ITUD20010058A1 - Procedimento di taglio di un nastro in fase di colata - Google Patents

Description

Descri zione del trovato avente per titolo : " PROCEDIMENTO DI TAGLIO DI UN NASTRO IN FASE DI COLATA"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Forma oggetto del presente trovato un procedimento di taglio di un nastro in fase di colata, utilizzato in particolare per asportare un tratto di testa, di lunghezza voluta, di un nastro uscente da una attrezzatura di colata continua a due rulli.

In particolare, è oggetto del trovato un procedimento di taglio tramite il quale è possibile separare un tratto di testa di un nastro in fase di colata senza utilizzare dispositivi meccanici od altri gruppi ausiliari appositamente predisposti a tale operazione.

Il trovato si applica in particolare, ma non esclusivamente, nelle macchine di colata continua del tipo a rulli (strip caster)

STATO DELLA TECNICA

E' noto, nella tecnica della laminazione a caldo di nastri, che una geometria della testa del nastro in ingresso al treno di laminazione che presenta conformazione irregolare può provocare problemi di guida e di imbocco nelle prime gabbie di laminazione.

La soluzione a tale problema è quella di asportare un tratto di testa, di lunghezza voluta, mediante attrezzature di taglio collocate subito a valle della macchina di colata continua ed a monte della prima gabbia di laminazione.

Tuttavia, tale soluzione presenta problemi tecnici ed operativi che la rendono spesso non attuabile. Infatti, l'ambiente a valle della macchina di colata continua è molto critico, in particolare per il fatto che il nastro, a valle dei rulli di colata, viene fatto transitare all'interno di un ambiente chiuso mantenuto ad alta temperatura, nell'intorno di 700÷800 °C, per evitarne l'ossidazione superficiale. Ciò comporta notevoli difficoltà per installare, far funzionare e controllare attrezzature di taglio quali cesoie o simili.

Vi è anche l'esigenza di non allungare troppo la linea di colata con gruppi aggiuntivi per non aumentarne eccessivamente gli ingombri in altezza ed in lunghezza.

Per risolvere gli inconvenienti della tecnica nota ed ottenere ulteriori vantaggi nel seguito evidenziati, la proponente ha ideato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale, le rivendicazioni secondar-ie espongono altre caratteristiche innovative dell'idea di soluzione principale.

Lo scopo del trovato è quello di realizzare un procedimento di taglio di un nastro in fase di colata che permetta di evitare l'utilizzo di attrezzature appositamente predisposte.

In particolare, il trovato si propone di ottenere la separazione, in modo sostanzialmente naturale, di un tratto di testa di lunghezza voluta di un nastro, sfruttando l'effetto di solidificazione differenziata dell'acciaio liquido tra i rulli, senza peraltro modificare in alcun momento lo spessore del nastro colato.

Nel processo di colata continua di nastri a due rulli, la solidificazione avviene in un punto di minima distanza, chiamato "kissing point", determinando, per ogni spessore colato, una velocità di colata corrispondente.

Con il procedimento secondo il trovato, il punto di fine solidificazione viene spostato al di sotto del kissing point, aumentando in modo istantaneo e per un breve intervallo di tempo la velocità di colata rispetto ad una predefinita velocità di avvio colata. Dopo tale intervallo di tempo, la velocità di colata viene riportata sostanzialmente al valore di partenza, eventualmente dopo un breve assestamento nel suo intorno.

La porzione di acciaio liquido compresa fra il "kissing point" che si avrebbe a velocità di colata costante ed il punto di fine solidificazione che si ottiene con il breve aumento della velocità di colata, rimane inglobata all'interno del nastro quando la velocità di colata viene riportata al valore originario.

Tale porzione liquida interessa un tratto longitudinale del nastro che, a valle dei rulli, provoca il reheating della pelle solidificata, portandola ad una temperatura vicina a quella di rifusione.

Questo tratto longitudinale di nastro presenta pertanto proprietà meccaniche molto ridotte, per cui non è in grado di sostenere il peso della parte di testa posta sotto ad esso. Ciò provoca la rottura del nastro in corrispondenza di tale tratto e quindi l'asportazione naturale di un tratto di testa di lunghezza voluta.

Tale lunghezza può essere modificata a piacere regolando il momento, dall'avvio della colata, nel quale viene aumentata istantaneamente la velocità di colata.

La durata dell'intervallo in cui la colata viene eseguita a velocità aumentata viene scelta in modo da garantire la sicurezza della rottura e dipende da una pluralità di parametri, tra cui lo spessore del nastro, i parametri di raffreddamento, la tipologia del materiale, la lunghezza, e quindi il peso, del tratto di testa da asportare.

Nei casi di utilizzo più generale, un intervallo di circa 0,05÷0,3 secondi a velocità aumentata è sufficiente per creare all'interno del nastro una sufficiente zona liquida che permette la rottura naturale del nastro per il solo peso del suo tratto di testa.

E' ovvio che l'insegnamento del trovato non va limitato al taglio del solo tratto di testa, anche se esso costituisce una soluzione preferenziale, ma può essere esteso, sostanzialmente con gli stessi principi, al taglio di una gualsiasi sezione di un nastro in fase di colata.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste caratteristiche e vantaggi del trovato diverranno evidenti dalla lettura della seguente descrizione della realizzazione preferenziale del trovato, fatta con riferimento alle tavole allegate, fornite a titolo esemplificativo non limitativo.

Nelle tavole abbiamo che:

la fig. 1 illustra schematicamente una attrezzatura di colata a rulli in cui viene utilizzato il procedimento secondo il trovato; la fig. 2 illustra un grafico relativo all'andamento della velocità di colata in una possibile applicazione;

la fig. 3 illustra un grafico delle temperature superficiale ed interna del nastro in fase di colata utilizzando il procedimento secondo il trovato .

DESCRIZIONE DELLA REALIZZAZIONE PREFERENZIALE DEL

TROVATO

Con riferimento alle figure allegate, il numero IO indica generalmente e schematicamente un'attrezzatura di colata continua a rulli 11, in cui del metallo fuso 12 viene scaricato da opportuni mezzi (non illustrati) e colato attraverso una luce di ampiezza regolabile definita dalle superfici reciprocamente affacciate di detti rulli 11.

A valle dei rulli 11 sono presenti usuali, e qui non illustrati, sistemi di guida ed estrazione, normalmente a rulli, associati a mezzi di raffreddamento .

I rulli 11 sono, in modo noto, raffreddati almeno superficialmente ed il contatto del metallo fuso 12 con tali superfici raffreddate determina la formazione di due semipelli 13a, 13b almeno parzialmente solidificate, le quali si congiungono in corrispondenza di un "kissing point" 14.

All'uscita dei rulli 11, grazie anche alla presenza dei sistemi di raffreddamento posti a valle, si ottiene un nastro solidificato 15 che viene avviato alla laminazione.

II trovato, per asportare un tratto di testa 15a del nastro 15, prevede di aumentare in modo istantaneo, in un istante ti, la velocità di estrazione e colata, ad esempio da un valore iniziale nominale di 45 m/min al tempo 0 di avvio colata (come nel grafico di fig. 2) ad un valore nominale di circa 70 m/min. L'istante ti nel quale viene avviato l'aumento di velocità dipende dalla lunghezza del tratto di testa 15a che si vuole asportare.

La velocità aumentata viene mantenuta fino ad un tempo t2, per un intervallo (t2 - 11) molto breve, compreso fra circa 0,05 e circa 0,3 secondi. Nel caso illustrato nel grafico, tale intervallo è pari a 0,07 secondi.

Con tale aumento di velocità, il punto di fine solidificazione 114 viene spostato al di sotto di detto kissing point 14, mantenendo comunque sempre lo spessore del nastro 15 costante, per un tratto determinato dal tempo per cui tale velocità aumentata viene mantenuta.

La porzione di acciaio liquido 16 compresa fra il kissing point nominale 14 ed il punto di fine solidificazione 114 che si ottiene con tale breve aumento della velocità di colata, rimane inglobata all'interno del nastro 15 quando la velocità di colata viene riportata al valore originario.

Tale porzione liquida 16 interessa un tratto longitudinale del nastro 15 che, a valle dei rulli 11, provoca il reheating della pelle solidificata, portandola ad una temperatura vicina a quella di rifusione.

Si veda a questo proposito il grafico di fig. 3, in cui viene illustrato come la temperatura superficiale del nastro 15, si innalzi bruscamente all'uscita dei rulli 11, a causa del calore residuo trasmesso dal cuore liquido 16 che si crea per l'aumento istantaneo di velocità trasmesso al nastro 15. Tale temperatura superficiale raggiunge quasi il valore della temperatura interna e quindi si avvicina alla temperatura di fusione, determinando il ritorno ad una condizione quasi liquida della pelle solida formatasi prima dell'uscita dai rulli 11.

In questa condizione, si ha una drastica riduzione delle proprietà meccaniche della porzione solida del nastro 15 attorno al cuore liquido 16, per cui il peso determinato dal tratto di testa 15a determina la rottura del nastro 15 in corrispondenza del cuore liquido 16 e quindi la separazione naturale di tale tratto di testa 15a .

Terminato l ' intervallo a velocità di colata aumentata, la velocità viene subito diminuita per riportarla alla velocità di partenza, in questo caso nell'intorno di 45 m/min.

Secondo una variante, tale velocità viene prima riportata ad un valore inferiore alla velocità di colata iniziale, ad esempio nell'intorno di 20 m/min per un intervallo (t3 - t2) pari a circa 0,25 sec, e poi al valore nominale di partenza, in questo caso nell'intorno di 45 m/min.

La durata necessaria dell'intervallo (t2 - t1) a velocità aumentata è scelta di volta in volta per ottenere le condizioni minime che assicurano la formazione di un sufficiente cuore liquido 16 tale da determinare la rottura del nastro 15 a causa del peso del tratto di testa 15a sotto di esso.

E' ovvio che tale procedimento può essere applicato, sostanzialmente con gli stessi principi e con le stesse modalità, anche per tagliare il nastro 15 in una qualsiasi sezione diversa da quella di testa, ad esempio per asportare un tratto di coda, o per troncare il nastro 15 in una qualsiasi sezione intermedia.

Al procedimento fin qui descritto possono essere apportate aggiunte e/o modifiche senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 - Procedimento di taglio di un nastro (15) in fase di colata come uscente da un'attrezzatura (10) di colata continua, detta attrezzatura (10) comprendendo almeno mezzi di raffreddamento atti a concretizzare la solidificazione di detto nastro (15), caratterizzato dal fatto che prevede di aumentare, per un voluto intervallo di tempo (t2 -ti), la velocità di colata rispetto ad una velocità nominale di avvio colata, con conseguente formazione di un cuore liquido (16) all'interno di detto nastro (15) nel suo tratto transitante a velocità maggiorata attraverso detti mezzi di raffreddamento, detto cuore liquido (16) determinando la almeno parziale rifusione della pelle adiacente e la rottura del nastro (15) a causa del peso della parte di nastro (15a) posta sotto detto cuore liquido (16), senza modificare lo spessore di detto nastro (15). 2 - Procedimento come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che terminato detto intervallo a velocità maggiorata, la velocità di colata viene riportata ad un valore sostanzialmente pari a quello di avvio colata. 3 - Procedimento come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che terminato detto intervallo a velocità maggiorata, la velocità di colata viene prima portata ad un valore inferiore a quello di avvio colata, a scopo di assestamento, e poi riportata alla velocità di avvio colata. 4 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la durata di detto intervallo (t2 - t1) è almeno funzione dello spessore del nastro (15). 5 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la durata di detto intervallo (t2 - t1) è compresa tra circa 0,05 sec e 0,3 sec. 6 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che viene utilizzato per asportare un tratto di testa (15a) di un nastro (15) in fase di colata. 7 - Procedimento come ad una od all'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 5, caratterizzato dal fatto che viene utilizzato per asportare un tratto di coda del nastro (15). 8 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 5, caratterizzato dal fatto che viene utilizzato per troncare il nastro (15) in una sua sezione intermedia. 9 - Procedimento di taglio di un nastro in fase di colata, sostanzialmente come descritto ed illustrato negli annessi disegni,