenti di rotazione intorno a detti assi di rotazione verticale e orizzontale.
6. 6. Una fonditrice a rulli gemelli come rivendicato nella rivendicazione 5, caratterizzata inoltre dal fatto che ciascun porta-piastre (25) è collegato girevolmente al rispettivo corpo di spintore (29) da un perno di rotazione orizzontale (26) che definisce detto asse di rotazione orizzontale e da una coppia di perni di rotazione verticali (28) che definiscono detto asse di rotazione verticale.
7. 7. Una fonditrice a rulli gemelli come rivendicato nella rivendicazione 6, caratterizzata inoltre dal fatto che i perni di rotazione verticali (28) sono fissati al rispettivo corpo di spintore (29) e si inseriscono in tacche allungate (27) nel porta-piastre, le quali tacche si estendono longitudinalmente rispetto allo spintore (21) per definire spazi di gioco intorno ai perni di rotazione verticali (28) permettendo un movimento limitato di oscillazione del portapiastre (25) intorno al perno di rotazione orizzontale (26) longitudinalmente rispetto ai rulli (1).
8. 8. Una fonditrice a rulli gemelli come rivendicato nella rivendicazione 6 o nella rivendicazione 7, caratterizzata inoltre dal fatto che detto perno di rotazione orizzontale (26) è montato sul corpo di spintore (29) e impegna un supporto convesso (30) nel porta-piastre (25) cosicché il porta-piastre (25) possa oscillare lateralmente rispetto ai rulli di fusione intorno all’asse di rotazione verticale definito dai perni di rotazione verticali (28).
9. 9. Una fonditrice a rulli gemelli come rivendicato nella rivendicazione 8, caratterizzata inoltre dal fatto che il grado in cui il porta-piastre è libero di oscillare intorno all’asse di rotazione verticale viene limitato dall’impegno con fermi sul corpo di spintore (29).
10. 10. Una fonditrice a rulli gemelli come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 9, caratterizzata inoltre dal fatto che i perni di rotazione orizzontale (26) sono collocati a un’altezza tale sopra il livello del punto di massima pressione (2) tra i rulli di fusione (1) che l’effetto della pressione esterna sulle piastre laterali (18) dovuto al metallo fuso nella pozza di colata sia tale da sollecitare in modo rotazionale le piastre laterali (18) intorno ai perni in direzioni tali che le loro estremità di fondo vengano sollecitate verso Γ interno per produrre una pressione di sigillatura aumentata sul fondo della pozza di colata.
11. 11. Una fonditrice a rulli gemelli come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzata inoltre dal fatto che i porta-piastre laterali (25) comprendono organi laterali (31) dotati di canali rivolti internamente per ricevere le piastre laterali (18) e collegati da piastre di rinforzo (32) collegate ai corpi del sostegno da borchie (34) al fine di lasciare uno spazio d’aria tra le piastre di rinforzo (32) e il corpo del sostegno.