ITMI942661A1 - Unita' di laminazione per corpi tubolari o astiformi in genere - Google Patents

Abstract

L'invenzione si riferisce ad una unità di laminazione (5) per corpi tubolari o astiformi in generale, quali ad esempio tubi, semilavorati forati, barre, vergelle etc.; tale unità (5) è dotata di tre o più rulli (20) di lavoro, aventi assi rispettivi di rotazione (A1, A2, A3) giacenti in un piano perpendicolare ad un asse (L) di laminazione lungo il quale è disposta l'unità (5). Vantaggiosamente, i rulli (20) sono montati su corrispondenti bracci a leva oscillanti in rispettivi piani perpendicolari agli assi di rotazione (A1, A2, A3) dei rulli (20) corrispondenti e passanti per l'asse di laminazione (L).Una simile unità di laminazione è in grado di evitare che possibili dilatazioni termiche non controllate dei bracci di leva, dovute alle elevate temperature alle quali talvolta si lavora, abbiano effetto negativo per ciò che riguarda il mantenimento del rullo in una posizione di lavoro simmetrica rispetto al piano di oscillazione del relativo braccio.

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una unità di laminazione per corpi astiformi o tubolari in genere, comprendente una struttura esterna, almeno tre rulli girevolmente montati su rispettivi bracci a leva oscillanti, i cui assi di rotazione giacciono in un piano perpendicolare ad un asse di laminazione lungo il quale è disposta la unità.

Unità di laminazione quale quella appena menzionata sono già note nello stato dell'arte relativo alla laminazione di corpi tubolari o astiformi dell'industria siderurgica ed affini, dove con tale definizione si intendono quei prodotti o semilavorati che presentano la dimensione longitudinale prevalente rispetto alle altre, come ad esempio accade per i tubi, i forati in generale, le barre, le vergelle ecc. ecc.

Due recenti esempi di realizzazione di questo tipo di unità di laminazione nonché del laminatoio in cui questa trova applicazione, sono descritti nelle domande italiane di brevetto MI92A000917 e MI93A000704, della stessa richiedente della presente domanda e già pubbliche; più precisamente, in tali domande è descritta una unità dotata di una struttura esterna generale di supporto nella quale è alloggiato un contenitore portarulli in forma di un telaio.

Quest'ultimo è vantaggiosamente estraibile dalla struttura in senso assiale o radiale rispettivamente nelle due domande, con riferimento all'asse di laminazione cosi che sia possibile condurre l'operazione di sostituzione dei rulli rimuovendo il contenitore; a tal fine, la struttura è anche dotata di apposite guide lineari per lo scorrimento dei contenitori dirette assialmente o radialmente a seconda del tipo di struttura della unità, nonché di mezzi per il bloccaggio rimovibile dei contenitori nella posizione operativa assunta durante la laminazione.

I rulli di lavoro sono montati su rispettivi bracci a leva oscillanti, imperniati sul contenitore, i quali si estendono internamente a questo verso l'asse di laminazione; gli assi di rotazione dei rulli giacciono in un piano perpendicolare all'asse di laminazione, che è anche quello nel quale oscillano i bracci a leva per consentire la regolazione della distanza dei rulli dall'asse di laminazione.

Infatti, come risulta dalle domande di brevetto italiane prima richiamate, le caratteristiche strutturali della unità di laminazione in esse riportate consentono l'impiego di tre o più rulli comandati conseguendo considerevoli vantaggi per quanto concerne la qualità della laminazione, mantenendo nel contempo una elevata flessibilità di tutto il processo produttivo grazie alla possibilità di regolare indipendentemente il posizionamento dei rulli rispetto all'asse di laminazione, operando anche durante la lavorazione; a tutto ciò si accompagna inoltre una vantaggiosa semplificazione delle operazioni di sostituzione dei rulli come abbiamo già visto e, più in generale, della manutenzione di tutta l'unità di laminazione.

Nell'ambito della costante ricerca del miglioramento delle prestazioni di una simile unità di laminazione così da poter ampliarne il suo campo applicativo, è attualmente sentita l'esigenza di superare un inconveniente che ne limita l'operatività ed è connesso con la configurazione strutturale nella quale i rulli sono montati sui bracci oscillanti come nella tecnica già conosciuta.

Come è noto infatti, i rulli di queste unità di laminazione sono dotati di una superficie esterna sagomata la cui sezione con un piano ad essi radiale definisce un arco di forma sostanzialmente circolare, comunemente chiamato anche gola, di lunghezza sostanzialmente pari a quella del tratto del pezzo da laminare, nonché inversamente proporzionale al numero dei rulli; vale a dire che nel caso di gabbia a tre rulli, tale lunghezza sarà pari circa ad 1/3 della circonferenza esterna del pezzo da laminare, così come nel caso di quattro rulli sarà pari circa ad 1/4 e così via .

Nel corso del funzionamento di un impianto di laminazione nel quale vengono impiegate le unità di cui sopra, accade che a causa di eventuali , incontrollate dilatazioni termiche longitudinali dei bracci provocate dalle alte temperature con le quali talvolta si lavora, i rulli di una unità di laminazione possono subirvi degli spostamenti dalla configurazione nominale.

In tal caso, sì riducono parte dei benefici ottenuti con questa soluzione. Attualmente le unità di laminazione sono dotate di appositi dispositivi di regolazione che agiscono sui bracci a leva che sostengono i rulli e che contemporanemante supportano le forze di laminazione radiali; inoltre è prevista anche la possibilità di registrazione della posizione del perno sul quale sono montati tali bracci.

I primi servono ad eseguire la regolazione anche durante la lavorazione ma non possono operare correzioni superiori ad un determinato limite.

Infatti, a seguito della loro azione si verifica una rotazione del braccio intorno al rispettivo perno (vedi figura 1); tale rotazione provoca uno spostamento del rullo dalla condizione nominale di lavoro, vale a dire la condizione nella quale un piano P mediano di simmetria del rullo perpendicolare all'asse di rotazione di questo, passa per l'asse di laminazione L (in fig. 1 la traccia dell'intersezione di tale piano con quello del disegno è verticale ed indicata con linea a tratto e punto).

In conseguenza dello spostamento suddetto anche il profilo della gola del rullo assume una nuova posizione diversa da quella nominale, che non è pertanto simmetrica rispetto al piano P passante per l'asse di laminazione di cui sopra.

Se per piccole rotazioni dei bracci oscillanti, questo effetto non desta particolari problemi, nel caso invece di regolazioni più ampie si rende necessario compensare l'effetto succitato.

Ciò viene eseguito in pratica con una contestuale registrazione della posizione del perno su cui è montato il braccio di ciascun rullo (si veda ad esempio la direzione indicata dalla freccia in figura 1), cosicché è evidente la necessità dell'operazione di regolazione della posizione del perno, ad esempio, ogni qual volta viene eseguita la ritornitura dei rulli.

Scopo dell'invenzione è quello di realizzare una unità di laminazione con caratteristiche di struttura e di funzionamento tali da consentire di operare una regolazione della posizione dei rulli senza incorrere negli inconvenienti presenti nella tecnica nota considerata .

Tale scopo è raggiunto secondo l'invenzione, da una unità di laminazione del tipo più sopra richiamato le cui caratteristiche sono espresse nella prima delle rivendicazioni che seguono questa descrizione.

Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente da un suo esempio di realizzazione, fornito nel seguito a titolo indicativo e non limitativo con riferimento ai disegni allegati nei quali:

- la figura 1 mostra un dettaglio di una unità di laminazione secondo la tecnica nota;

- la figura 2 mostra una vista prospettica di un laminatoio incorporante unità di laminazione secondo l'invenzione;

- la figura 3 mostra una vista frontale parzialmente sezionata di una unità secondo l'invenzione;

-la figura 4 mostra una vista laterale del laminatoio di fig. 2, sezionata secondo la linea IV-IV di figura 3;

- la figura 5 mostra una vista frontale parzialmente sezionata di una forma alternativa di realizzazione della unità di laminazione di figura 3.

Riferendoci pertanto alle figure da 2 a 4, in esse con 1 è stato complessivamente indicato un laminatoio secondo l'invenzione del tipo già descritto nelle domande italiane di brevetto MI92A000917 e MI93A000704 della medesima richiedente della presente domanda e già pubbliche; pertanto nel seguito verrà data solo una descrizione generale di questo laminatoio, con particolare interesse agli elementi che lo distinguono da quanto riportato nelle già citate anteriorità, mentre per ulteriori particolari si potrà far riferimento al contenuto delle descrizioni allegate alle domande suddette in quanto sia applicabile.

Il laminatoio 1 comprende una struttura 2 esterna, disposta lungo un asse di laminazione L ed appoggiata su un basamento B. La struttura 2 del laminatoio comprende una pluralità di elementi 2a rigidamente collegati tra loro, i quali sono parte di rispettive strutture S, unite senza soluzione di continuità, di unità di laminazione 5 allineate lungo l'asse L di laminazione per formare il laminatoio 1.

Ciascuna di tali unità 5 include due elementi 2a affiancati tra loro nella struttura 2 generale del laminatoio, i quali ne costituiscono la struttura esterna S all'interno della quale vi è un contenitore portarulli 10, in questo esempio costituito da un telaio di forma esagonale.

Più precisamente, detto contenitore 10 è supportato scorrevolmente lungo l'asse di laminazione L da una coppia di guide 12 disposte internamente alla struttura S; esso infatti può venire bloccato in una posizione operativa interna alla struttura S, nonché scorrere in una posizione non operativa in cui è estratto da questa.

Nel laminatoio i contenitori risultano impaccati nella struttura 2 appoggiati sulle guide 12 che si estendono longitudinalmente alla struttura stessa e per mantenerli bloccati in tale disposizione sono previsti appositi mezzi non raffigurati nei disegni.

Nel contenitore 10 è installata una terna di rulli 20, girevolmente supportati da rispettive guarniture 21, nonché atti ad essere messi in rotazione intorno a relativi assi Al, A2 e A3 complanari e giacenti in un piano perpendicolare all'asse di<- >laminazione L, mediante corrispondenti allunghe 23 da congiungere a rispettivi alberi 25 di collegamento dei rulli di laminazione .

A tal fine è appena il caso di segnalare che l'unità di laminazione 5, così come pure il laminatoio 1, è dotata di mezzi motore M per l'azionamento delle allunghe 23.

Le guarniture 21 sono a loro volta montate su rispettivi bracci a leva 30 i quali sono oscillanti intorno ad un relativo perno 31 situato sul contenitore 10. Ciascun braccio a leva ruota in un piano radiale rispetto all'asse di laminazione L, vale a dire un piano perpendicolare all'asse di rotazione Al, A2 e A3, del rullo corrispondente e passante per l'asse di laminazione L.

Associato a ciascun rullo della gabbia è inoltre un dispositivo 35 di regolazione della posizione del rullo medesimo rispetto all'asse di laminazione; simili dispositivi di regolazione comprendono una parte fissa 35a rigidamente collegata agli elementi 2a, nonché una parte mobile 35b la quale trasla in senso alternato lungo una direzione radiale rispetto all'asse di laminazione ed attiva sulle guarniture 21 dei rulli.

Tali dispositivi sono di per sé noti e possono essere di tipo idraulico o elettromeccanico; in quest'ultimo caso la parte mobile con la parte fissa formano una coppia cinematica elicoidale e quindi oltre alla traslazione alternata di cui sopra la prima è dotata di un moto rotatorio intorno alla direzione radiale succitata.

Ulteriormente, in corrispondenza di ciascun braccio a leva della unità di laminazione sono previsti mezzi di contrasto 38 atti a mantenere i rulli in posizione aperta, cioè distante dall'asse di laminazione, anche quando questi non sono attivi su un pezzo da laminare, in contrapposizione al peso di ciascuno di essi; in questo esempio tali mezzi sono costituiti da dei cilindri oleodinamici.

Lungo l'asse di laminazione L del laminatoio, i contenitori portarulli sono disposti in modo sfalsato l'uno rispetto all'altro in modo che le direzioni di scorrimento delle parti mobili dei dispositivi di regolazione di ciascun rullo risultino nel caso di unità di laminazione a 3 rulli, ruotate di 60° tra una unità di laminazione e quella successiva, ed in generale ruotate di un angolo pari a 180°/n essendo n il numero di rulli per unità di laminazione.

Per quanto concerne le modalità con le quali avviene la laminazione di un corpo tubolare o astiforme nel laminatoio secondo l'invenzione;<" >essa è eseguita con gradualità e precisione grazie alla presenza di almeno una terna di rulli comandati per ciascuna unità di laminazione con i vantaggi che da ciò possono derivare e che contraddistinguono i laminatoi a tre o più rulli comandati. Pertanto, detto corpo astiforme o tubolare viene inserito direttamente oppure calzato su un mandrino non illustrato nei disegni, da una estremità di ingresso nel laminatoio e a seguito della azione dei rulli delle varie unità di laminazione, viene trascinato fino ad una estremità di uscita del laminatoio medesimo.

Ma soprattutto è evidente come la unità di laminazione dell'invenzione sia in grado di raggiungere lo scopo prefissato e di cui si è riferito in precedenza.

Infatti, è facilmente comprensibile osservando la figura 4 come nel caso di dilatazioni longitudinali dei bracci a leva di ciascuna unità, non si producono alterazioni geometriche per quanto riguarda la posizione di un rullo 20 rispetto all'asse di laminazione L avvenendo infatti tali dilatazioni in un piano radiale rispetto all'asse succitato di laminazione L. Tale effetto si riflette quindi positivamente in sede di produzione poiché in conseguenza di esso è possibile ottenere una elevata precisione nella laminazione anche lavorando in condizioni non controllate di dilatazioni termiche.

Ulteriormente, è evidente come sia possibile adattare l'assetto dei rulli di ciascuna unità di laminazione nel caso in cui si verifichi la variazione della conformazione della relativa gola, come ad esempio accade a seguito della periodica ritornitura cui vengono sottoposti dopo un certo periodo di esercizio. Risulta infatti evidente come non si renderà necessaria alcuna regolazione della posizione del perno sul contenitore portarulli in quanto sarà sufficiente far ruotare il braccio di ciascun rullo in modo da posizionare quest’ultimo alla distanza atta a riposizionare in maniera corretta la gola del rullo rispetto all'asse di laminazione. In questa circostanza si può fare vantaggiosamente uso dei mezzi di contrasto per disporre i rulli nella posizione voluta.

Molteplici sono i vantaggi che la realizzazione di una unità di laminazione come quella dell'invenzione è in grado di ottenere.

Ad esempio è evidente come in generale con la disposizione dei bracci a leva oscillanti in piani radiali all'asse di laminazione, non si verificano asimmetrie del rullo durante i movimenti di apertura o chiusura nei confronti di un pezzo dà<" >laminare, ovvero a seguito di un aumento o una diminuizione della distanza dell'asse di rotazione del rullo da quello di laminazione; ulteriormente, grazie alla configurazione dei bracci prevista nell'invenzione, è possibile alimentare i giochi radiali di questi sul relativo perno al fine di facilitare le operazioni di montaggio e di smontaggio del braccio a leva durante la fase di manutenzione del contenitore portarulli.

Infine, è anche da segnalare come a seguito dei movimenti oscillatori in piani radiali da parte dei bracci a leva, l'asse di rotazione di ciascun rullo e l'asse fisso che si trova a monte di una allunga di comando rimangono paralleli tra loro anche a seguito del movimento del braccio stesso.

In aggiunta a quanto sopra, non è da escludere la possibilità di apportare modifiche ed eseguire varianti della unità di laminazione secondo l'invenzione; una di queste possibili varianti è mostrata nella figura 5 ove è raffigurata una unità di laminazione nella quale la struttura esterna S è di tipo aperto, vale a dire formata da elementi 2a aventi forma che richiama quella di una "C" e non chiusa a corona circolare come nell'esempio precedentemente riportato. Anche in questa forma realizzativa sono presenti delle guide 12 lungo le quali il contenitore portarulli 1Ò è scorrevole tra una posizione operativa nella quale è bloccato all'interno della struttura e una non operativa per consentirne la rimozione; più in generale, nella figura 5 gli elementi strutturali di questa variante realizzativa che rivestono le medesime funzioni di quelli illustrati nell'esempio sopra riportato, sono stati indicati con la medesima numerazione. Anche in questo esempio è comprensibile come la disposizione dei bracci a leva oscillanti in piani radiali rispetto all'asse di laminazione, produce i risultati vantaggiosi di cui si è detto in precedenza.

Infine, non è da escludere comunque che la disposizione dei rulli sui bracci a leva oscillanti in piani radiali rispetto all'asse di laminazione, possa essere eseguita anche su unità di laminazione nelle quali i bracci medesimi ed i relativi rulli non siano montati su appositi contenitori; in altri termini non è da escludere che tale configurazione possa venire applicata anche su unità di laminazione, e quindi anche laminatoi, diverse da quelle illustrate nello stato anteriore della tecnica preso in considerazione in precedentemente

Da ultimo, è evidente come l'insegnamento fornito dalla presente invenzione possa essere applicato anche in caso di unità di laminazione con un numero di rulli superiore a tre. Ad esempio non sarebbe difficile progettare una unità di laminazione a quattro rulli, girevoli intorno a relativi assi di rotazione disposti su lati contrapposti, nonché montati su bracci oscillanti in rispettivi piani perpendicolari a tali assi di rotazione e passanti per l'asse di laminazione.

Peraltro non è da escludere che in una simile circostanza, anche per limitare la complessità costruttiva dell'unità di laminazione, si possa prevedere una configurazione nella quale solo una coppia di rulli contrapposti siano comandati, gli altri due essendo montati folli; anche in questo caso si potrebbero avere i bracci a leva oscillanti intorno ad un relativo perno montato su un contenitore estraibile da una struttura esterna, nonché dispositivi di regolazione associati a ciascun rullo e comprendenti una parte mobile attiva sul braccio ed una fissa montata sulla struttura, come visto in precedenza.

E' evidente infine come simili unità di laminazione potrebbero essere anche vantaggiosamente impiegate in laminatoi nei quali gli assi di rotazione delle coppie di rulli comandati o folli vengano sfalsati di 90° da una unità con quella successiva.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Unità di laminazione per corpi astiformi o tubolari in genere, comprendente una struttura (S) esterna, almeno tre rulli (20) girevolmente montati su rispettivi bracci a leva (30) oscillanti, i cui assi di rotazione (Al, A2, A3) giacciono in un piano perpendicolare ad un asse di laminazione (L) lungo il quale è disposta la unità, caratterizzata dal fatto che detti bracci a leva sono oscillanti in rispettivi piani perpendicolari agli assi di rotazione dei rulli corrispondenti e passanti per detto asse di laminazione .
2. 2. Unità di laminazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che almeno due di detti rulli (20) sono comandati.
3. 3. Unità di laminazione secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detti bracci a leva (30) sono montati su un contenitore portarulli (10) scorrevolmente guidato tra una posizione operativa assunta durante la laminazione nella quale esso è bloccato all'interno di detta struttura (S) ed una posizione non operativa nella quale esso è estratto dalla struttura medesima.
4. 4. Unità di laminazione secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta struttura esterna (S) è di forma sostanzialmente cilindrica coassiale con l'asse di laminazione.
5. 5. Unità di laminazione secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detta struttura esterna (S) è di forma sostanzialmente a "C", aperta lateralmente per consentire lo scorrimento di detto contenitore portarulli (10).
6. 6. Unità di laminazione secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un dispositivo di regolazione (35) associato a ciascun braccio a leva (30), il quale include una parte fissa (35a) collegata alla struttura esterna (S) della unità stessa, ed una parte mobile (35b) atta a traslare lungo una direzione radiale rispetto all'asse di laminazione (L) ed attiva sul braccio corrispondente.
7. 7. Laminatoio per la laminazione di corpi astiformi o tubolari in genere, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di unità di laminazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, disposte fianco a fianco lungo l'asse di laminazione (L) tra una estremità di ingresso ed una estremità di uscita di detti corpi astiformi o tubolari.
8. 8. Laminatoio secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che le strutture esterne delle unità di laminazione affiancate sono rigidamente collegate tra loro, formando una struttura esterna (2) generale del laminatoio.