ES2247165T3 - Dispositivo para el tratamiento en continuo de productos metalicos laminados. - Google Patents
Dispositivo para el tratamiento en continuo de productos metalicos laminados.Info
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Abstract
Dispositivo, para el tratamiento de productos metálicos moldeados que tienen una forma alargada, tales como barras, platinas, perfiles estructurales o similares, dispuesto en continuo y a continuación de un tren de laminación (3), incluyendo dichos medios de tratamiento en el orden siguiente, una bancada de enfriamiento (9), un cajón de enfriamiento (13), medios de decapado (14), medios para el control de calidad (16) de los productos metálicos y una zona de enfajado y/o atado (15) de los productos metálicos.
Description
Dispositivo para el tratamiento en continuo de
productos metálicos laminados.
La presente invención se refiere a un dispositivo
para el tratamiento en continuo de productos metálicos laminados de
forma alargada, tales como barras, platinas, perfiles estructurales
o similares, y el correspondiente procedimiento de tratamiento en
continuo. Dicho dispositivo está dispuesto en línea con el tren de
laminación y si es posible con un sistema continuo de tratamiento
térmico de dichos productos laminados.
Los productos laminados, son típicamente barras
con una sección redonda, cuadrada o en forma de un perfil, que se
obtienen en un tren de laminación, y generalmente se enfrían a
temperaturas próximas a la temperatura ambiente mediante una placa
de enfriamiento. A continuación, el producto laminado es recogido y
transportado a una zona equipada con diversas máquinas que realizan
las operaciones de limpieza y de acabado superficial de dicho
producto. Las barras son divididas generalmente en elementos
individuales antes de ser introducidas en dichas máquinas, y al
final del ciclo de limpieza llevado a cabo con dicho producto, son
extraídas, posiblemente cortadas a medida y transportadas a la zona
de inspección y control con el fin de comprobar su calidad
superficial e interna. Después de esto, pueden llegar a las zonas de
empaquetado en fajos, atado y de almacenamiento. El proceso de
limpieza generalmente se lleva a cabo en lotes, de manera que se
acelere la producción.
Generalmente, se utilizan dispositivos tales como
máquinas de granallado o similares para limpiar los productos
laminados, por ejemplo, para eliminar la cascarilla superficial.
Dichas máquinas de granallado consisten en un sistema para arrojar
partículas de granalla a unas velocidades muy elevadas sobre las
barras detenidas, las cuales han sido introducidas previamente en
lotes, consiguiendo de esta forma una acción de decapado
mecánico.
Otro tipo adicional de sistema de acabado que da
a conocer la técnica actual, es que los productos laminados son
enfriados directamente sobre la placa de enfriamiento. A
continuación están dispuestos sistemas en continuo para el
enderezado de dichas barras y su corte a medida. Después del corte
final, dichas barras son enviadas a la zona de empaquetado en fajos,
de atado y de almacenamiento.
Con el fin de disminuir la temperatura del
producto moldeado hasta un valor próximo a la temperatura ambiente,
y para llevar a cabo las operaciones de limpieza superficial y de
control de calidad fuera de la línea, la técnica anterior
proporciona dos soluciones.
La primera solución consiste en utilizar placas
de enfriamiento muy largas. Esta solución tiene el inconveniente de
que aumenta la inversión y los costes de gestión para dichas placas,
incrementado mucho sus dimensiones totales.
La segunda solución consiste en utilizar sistemas
de enfriamiento forzado, tales como ventiladores, sistemas de
pulverización y similares, introducidos directamente en la placa.
Esta solución presenta el inconveniente de que incrementa los costes
de fabricación de los sistemas de enfriamiento, precisa unas zonas
mayores y produce una gran cantidad de vapor y de agua pulverizada
que afecta a todas las máquinas de dicho sistema. Si se utilizan
ventiladores para el enfriamiento, la planta será también más
ruido-
sa.
sa.
El documento WO 00/71270, que es de la técnica
anterior según los términos del Art. 54(3) EPC, da a conocer
un dispositivo para tratar productos metálicos moldeados que tienen
una forma alargada, tales como barras, platinas, perfiles
estructurales o similares, dispuesto en línea y a continuación de un
tren de laminación, incluyendo dichos medios de tratamiento en el
orden siguiente, una bancada de enfriamiento, un cajón de
enfriamiento, medios de decapado y una zona de empaquetado en fajos
y/o de atado de dichos productos metálicos.
Las soluciones antes mencionadas de la técnica
anterior, muestran por consiguiente un bajo rendimiento, una escasa
capacidad para controlar la temperatura del producto y unos elevados
costes de inversión, no permitiendo llevar a cabo en continuo ni
las operaciones de limpieza superficial ni las operaciones de
control de calidad de los productos laminados.
Un objetivo principal de la presente invención es
el de evitar los inconvenientes mencionados anteriormente, llevando
a cabo un dispositivo para el tratamiento en continuo que no
presenta los inconvenientes mencionados anteriormente.
Otro objetivo de la presente invención es el de
llevar a cabo un dispositivo del tipo mencionado anteriormente que
realiza un enfriamiento y una limpieza superficial en línea del
producto laminado, permitiendo utilizar unos dispositivos de acabado
más económicos con una reducción de su envejecimiento.
Un objetivo adicional de la presente invención es
el de proporcionar un dispositivo del tipo mencionado anteriormente
que consigue una temperatura tal y un acabado superficial de los
productos laminados, que permite unos controles de la superficie e
internos en línea, con instrumentos corrientes y por consiguiente
más económicos.
Estos y otros objetivos, que quedarán evidentes a
la luz de la siguiente descripción, se alcanzan mediante un
dispositivo para el tratamiento de productos metálicos moldeados
que tienen una forma alargada, tales como barras, platinas, perfiles
estructurales o similares, dispuestos en línea y a continuación de
un tren de laminación, incluyendo dichos medios de tratamiento, en
el orden siguiente, una bancada de enfriamiento, un cajón de
enfriamiento, medios de decapado, medios de control de la calidad de
los productos metálicos y una zona de empaquetado en fajos y/o de
atado de los productos metálicos.
En una forma de realización preferida de la
presente invención, dicho dispositivo está caracterizado porque
dispone un cajón de enfriamiento dispuesto en línea entre dicha
placa y dichos medios de enfriamiento.
En una forma de realización adicional ventajosa
de la presente invención, el dispositivo mencionado anteriormente
está caracterizado porque proporciona medios de control de calidad
de dichos productos metálicos dispuestos en una zona situada entre
dichos medios de decapado y dicha zona de empaquetado en fajos y/o
de atado. En las reivindicaciones dependientes se describen con
mayor detalle otras formas de realización preferidas del dispositivo
para el tratamiento en continuo.
Gracias a estas características, el dispositivo
para el tratamiento de barras, platinas, perfiles estructurales y
demás, permite el enfriamiento de estos productos que salen de un
tren de laminación o de una zona en la que se llevan a cabo
tratamientos térmicos en continuo, hasta una temperatura de
200-400ºC mediante una placa de enfriamiento. Cuando
estos productos laminados abandonan dicha placa de enfriamiento, son
transportados al cajón de enfriamiento para ser enfriados todavía
más, de una forma controlada, hasta la temperatura a la cual las
operaciones de acabado proporcionan unos resultados óptimos.
Dicha temperatura es de forma ventajosa, inferior
a los 100ºC. En efecto, una temperatura demasiado elevada, superior
a 100ºC, podría ocasionar una reducción de la resistencia mecánica
del producto laminado, incrementando de esta forma su rugosidad
superficial debido a la acción del agente de granallado a elevadas
temperaturas. Sin embargo, no puede aceptarse un aumento de la
rugosidad debido a los dos motivos principales siguientes.
En primer lugar, hace más difícil el correcto
rendimiento de las operaciones de control de la calidad superficial.
Para dichas operaciones se utilizan preferiblemente sistemas de
ultrasonidos para la detección de defectos internos y sistemas de
corrientes inducidas para la detección de defectos
superficiales.
El rendimiento de los controles de calidad
requiere también unas temperaturas del producto inferiores a 100ºC,
dado que por encima de dicha temperatura se reduce la precisión de
los resultados con el riesgo de un mayor desgaste de dichos
instrumentos, o incluso peor, de su deterioro.
El segundo motivo es que no puede aceptarse una
mala calidad superficial en determinados tipos de productos, y por
consiguiente sería necesario llevar a cabo operaciones adicionales
de acabado que elevarían los costes de fabricación.
Mediante la disposición antes mencionada de las
diversas partes del dispositivo de tratamiento, es posible llevar a
cabo un control preciso de la temperatura del producto gracias a la
utilización en línea del cajón de enfriamiento, teniendo presentes
las operaciones posteriores, que también se realizan en línea, por
ejemplo, por una parte la limpieza superficial y el acabado, y por
otra parte el control de calidad, tanto interno como de la
superficie. Además, la limpieza superficial puede ser llevada a cabo
teniendo presentes las operaciones posteriores, también realizadas
en continuo, es decir, de corte a medida, enfajado y empaquetado de
dichas barras.
Otras características y ventajas de la presente
invención se harán evidentes gracias a la descripción detallada de
una forma de realización preferida de un dispositivo para el
tratamiento de productos metálicos laminados, que se muestra a modo
de ejemplo no limitativo por medio de los dibujos adjuntos, en los
cuales:
la Figura 1 es una vista esquemática en planta de
un dispositivo de laminación/tratamiento térmico, que comprende el
dispositivo para el tratamiento final del producto laminado según la
invención;
la Figura 2 es una vista en planta ampliada, de
una forma de realización del dispositivo para el tratamiento en
continuo según la invención;
la Figura 3 en una vista lateral longitudinal de
una parte del dispositivo de la Figura 2;
la Figura 4 es una vista esquemática en planta de
otra variante del dispositivo de tratamiento de la Figura 2.
Haciendo referencia a la Figura 1 mencionada
anteriormente, un sistema de tratamiento 1 en línea de
laminación/tratamiento térmico, consigue un producto tal como
barras, platinas, perfiles estirados y similares, el cual funciona y
sufre un tratamiento térmico en el sistema en línea, siguiendo la
dirección de la flecha 2. El producto es fabricado en el tren de
laminación 3, seguido de un dispositivo de control de la temperatura
4, de una máquina de cizallado 5, un bloque de calibrado y reducción
6, de una máquina de cizallado 7 y de una línea de revenido 8, y
continúa hacia otras fases del tratamiento térmico.
A continuación de la línea de revenido 8, está
situada una placa o bancada de enfriamiento 9. Un sistema de
descarga de barras 10 está situado a la salida de la línea de
revenido 8, descargando dicho sistema las barras sobre la bancada de
enfriamiento 9. De manera opcional, una cámara de revenido 11 está
situada a continuación de la bancada de enfriamiento 9 por donde
pueden pasar dichas barras con el fin de sufrir un tratamiento
adicional de recocido o de revenido cuando se considera que éste
puede ser necesario para obtener un tipo de producto determinado. En
dicho caso, el sistema de descarga introduce las barras en la
bancada de enfriamiento 9.
A la salida de la bancada de enfriamiento 9,
dichas barras son introducidas en un cajón de enfriamiento 13 y
luego en la máquina de granallado 14. Finalmente, las barras son
introducidas en la zona 15 donde se realizan las operaciones de
corte, control de calidad, enfajado y atado.
El cajón de enfriamiento 13 y la máquina de
granallado 14 pueden estar situados cerca de otros dispositivos para
el tratamiento de las barras, de acuerdo con los requisitos y
teniendo en cuenta las operaciones a realizar en los productos
laminados.
En la forma de realización principal, que aparece
en la Figura 2, está dispuesta una zona para el control de la
calidad de producto 16 en línea después de la máquina de granallado
14, pasando dichos productos a través de dicha zona después de
sufrir un posible corte a medida y una operación de recorte
realizada con medios conocidos adecuados, que no aparecen en la
figura. Después del control de calidad, los productos son
transportados a la zona de envasado
15.
15.
La Figura 3 muestra una vista lateral de la
estructura del cajón de enfriamiento 13 y de la máquina de
granallado 14, situados una tras otro de acuerdo con las formas de
realización de las Figuras 1 y 2.
El cajón de enfriamiento utilizado en el
dispositivo según la invención, permite el paso simultáneo según las
necesidades de producción y de las dimensiones de los productos
moldeados, de una cantidad adecuada de barras. Las barras en
tránsito son golpeadas por una serie de chorros de agua o de otro
fluido de enfriamiento, dependiendo de su tamaño, forma y velocidad
de circulación. Al final de la zona de enfriamiento con agua está
dispuesta una zona de secado, funcionando dicha zona con chorros de
aire
17.
17.
El caudal de agua se regula de manera que las
barras a la salida del cajón de enfriamiento tengan una temperatura
inferior a 100ºC, de forma que la operación de granallado pueda ser
realizada directamente en línea. La utilización del cajón de
enfriamiento permite llevar a cabo una fase adicional efectiva de
enfriamiento controlado de los productos laminados, evitando de esta
manera los inconvenientes mencionados anteriormente que resultan de
utilizar únicamente la placa de enfriamiento.
Por ejemplo, se ha observado que en el caso de un
producto laminado de un diámetro nominal de unos 50 mm y una
velocidad de alimentación de 0,4 m/s, con el fin de reducir la
temperatura desde los 400ºC, tomada a la salida de la placa de
enfriamiento, hasta temperaturas inferiores a 100ºC, tomadas a la
entrada de la máquina de granallado, se utiliza un consumo de agua
de unos 25 m^{3}/h para cada barra que pasa. Las aberturas de la
máquina de granallado 14 para la salida de las partículas de
granalla están dispuestas de forma transversal con respecto al eje
de la barra, de manera que incrementan el efecto de la acción de
limpieza de la superficie.
La forma de realización de la Figura 4 difiere de
la que se ha descrito anteriormente en las Figuras 1 y 2, en que el
control de calidad no se realiza en línea y que está dispuesta una
sección de enderezado de barras 21 a continuación de la placa de
enfriamiento 9 y del cajón de enfriamiento 13. Dicha sección está
seguida por la máquina de granallado 14 y por una máquina de
cizallado 18 para cortar a medida los productos que, por ejemplo,
reducen la longitud de las porciones de barra de 72 m a segmentos
de longitud comercial que varían entre 6 y 12 m, y por una posible
máquina de recorte de acabado 19 para el corte de acabado de los
extremos de las barras y por la sección de enfajado y envasado
15.
Si es necesario, con el fin de completar el
tratamiento de los productos metálicos, está dispuesta otra sección
20 entre la máquina de cizallado 18 para el corte a medida de las
barras o la máquina de corte 19 y la sección de enfajado o
empaquetado 15, en la cual se realiza el tratamiento con medios
anti-corrosivos, barnices o medios de secado.
En otra variante según la invención, se sustituye
la máquina de granallado de por un sistema de descascarillado
superficial del producto utilizando un chorro de agua a alta
presión, o por un decapado químico.
En el dispositivo mencionado anteriormente según
la invención, los productos laminados tales como barras, platinas,
perfiles estirados o similares, sufren un tratamiento según los
modos siguientes.
Los productos metálicos moldeados, fabricados
mediante un cristalizador de alimentación continua no representado,
sufren una laminación en caliente en el tren de laminación 3.
Después de otros posibles tratamientos que no son un objeto de la
presente solicitud de patente, las barras son transportadas hacia la
placa de enfriamiento 9 y, para la fase adicional de enfriamiento,
pasan a través del cajón de enfriamiento 13 y a través de los
sucesivos sistemas de decapado, posiblemente de una máquina de
granallado 14 o de un sistema de decapado equivalente.
Pueden disponerse de forma adecuada fases
adicionales de corte a medida, de recorte de las puntas del
principio o del final de los productos metálicos, después de la fase
de decapado y antes de la fase de enfajado y/o de atado. Dichas
operaciones son llevadas a cabo mediante máquinas de cizallado 18
adecuadas y de máquinas de corte 19.
Después de la fase de corte a medida, se realiza
el control de calidad de los productos mediante instrumentos de
ultrasonidos o de corrientes inducidas.
El tratamiento puede incluir también la fase
adicional de enderezado de los productos metálicos, el cual es
llevado a cabo después de la fase de enfriamiento en dicho cajón de
enfriamiento.
Si es necesario, el tratamiento de los productos
laminados incluye también un tratamiento de dichos productos con
productos anti-corrosivos, barnices o medios de
secado. Finalmente, se lleva a cabo la fase de enfajado y de atado
de los productos.
Claims (24)
1. Dispositivo, para el tratamiento de productos
metálicos moldeados que tienen una forma alargada, tales como
barras, platinas, perfiles estructurales o similares, dispuesto en
continuo y a continuación de un tren de laminación (3), incluyendo
dichos medios de tratamiento en el orden siguiente, una bancada de
enfriamiento (9), un cajón de enfriamiento (13), medios de decapado
(14), medios para el control de calidad (16) de los productos
metálicos y una zona de enfajado y/o atado (15) de los productos
metálicos.
2. Dispositivo, según la reivindicación 1, en el
que dichos medios de control de la calidad (16) consisten en
instrumentos de ultrasonidos o instrumentos de corrientes inducidas
o similares.
3. Dispositivo, según la reivindicación 2, en el
que se proporcionan medios de enderezado (21) de dichos productos
metálicos dispuestos en línea entre dicho cajón de enfriamiento
(13) y dichos medios de decapado (14).
4. Dispositivo, según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que se proporcionan medios para el
corte a medida (18) de dichos productos metálicos dispuestos en
línea entre dichos medios de decapado (14) y dicha zona de enfajado
y/o atado (15).
5. Dispositivo, según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que se proporcionan medios para el
corte de acabado (19) del inicio y el final de dichos productos
metálicos, dispuestos en línea entre dichos medios de decapado (14)
y dicha zona de enfajado y/o atado (15).
6. Dispositivo, según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que se proporcionan medios para el
tratamiento (20) de dichos productos metálicos con productos
anti-corrosivos y/o barnices y/o medios de secado
dispuestos en línea entre dichos medios de decapado (14) y dicha
zona de enfajado y/o atado (15).
7. Dispositivo, según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que dichos medios de decapado (14)
consisten en una máquina de granallado o similar.
8. Dispositivo, según la reivindicación 7, en el
que dicha máquina de granallado (14) envía chorros de partículas de
granalla alrededor de dichos productos, estando situados dichos
chorros en un plano que es substancialmente perpendicular a la
dirección de avance de dichos productos.
9. Dispositivo, según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que dichos medios de decapado (14)
consisten en productos químicos para decapar dichos productos
moldeados.
10. Dispositivo, según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que dichos medios de decapado (14)
consisten en chorros de agua para decapar dichos productos
moldeados.
11. Dispositivo, según una o varias de las
reivindicaciones 2 a 10, en el que dicho cajón de enfriamiento (13)
está provisto en su parte final de chorros de aire (17) para secar
y/o enfriar dichos productos.
12. Dispositivo, según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 11, que está dispuesto en línea con un sistema
de colada continua.
13. Dispositivo, según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 12, en el que dichos medios de decapado (14) en
línea, están adaptados para tratar una o más barras al mismo
tiempo.
14. Dispositivo, según una o varias de las
reivindicaciones 2 a 12, en el que dicho cajón de enfriamiento en
línea (13) está adaptado para transportar una o más barras al mismo
tiempo.
15. Procedimiento, para el tratamiento de
productos metálicos que tienen una forma alargada, tales como
barras, platinas, perfiles estructurales o similares, mediante el
dispositivo según las reivindicaciones 1 a 14, que comprende las
siguientes fases en secuencia:
a) laminación en caliente de dichos productos
metálicos,
b) enfriamiento de dichos productos mediante una
placa de enfriamiento (9),
c) fase de enfriamiento en un cajón de
enfriamiento (13),
d) decapado en continuo de dicho producto
metálico a través de medios de decapado (14),
e) fase de control de calidad en continuo de los
productos metálicos,
f) enfajado y/o atado de dicho producto metálico
en una zona adecuada (15).
16. Procedimiento, según la reivindicación 15, en
el que la fase adicional de enfriamiento en un cajón de enfriamiento
(13), está dividida en una fase de enfriamiento con chorros de agua
y una fase de enfriamiento/secado con chorros de aire (17).
17. Procedimiento, según la reivindicación 16, en
el que la fase de control de calidad en continuo es llevada a cabo
con instrumentos de ultrasonidos o de corrientes inducidas.
18. Procedimiento, según una o varias de las
reivindicaciones 15 a 17 en el que se comprende la fase adicional de
enderezado de dichos productos metálicos después de la fase de
enfriamiento en dicho cajón de enfriamiento (13) y antes de la fase
de decapado.
19. Procedimiento, según una o varias de las
reivindicaciones 15 a 18 en el que se comprende la fase adicional de
corte a medida de dichos productos metálicos después de la fase de
decapado y antes de la fase de enfajado y/o atado.
20. Procedimiento, según una o varias de las
reivindicaciones 15 a 19 en el que se comprende la fase adicional de
limpieza de los extremos inicial y final de dichos productos
metálicos después de la fase de corte a medida y antes de las fases
de control, de enfajado y/o de atado.
21. Procedimiento, según una o varias de las
reivindicaciones 15 a 20 que comprende la fase adicional de
tratamiento de dichos productos metálicos con productos
anti-corrosivos, o barnices, o medios de secado
después de la fase de decapado y antes de la fase de enfajado y/o de
atado.
22. Procedimiento, según una o varias de las
reivindicaciones 15 a 20 en el que dicha fase de decapado en
continuo se lleva a cabo sobre una o más barras al mismo tiempo,
según las necesidades de fabricación.
23. Procedimiento, según una o varias de las
reivindicaciones 15 a 22 en el que dicha fase de enfriamiento en
continuo es llevada a cabo sobre una o más barras al mismo tiempo,
según las necesidades de fabricación.
24. Procedimiento, según una o varias de las
reivindicaciones 15 a 23 en el que dicha fase de enfriamiento en
continuo pretende disminuir la temperatura de la barra a valores
inferiores a 100ºC.
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