ITUD960148A1 - Sistema di laminazione con placca di raffreddamento coibentata e relativa placca di raffreddamento coibentata - Google Patents

Sistema di laminazione con placca di raffreddamento coibentata e relativa placca di raffreddamento coibentata Download PDF

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Description

"SISTEMA DI LAMINAZIONE CON PLACCA DI RAFFREDDAMENTO COIBENTATA E RELATIVA PLACCA DI RAFFREDDAMENTO COIBENTATA"
CAMPO DI APPLICAZIONE
Formano oggetto del presente trovato un sistema di laminazione con placca di raffreddamento coibentata, nonché la relativa placca di raffreddamento coibentata utilizzata in detto sistema, come espressi nelle rispettive rivendicazioni principali.
Il trovato si applica negli impianti di produzione per laminazione in linea a partire da colata continua, siano essi a carica completamente calda, quando la produzione della colata è superiore o uguale alla produzione del laminatoio, che a carica mista, quando la produzione del laminatoio è superiore alla produzione della colata e quindi vi è un sistema di alimentazione misto carica calda-carica fredda.
STATO DELLA TECNICA
Sono noti nella tecnica gli impianti di laminazione in linea in cui la bramma uscente da una macchina di colata continua viene tranciata a misura in spezzoni di lunghezza voluta, i quali vengono caricati in placca di raffreddamento mediante opportuno trasferitore e successivamente avviati al treno di laminazione attraverso un forno di riscaldo per il ripristino della temperatura.
In tali linee di laminazione, la placca di raffreddamento posta a valle della macchina di colata continua e del gruppo di taglio serve fondamentalmente come collegamento funzionale fra le sequenze di funzionamento della colata e quelle del laminatoio. In altre parole, detta placca di raffreddamento ha la funzione di polmone di accumulo delle billette via via prodotte dalla colata continua, nonché di sede di posizionamento delle billette fredde nel caso di carica mista, dette billette venendo poi alimentate al forno di riscaldo e quindi avviate alla laminazione.
Detta placca di raffreddamento ha altresì la funzione di magazzino di emergenza nel caso in cui eventuali incidenti, incagli, operazioni di manutenzione o sostituzione dei rulli, cambi di canale od altro, blocchino o rallentino il treno di laminazione mentre la macchina di colata continua a funzionare .
Le placche di raffreddamento note, poiché lavorano a temperatura ambiente, presentano il problema di determinare sulle billette via via accumulate un notevole calo della loro temperatura.
Ciò è anche dovuto al fatto che il tempo di permanenza di dette billette nella placca è piuttosto lungo a causa delle dimensioni spesso rilevanti di dette placche, necessitate dalle esigenze di polmonatura che l'impianto di laminazione comporta.
Pertanto, al forno di riscaldo situato a valle di detta placca di raffreddamento viene richiesto un oneroso lavoro di ripristino della temperatura che comporta un notevole consumo di energia.
Ciò comporta inoltre la necessità di ridurre la velocità di alimentazione delle bramme al treno di laminazione per consentire un ottimale ripristino della temperatura o, in alternativa, la difficoltà di ottenere le temperature più idonee per realizzare una efficace laminazione.
Ancora, le placche di raffreddamento note non consentono di realizzare efficaci sequenze di alimentazione al forno nè con carica completamente calda nè con carica mista, stando i problemi strutturali e funzionali comportati dal caricamento delle billette dalla colata in placca e dallo scaricamento delle billette dalla placca alla via a rulli di alimentazione al forno.
Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere altri ed ulteriori vantaggi, la proponente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO
Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale.
Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all'idea di soluzione principale.
Scopo del presente trovato è quello di realizzare una placca di raffreddamento idonea a ridurre i costi operativi e di gestione del forno di ripristino posto a valle, nonché a diminuire il tempo necessario a detto forno per portare le bramine ad una temperatura idonea per la laminazione.
Un altro scopo è ottenere una placca di raffreddamento idonea ad ottimizzare le sequenze di alimentazione al forno sia nel caso di carica calda che nel caso di carica mista calda-fredda.
La placca di raffreddamento secondo il trovato permette di gestire in maniera ottimizzata sia sequenze in cui la produzione della colata supera quella del laminatoio, che situazione opposte, ossia quando la produzione del laminatoio è uguale o superiore a quella della colata.
Ancora, la placca di raffreddamento secondo il trovato permette di gestire con facilità ed efficienza sia situazioni di cambio colata che situazioni di emergenza, quali ad esempio quelle che derivano da un blocco della linea di laminazione.
Ulteriori vantaggi della placca di raffreddamento secondo il trovato sono costituiti da costi di investimento estremamente ridotti in quanto si utilizzano in buona parte strutture preesistenti, da una limitata incidenza sugli spazi e sui capannoni degli impianti adibiti a laminatoi, nonché da una limitata esigenza di manutenzione ordinaria e straordinaria. La placca di raffreddamento secondo il trovato è idonea a cooperare con una macchina di colata a più linee di colata, ovvero con più macchine di colata associate ad un unico treno di laminazione.
Detta placca di raffreddamento è associata in entrata alle vie a rulli di alimentazione collegate alle relative linee di colata che progressivamente alimentano le billette. Detta placca di raffreddamento è inoltre associata ad almeno un bancale di raccolta della carica fredda su cui vengono scaricate le billette dopo aver completato il riempimento della placca, ad esempio in caso di interruzione prolungata della linea di laminazione. Secondo il trovato, detta placca di raffreddamento è associata inferiormente e lateralmente ad una struttura di contenimento realizzata con, o rivestita da, materiali coibenti e termicamente isolanti. Tale struttura coibentata ha la funzione di ridurre la velocità di raffreddamento delle billette presenti in placca, permettendo quindi di alimentare al forno di riscaldo billette più calde.
Secondo una variante, detta placca di raffreddamento coopera anche superiormente con una struttura coibentata di mantenimento della temperatura.
Secondo il trovato, la placca di raffreddamento presenta, sul lato opposto a quello delle vie a rulli collegate alle linee di colata, una via a rulli predisposta per alimentare le billette al forno di riscaldo e quindi per realizzare l'alimentazione con carica calda della linea di laminazione. Tale via a rulli coopera anche con il bancale di raccolta della carica fredda e può quindi essere utilizzata anche per realizzare configurazioni di alimentazione con carica mista calda-fredda.
Secondo il trovato, la placca di raffreddamento è associata ad almeno due sistemi trasferitori indipendenti delle billette, di cui uno sostanzialmente adibito al trasferimento in placca delle billette dalle vie a rulli di entrata e l'altro sostanzialmente adibito al trasferimento delle billette dalla placca alla via a rulli di alimentazione al forno. Tale sistema a doppio trasferitore indipendente permette di ottimizzare le sequenze di funzionamento sia con alimentazione con carica calda che con alimentazione con carica mista, permettendo inoltre di gestire efficacemente situazioni di cambio colata e situazioni di emergenza.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI
Le figure allegate sono fornite a titolo esemplificativo non limitativo ed illustrano alcune soluzioni preferenziali del trovato.
Nelle tavole abbiamo che:
- la fig. 1 illustra un possibile lay-out dell'impianto di laminazione utilizzante la placca di raffreddamento coibentata secondo il trovato;
la fig. 2 illustra un primo esempio di funzionamento della placca secondo il trovato; la fig. 3 illustra una seconda fase del ciclo di funzionamento della placca di fig. 2; - la fig. 4 illustra un secondo esempio di funzionamento della placca secondo il trovato; - la fig. 5 illustra una variante della placca di raffreddamento delle figg. 2-4.
DESCRIZIONE DEI DISEGNI
L'impianto di laminazione 10 illustrato schematicamente in fig. 1 comprende una placca di raffreddamento 11 associata a quattro vie a rulli, rispettivamente 12a, 12b, 12c e 12d, che alimentano billette 13 tagliate a misura e provenienti dalle relative macchine di colata.
L'impianto 10 comprende inoltre un bancale di raccolta 14 della carica fredda che, unitamente alla placca di raffreddamento 11, alimenta il forno di ripristino di temperatura 15 posto in linea al laminatoio 16 nel caso di carica mista calda-fredda che sostanzialmente si verifica nei casi in cui la produzione del laminatoio 16 superi quella della colata. In uscita dal forno di ripristino di temperatura 15 è presente un gruppo scagliatore 17 mentre in entrata al laminatoio 16 è presente un gruppo di trascinamento a pinch-roll 22.
Nel caso di specie, la placca di raffreddamento 11 comprende una struttura di coibentazione 18 disposta a cooperare almeno inferiormente e/o lateralmente con le sedi di posizionamento a denti 19 delle billette 13.
Secondo la variante illustrata in fig. 5, è presente una struttura di coibentazione 118 anche superiormente a dette sedi di posizionamento a denti 19. Tali strutture di coibentazione 18, 118, realizzate o rivestite con materiali coibenti, hanno la funzione di definire una struttura parzialmente chiusa ed almeno parzialmente isolata termicamente allo scopo di ritardare il raffreddamento delle billette 13 presenti in placca; ciò permette quindi di fornire in uscita alla placca 11 billette 13 che presentano una temperatura ancora sufficientemente elevata e tale da ridurre l'entità del ripristino richiesto all'interno del forno 15.
La placca di raffreddamento 11 presenta, sul lato opposto alla vie a rulli di entrata 12a, 12b, 12c e 12d, una via a rulli di uscita 20 che alimenta le billette 13 al forno di riscaldo 15.
Detta via a rulli di uscita 20 è predisposta per ricevere sia le billette 13 alimentate dalla placca di raffreddamento 11, nella configurazione di alimentazione del laminatoio 16 con carica calda, sia le billette 13 fornite dal bancale di raccolta 14, nella configurazione di alimentazione con carica mista calda-fredda.
lette 13 viene eseguito da due sistemi di movimenta-
tivamente 2 la e 21b, i quali lavorano in modo indipendente l’uno dall'altro ed in modo coordinato in relazione alle tempistiche di produzione della colata e del laminatoio 16 ed alle situazioni di alimentazione con carica calda o con carica mista. Nel caso di presenza della struttura di coibentazione superiore 118, detta struttura è mobile, come indicato con le frecce in fig. 5, per consentire l'attivazione ed il funzionamento dei trasferitori a carroponte 21a, 21b.
Nel caso delle figg. 2 e 3, viene illustrato il caso in cui la produzione del laminatoio 16 è inferiore a quella della colata.
La sequenza di funzionamento prevede il caricamento di un numero di billette 13 nelle sedi di posizionamento 19, eseguito dal trasferitore 21a fino a che sulla placca 11 si determina lo spazio necessario per poter movimentare anche il trasferitore 21b. A questo punto, il trasferitore 21b comincia a caricare la via a rulli 20 con le billette 13 prelevate dalle sedi 19, detta via a rulli 20 alimentando le billette 13 calde al forno di riscaldo 15 in con dizioni di temperatura ottimali, data la ridott perdita di temperatura delle billette 13 stesse av venuta in placca.
Poiché la produzione della colata è superiore a quella del laminatoio 16, dopo un certo numero di colate si ha il riempimento totale della placca 11 (fig. 3), con necessità di scaricare le billette 13 di almeno una colata sul bancale di raccolta 14, mentre la colata successiva riprende il normale ciclo con infornamento diretto delle billette 13 calde. Tale sistema a doppio trasferitore 21a, 21b permette quindi di gestire situazioni di emergenza, quali il blocco del laminatoio 16, con scarico in placca 11 o sul bancale di raccolta 14, potendo inoltre riavviarsi la laminazione senza mischiare le colate una con l'altra in quanto il secondo trasferitore 21b può prelevare le billette 13 in un qualsiasi punto della placca 11.
La fig. 4 illustra il caso in cui la produzione del laminatoio 16 sia superiore a quella della colata. In tal caso, la sequenza di funzionamento prevede una iniziale alimentazione al forno di riscaldo 15 con billette 13 tutte fredde mentre le billette calde 13 provenienti dalla colata vengono accumulate nella placca 11 coibentata.
Quando l'accumulo calcolato in relazione ai pa metri di lavoro, ed in particolare alla correlazione fra produzione laminatoio 16 e produzione colata è completato si passa ad una fase di alimentazione dirètta con carica completamente calda.
Per tutto il periodo di smaltimento dell'accumulo delle billette 13 della placca 11, la produzione del laminatoio 16 risulta uguale alla produzione della colata fino a svuotare detta placca 11 dalle billette 13 presenti, per poi riprendere l'alimentazione con carica fredda.
Nel caso infine di produzione del laminatoio 16 uguale a quella della colata si ha che l’alimentazione al forno di riscaldo 15 viene eseguita con prelievo diretto delle billette 13 da parte del trasferitore 21b e scarico sulla via a rulli 20 mano a mano che dette billette 13 prodotte dalla colata vengono scaricate nelle sedi di posizionamento 19 dal trasferitore 21a. Le situazioni di emergenza vengono gestite accumulando le billette 13 in placca 11 fino a riempimento, ed eventualmente utilizzando anche il bancale di raccolta 14, per poi riprendere con una sovraproduzione del laminatoio 16 per smaltire l'accumulo così prodotto.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1 - Sistema di laminazione con placca di raffreddamento coibentata in una linea di laminazione presentante il laminatoio (16) posto in linea ad una o più vie di alimentazione (12a, 12b, 12c, 12d) collegate alla colata, tra le vie di alimentazione (12a, 12b, 12c, 12d) ed il laminatoio (16) essendo presenti almeno una placca di raffreddamento (11), un forno di riscaldo e ripristino temperatura (15), un gruppo scagliatore (17) ed un gruppo trascinatore (22), la placca di raffreddamento (11) comprendendo in entrata un trasferitore a carroponte (21a) per il caricamento delle billette (13) dalle linee di colata (12a, 12b, 12c, 12d) e cooperando in uscita con un bancale di raccolta (14) billette (13), caratterizzato dal fatto che le billette (13) progressivamente accumulate nella placca di raffreddamento (11) vengono prelevate da un secondo trasferitore a carroponte (21b) ad azionamento indipendente rispetto al trasferitore a carroponte (21a), dette billette (13) venendo scaricate o direttamente su una via a rulli (20) collegata al forno di riscaldo (15) o sul bancale di raccolta (14), detta placca di raffreddamento (11) presentando una struttura di coibentazione almeno inferiore (18) atta a ridurre la velocità di raffreddamento delle billette (13) ivi presenti. 2 - Sistema di laminazione come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nel caso di produzione nominale della colata superiore alla produzione nominale del laminatoio (16), le billette (13) vengono progressivamente caricate dalle vie di alimentazione (12a, 12b, 12c, 12d) nella placca (11) dal trasferitore a carroponte (21a) e contemporaneamente caricate dalla placca (11) alla via a rulli (20) di alimentazione al forno di riscaldo (15) dal trasferitore a carroponte (21b), essendo prevista una fase di evacuazione delle billette (13) sul bancale di raccolta (14) eseguita dal trasferitore a carroponte (21b) per smaltire l'eccesso di produzione della colata rispetto al laminatoio (16). 3 - Sistema di laminazione come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nel caso di produzione nominale del laminatoio (16) superiore a quella della colata, il forno di riscaldo (15) viene in una prima fase alimentato con billette (13) fornite dal bancale di raccolta (14) fino ad ottenere nella placca di raffreddamento (11) un voluto accumulo di billette (13) prodotte dalla colata, dette billette (13) presenti in placca (11) venendo quindi alimentate al forno (15) ottenendo, fino allo svuotamento completo della placca (11), una coincidenza fra produzione nominale della colata e produzione nominale del laminatoio (16). 4 - Sistema di laminazione come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nel caso di produzione nominale del laminatoio (16) uguale a quella della colata, le billette caricate in placca (11) dal primo trasferitore a carroponte (21a) vengono prelevate dal secondo trasferitore a carroponte (21b) e caricate direttamente sulla via a rulli (20) di alimentazione al forno di riscaldo (15). 5 - Placca di raffreddamento per linee di laminazione presentanti il laminatoio (16) posto in linea ad una o più macchine di colata continua, detta placca di raffreddamento cooperando in entrata con almeno una via di alimentazione (12a,12b,12c ,12d) collegata ad una relativa macchina di colata continua ed in uscita con un bancale di raccolta (14) billette (13), detta placca comprendendo sedi di posizionamento (19) billette (13) ed un trasferitore a carroponte (21a) atto a prelevare le billette (13) dalle vie di alimentazione (12a,12b,12c, 12d) ed a scaricarle sulle sedi di posizionamento (19) della placca (11), caratterizzata dal fatto che detta placca di raffreddamento (11) presenta una struttura coibentata (18) di contenimento almeno inferiore e laterale realizzata con, o rivestita da, materiale avente proprietà di isolante termico. 6 - Placca di raffreddamento come alla rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che presenta una struttura coibentata (118) di contenimento superiore di tipo mobile funzionalmente all'azionamento almeno del trasferitore a carroponte (21a). 7 - Placca di raffreddamento come alle rivendicazioni 5 o 6, caratterizzata dal fatto che comprende un secondo trasferitore a carroponte (21b) ad azionamento autonomo ed indipendente rispetto al trasferitore a carroponte (21a), detto secondo trasferitore a carroponte (2lb) essendo funzionalmente associato alle sedi di posizionamento (19) billette (13), al bancale di raccolta (14) ed ai mezzi di alimentazione billette (13) al forno di riscaldo (15). 8 Placca di raffreddamento come alla rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che i mezzi di alimentazione delle billette (13) al forno di riscaldo (15) comprendono una via a rulli (20) disposta in cooperazione con l'uscita della placca di raffreddamento (11) e con il bancale di raccolta (14). 9 - Sistema di laminazione come ad una o l’altra delle rivendicazioni precedenti da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione ed ai disegni. 10 - Placca di raffreddamento come ad una o l'altra delle rivendicazioni da 5 a 8, caratterizzata dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione ed ai disegni.
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