BRPI1003247A2 - método de fundição e laminação contìnua e instalação para preparar produtos metálicos longos laminados - Google Patents
método de fundição e laminação contìnua e instalação para preparar produtos metálicos longos laminados Download PDFInfo
- Publication number
- BRPI1003247A2 BRPI1003247A2 BRPI1003247-9A BRPI1003247A BRPI1003247A2 BR PI1003247 A2 BRPI1003247 A2 BR PI1003247A2 BR PI1003247 A BRPI1003247 A BR PI1003247A BR PI1003247 A2 BRPI1003247 A2 BR PI1003247A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- casting
- section
- furnace
- rolling
- maintenance
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
- F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
- F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
- F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
- F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
- F27B9/22—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace on rails, e.g. under the action of scrapers or pushers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
- F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
- F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
- F27B9/24—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace being carried by a conveyor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
- F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
- F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
- F27B9/24—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace being carried by a conveyor
- F27B9/2407—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace being carried by a conveyor the conveyor being constituted by rollers (roller hearth furnace)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D3/02—Skids or tracks for heavy objects
- F27D3/026—Skids or tracks for heavy objects transport or conveyor rolls for furnaces; roller rails
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/4998—Combined manufacture including applying or shaping of fluent material
- Y10T29/49988—Metal casting
- Y10T29/49991—Combined with rolling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
MéTODO DE FUNDIçãO E LAMINAçãO CONTìNUA E INSTALAçãO PAPA PREPAPAR PRODUTOS METáLICOS LONGOS LAMINADOS. Método para preparar produtos metálicos longos laminados compreendendo as seguintes etapas: - fundição contínua, feita por uma máquina de fundição contínua (11) com duas linhas de fundição (21a, 21b), cada uma das duas linhas de fundição (21a, 21b) fundindo um produto com uma seção quadrada, retangular ou equivalente, de um produto com uma seção retangular ou equivalente, com uma proporção entre o lado maior e o lado menor maior do que ou igual a 1,02 e menor do que ou igual a 4; - corte para o tamanho do produto fundido por cada linha de fundição (21a, 21b) de modo a definir um segmento compreendido entre 16 e 150 m e com um peso compreendido entre 10 e 100 toneladas; - introdução direta de cada segmento, tendo uma temperatura média de pelo menos 1000 <198> C - 1150 <198>C, em um forno de manutenção de temperatura e/ou possível aquecimento (14) compreendendo uma primeira e uma segunda seções de movimento (20a, 20b), cada uma disposta em eixo, respectivamente, com uma das duas linhas de fundição (21a, 21b) de forma a receber um respectivo segmento; transferência lateral de cada segmento dentro do forno (14) de forma a dispó-lo em uma terceira seção de movimento (24) disposta em paralelo e mal alinhada com relação às primeira e segunda seções de movimento (20a, 20b) alinhadas com um eixo de laminação de uma linha de laminação (22) em paralelo e inclinada com relação às duas linhas de fundição (21a, 21b); - redução da seção em uma unidade de laminação (16) que define o referido eixo de laminação.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "MÉTODO DE FUNDIÇÃO E LAMINAÇÃO CONTÍNUA E INSTALAÇÃO PARA PREPARAR PRODUTOS METÁLICOS LONGOS LAMINADOS".
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a um método e máquina de fundição e laminação continuas no modo semi-continuo para produzir produtos metálicos de longos laminados, tais como barras, vergalhão, cabos, trilhos ou seções em geral.
Antecedentes da Invenção
Siderúrgicas de fundição continua conhecidas no estado da técnica para a produção de produtos longos laminados têm limitações consideráveis pelo fato de que, por razões intrinsecamente relacionadas a restrições operacionais e desempenho dos componentes, sua produtividade não excede, em geral, 25-40 toneladas/hora. Conseqüentemente, de forma a obter maior produtividade, é necessário aumentar o número de linhas de fundição conectadas à mesma linha de laminação, o qual pode ser de até 8 linhas ou mais. Isso requer, dentre outras coisas, a necessidade de translocar os lingotes ou lingotes que saem das várias linhas de fundição sobre um único ponto de entrada do forno de aquecimento, com as conseqüentes perdas de temperatura durante as transferências.
A conseqüência disso é a quantidade considerável de energia necessária para alimentar o forno de aquecimento, o qual tem de restaurar a temperatura perdida e levá-la do valor de entrada, compreendido entre 650 °C e 750 °C, para o valor adequado para laminação, em uma faixa compreendida entre 1050 °C e 1200 °C.
Além disso, a necessidade de transferir os segmentos de lingotes ou lingotes das várias linhas de fundição para o ponto onde eles são introduzidos no forno impõe limitações sobre o comprimento e, portanto, o peso: o comprimento dos lingotes ou lingotes está compreendido entre 12 e 14 m, até um máximo de 16 m e o peso é, em média, igual a 2-3 toneladas.
Essas necessidades e limitações de processo são a causa principal de um aumento na energia requerida para o aquecimento dos lingotes ou lingotes e de uma piora da capacidade total, em virtude dos distribuidores de lingotamento continuo de grande tamanho que são necessários para servir a várias linhas de fundição e também ao grande número de lingotes ou lingotes a serem processados dado o mesmo número de toneladas/hora a serem produzidas, com conseqüente alto número de aparas, entradas principais nas plataformas da siderúrgica e sub-comprimentos com tamanhos não comerciais.
Uma finalidade da presente invenção é, portanto, obter um processo de fundição e laminação continuas no modo semi- contínuo (isto é, começando a partir de segmentos de produtos fundidos cortados no tamanho) para produtos de laminação longa e aperfeiçoar uma unidade de produção relacionada a qual, usando apenas duas linhas de fundição com uma única linha de laminação, permite aumentar a produtividade comparado a unidades similares com duas linhas de fundição, conforme conhecido no estado da técnica.
Outra finalidade da presente invenção é explorar ao máximo a entalpia possuída pelo aço líquido original ao longo de toda a linha de produção, reduzindo as perdas de temperatura com o tempo entre o corte do produto fundido para o tamanho e envio do mesmo para a etapa de laminação, de modo a obter uma economia de energia considerável e uma redução nos custos operacionais comparado com processos convencionais.
Uma finalidade adicional da presente invenção é lidar com paralisações da unidade de laminação sem ter de interromper o processo de fundição à montante (upstream).
Outra finalidade da invenção é reduzir a um mínimo ou eliminar o material de refugo em situações de emergência ou durante paralisações programadas e, assim, recuperar completamente o produto o qual, nessas situações, se acumula temporariamente em um ponto intermediário ao longo da linha de produção. Outras finalidades da invenção são:
- reduzir os custos de investimento graças à redução no número de linhas de fundição dada a mesma produção;
- assegurar um maior rendimento, igual à proporção entre o peso do produto acabado e o peso do aço liquido para produzir uma tonelada;
- reduzir os riscos de aglomerados durante a laminação graças à redução no número de entradas principais nas plataformas;
- obter uma maior estabilidade da unidade de laminação e uma melhor qualidade dimensional do produto acabado;
- trazer o desempenho de um processo semi-continuo muito mais próximo daquele de um processo sem-fim, isto é, sem máquina de fundiçãoparar a fundição continua, obtendo um maior fator de utilização da siderúrgica;
- assegurar a possibilidade de alterações na produção quanto à dimensão e tipo sem parar a fundição continua, obtendo um maior fator de utilização da siderúrgica.
O Requerente projetou, testou e concretizou a presente invenção para superar as deficiências do estado da técnica e obter essas e outras finalidades e vantagens.
Sumário da Invenção
A presente invenção é apresentada e caracterizada pelas reivindicações independentes, enquanto que as reivindicações dependentes descrevem variantes da idéia principal da invenção.
Uma máquina de fundição e laminação continuas do tipo semi-continuo para a produção de produtos de longos laminados de acordo com a presente invenção compreende uma máquina de fundição continua, compreendendo duas linhas de fundição paralelas que alimentam um produto fundido, diretamente e sem movimentos intermediários, a um forno de manutenção de temperatura e/ou aquecimento àà jusante (downstream) do qual há uma linha de laminação, a qual é deslocada e em paralelo em relação às referidas linhas de fundição.
Cada linha de fundição tem um respectivo cristalizador o qual pode fundir produtos, com relação à espessura, em uma velocidade variável entre 3 e 9 m/min.
Em geral, a máquina de fundição com duas linhas permite obter uma produtividade horária a qual varia de 35 toneladas/h a 240 toneladas/h, a qual corresponde a uma produtividade anual que varia de 600.000 toneladas/ano a 1.500.000 toneladas/ano.
Cada um dos dois cristalizadores pode produzir produtos com uma seção quadrada ou retangular ou equivalente, por exemplo, com lados curvados, arredondados, com bordas arredondadas, etc.
Na descrição e nas reivindicações, pelo termo lingote entenda-se um produto com uma seção retangular na qual a proporção entre o lado longo e o lado curto está compreendida entre 1 e 4, isto é, entre a seção quadrada e a seção retangular na qual o lado longo pode ser até 4 vezes o lado curto.
Na presente invenção, a seção do produto fundido não está limitada, conforme dissemos, a uma seção quadrangular ou retangular com lados retos e dois por dois paralelos, mas também compreende seções com pelo menos um lado curvado, côncavo ou convexo, vantajosamente, mas não necessariamente, dois a dois opostos e especulares ou combinações das geometrias antes mencionadas.
Uma seção retangular tem uma superfície maior do que uma seção quadrada tendo a mesma altura ou grossura de modo que, quando da fundição desse tipo de seção nós obtemos, dada a mesma velocidade de fundição, uma maior quantidade, em toneladas, de material na unidade de tempo, isto é, um aumento na produtividade horária.
A altura ou espessura da seção retangular ou lado da seção quadrada, são parâmetros de referência para determinação do raio de curvatura das linhas de fundição e, portanto, seu tamanho, da qual o comprimento do cone metalúrgico também depende. Portanto, de acordo com a presente invenção, de forma a aumentar a produtividade, é vantajoso, quando um lingote de seção retangular é fundido, manter a altura de sua seção em um valor coerente com o raio de curvatura da máquina de fundição continua e, ao invés de aumentar sua largura, a qual pode ser de até três ou quatro vezes mais. Além disso, para uma determinada produtividade, é vantajoso proporcionar duas linhas de fundição, ao invés de uma, uma vez que, nesse caso, a proporção entre a largura e altura da seção retangular ou lado da seção quadrada é reduzida, portanto, permitindo a redução no número de plataformas de laminação necessárias.
De acordo com a presente invenção, a seção fundida de uma forma substancialmente retangular tem uma superfície igual àquela de um quadrado com lados equivalentes compreendidos entre 100 e 300 mm.
Simplesmente para fornecer um exemplo, as seções quadradas que são produzidas por cada linha de fundição contínua tem dimensões as quais variam de cerca de 100 mm χ 100 mm, 130 mm χ 130 mm, 150 mm χ 150 mm, 160 mm χ 160 mm ou tamanhos intermediários; de forma a aumentar a produtividade, seções retangulares tendo dimensões as quais variam de 100 mm χ 140 mm, 130 mm χ 180 mm, 130 mm χ 210 mm, 140 mm χ 190 mm, 160 mm χ 210 mm, 160 mm χ 280 mm, 180 mm χ 300 mm, 200 mm χ 320 mm ou dimensões intermediárias também podem ser produzidas. No caso da produção de perfis médios, seções dimensionais ainda maiores podem ser usadas, por exemplo, de cerca de 300 mm χ 400 mm e similar.
A máquina de fundição de acordo com a presente invenção, portanto, permite reduzir o número de linhas de fundição necessárias para uma siderúrgica para apenas duas, dada a mesma produtividade, assim, permitindo obter um melhor rendimento ou capacidade total, graças ao fato de que é possível usar um distribuidor de lingotamento contínuo menor, com menos consumo refratário.
A linha de laminação também compreende, àà jusante da máquina de fundição contínua, meios de corte adequados para cortar os lingotes no tamanho em segmentos de um comprimento desejado. Por comprimentos desejados dos segmentos, entenda- se um valor compreendido entre 16 e 150 metros, de preferência entre 16 e 80 metros, mais preferivelmente entre 40 e 60 metros e compreendidos entre 10 e 100 toneladas de peso. A medição ótima do segmento é identificada em cada ocasião com base no tipo de produto e modos de processo, da maneira indicada futuramente em maiores detalhes.
Uma unidade de manutenção de temperatura e/ou possível aquecimento está localizada à jusante da máquina de fundição, unidade na qual os referidos segmentos, cortados no tamanho, entram diretamente e sem movimentos e/ou transferências intermediárias, em uma temperatura média de pelo menos 1000 °C, de preferência compreendida entre cerca de 1100 °C e cerca de 1150 °C. A temperatura média na qual o lingote sai do forno está compreendida entre cerca de 1050 °C e 1200 °C.
Em algumas modalidades, não restritivas ao escopo da invenção, na saida do forno de manutenção de temperatura e/ou possível aquecimento ou em qualquer caso à jusante do mesmo, pode haver um indutor o qual tem a função de levar a temperatura dos segmentos de lingote para valores adequados para laminação, pelo menos quando a temperatura na qual eles saem do forno é cerca de 1050 °C ou menor.
O indutor pode estar presente ou também presente em uma posição intermediária entre as plataformas da unidade de laminação.
De acordo com um aspecto característico da presente invenção, os eixos da máquina de fundição e da unidade de laminação são deslocados e em paralelo um com relação ao outro, o qual se deve ao fato de que essa configuração é adequada para produzir um processo do tipo semi-contínuo.
De acordo com outro aspecto característico da invenção, a unidade de manutenção de temperatura e/ou possível aquecimento consiste de um forno de transferência lateral o qual conecta as duas linhas de fundição, cada uma localizada sobre um respectivo eixo de fundição, com a linha de laminação localizada sobre um eixo de laminação, o qual é deslocado e em paralelo com os eixos de fundição. O forno de transferência lateral é configurado de modo a compensar as diferentes produtividades da máquina de fundição e unidade de laminação continuas.
O forno de transferência lateral tem um comprimento o qual pode variar pelo menos de 16 a 80 metros, no caso especifico, mas, de acordo com outro aspecto característico da presente invenção, o comprimento é determinado em casa ocasião de forma a otimizar as características do processo, conforme será explicado em maiores detalhes futuramente.
Em particular, o comprimento do forno é um parâmetro de determinação de planejamento quando de dimensionamento da linha, isto é, é o parâmetro o qual permite identificar a harmonização ótima entre a produtividade, economia de energia, capacidade de acúmulo, tamanho e mais, conforme será observado futuramente na descrição.
Em uma forma preferencial da invenção, o forno de transferência lateral compreende duas esteiras de rolos de introdução, cada uma das quais está disposta em eixo com uma das linhas de fundição e opera no ritmo da fundição contínua e permite introduzir continuamente os segmentos de lingote produzidos continuamente pela fundição. Os segmentos de lingote que entram nas esteiras de rolos de introdução são transferidos para um plano de suporte adjacente ou meio de armazenamento através de dispositivos de transferência. Um dispositivo de extração, subseqüentemente, se destina a remover os segmentos de lingote do meio de armazenamento de forma a dispô-los sobre uma esteira de rolos de remoção, o qual torna os mesmos disponíveis à linha de laminação à jusante.
Em uma forma preferida da invenção, o forno de transferência lateral compreende duas esteiras de rolos de introdução, cada um dos quais está disposto em eixo com uma das linhas de fundição, opera no ritmo da máquina de fundição contínua e permite introduzir continuamente os segmentos de lingote produzidos pela fundição. Os segmentos de lingote que entram pelas esteiras de rolos de introdução são transferidos para um plano de suporte adjacente ou meio de armazenamento através de dispositivos de transferência. Um dispositivo de extração, subseqüentemente, se destina a remover os segmentos de lingote do meio de armazenamento de forma a dispô-los sobre uma esteira de rolos de remoção, o qual os torna disponíveis para a linha de laminação à jusante.
Em algumas formas de modalidade, ambas as esteiras de rolos de introdução são dotadas de rolos de extração motorizados para alimentar os segmentos de lingote, os quais são montados escorados em direção ao interior do forno e sobre eixos de acionamento dispostos transversalmente à direção de alimentação do produto laminado.
De acordo com uma modalidade variante, os rolos da esteira de rolos de introdução, ainda dentro do forno, são montados sobre eixos com suporte duplo os quais são dispostos externamente ao forno de manutenção e aquecimento. De acordo com essa variante, os rolos de extração da esteira de rolos de introdução mais interno são maiores do que os rolos da esteira de rolos de introdução mais externo. Essa solução é vantajosa pelo fato de que ela evita ter um grande prolongamento dos eixos dos rolos da esteira de rolos mais interno o que poderia causar, no caso de segmentos de lingote de maior peso, esforços por flexão consideráveis.
A esteira de rolos de introdução está alinhada ao eixo da unidade de laminação e opera no ritmo da unidade de laminação localizada à jusante, de modo a alimentar os segmentos de lingote à unidade de laminação à jusante sem qualquer quebra de continuidade e a direção de alimentação do produto laminado no interior é a mesma que a direção de alimentação das linhas de fundição.
Dessa forma, quando a siderúrgica está funcionando sob condições normais, a fundição e laminação continuas podem operar em uma condição substancialmente continua, se aproximando de uma modo de condição "sem fim", mesmo embora elas estejam funcionando com segmentos cortados no tamanho e com uma linha de laminação mal alinhada com relação às duas linhas de fundição.
0 meio de armazenamento também atua como uma reserva de acumulação para os lingotes, por exemplo, quando é necessário superar uma interrupção no processo de laminação em virtude de acidentes ou durante uma troca de equipamento de laminação programada ou mudança de produção, desse modo, evitando quaisquer perdas de material e energia e, acima de tudo, evitando qualquer interrupção da fundição. 0 forno permite obter um tempo de armazenamento de até 60/80 minutos (na velocidade máxima de fundição) e mais e é, em qualquer caso, variável durante o design da siderúrgica. Isso permite aprimorar consideravelmente o fator de utilização da siderúrgica. Graças à capacidade de armazenamento do forno, o rendimento global também é aprimorado, pelas seguintes razões: - o número de re-inicializações da fundição é reduzido ou eliminado, com conseqüente economia de material desperdiçado no inicio e final de fundição; - o aço o qual, no momento de um bloqueio acidental na unidade de laminação, por exemplo, em virtude de um aglomerado, tem de ser fornecido dos distribuidores de lingotamento continuo (o qual descarrega o aço liquido no cristalizador) para o inicio da unidade de laminação não tenha de ser raspado, nem o aço restante na panela de fundição, o qual freqüentemente não pode ser recuperado;
- no caso de um bloqueio acidental da unidade de laminação, o lingote já preso em uma ou mais plataformas pode ser retornado para dentro do forno e mantido ali, também em temperatura, impedindo qualquer segmentação e, portanto, qualquer perda de material. De acordo com uma formulação da presente invenção, o comprimento ótimo do lingote e, conseqüentemente, do forno de transferência lateral que tem de contê-lo, é escolhido como uma função da reduçãoa um minimo da combinação linear de perdas térmicas no referido forno e as perdas de material em virtude de aparas, barras curtas e aglomerados.
De acordo com um exemplo de cálculo, a função é expressa de acordo com a seguinte fórmula:
Co(E,Y)=ke-E + ky-Y;
onde o termo ke· E representa a perda econômica causada pelo consumo de energia para manutenção e/ou possível aquecimento dos lingotes, diretamente proporcional ao comprimento Cl do lingote, enquanto que o termoky-Y representa a perda econômica causada por aparas, aglomerados e barras curtas na unidade de laminação, inversamente proporcional a Cl.
Portanto, expressando a mesma como uma função de apenas uma variável, por exemplo, o comprimento do lingote a ser processado e identificando o ponto mínimo da referida função, o comprimento ótimo do lingote é encontrado. 0 forno de transferência lateral terá um comprimento ótimo pelo menos igual àquele do lingote; vantajosamente, uma margem de segurança adequada é proporcionada, a qual leva em conta possíveis lingotes cortados fora da tolerância e também as adaptações dimensionais e de construção necessárias.
Dessa forma, as condições de operação ótimas para a coordenação da máquina de fundição e unidade de laminação contínuas são identificadas.
Em uma forma de modalidade, não restritiva, a siderúrgica compreende uma unidade de redução adicional, consistindo de pelo menos uma plataforma de laminação e é proporcionada quando seções retangulares são fundidas, de modo a retornar a ampla seção fundida para um formato quadrado, oval ou redondo ou, em qualquer caso, menos larga que a seção inicial, de modo que ela seja adequada para alimentar a unidade de laminação.
A unidade adicional é proporcionada imediatamente à jusante da máquina de fundição contínua, quando a velocidade de entrada na primeira plataforma de laminação está compreendida entre cerca de 0,05 m/seg (ou menos) e cerca de 0,08 m/seg. Uma vez que a redução ocorre em material que já foi fundido, com um núcleo quente, existem vantagens consideráveis em termos de economia de energia. Pelo contrário, se a velocidade na entrada da primeira plataforma está compreendida entre cerca de 0,08 m/seg e cerca de 0,1 m/seg (ou maior), a unidade é proporcionada à jusante do forno de transferência lateral e, portanto, no início da unidade de laminação.
A presente invenção refere-se também a um processo de laminação para a produção de produtos longos, compreendendo uma etapa de fundição continua de lingotes, uma etapa de manutenção de temperatura e/ou aquecimento e uma etapa de laminação, após a etapa de manutenção de temperatura e/ou aquecimento, para a produção de produtos laminados longos.
De acordo com um aspecto característico da presente invenção, a etapa de fundição contínua é feita em duas linhas de fundição, enquanto que a etapa de manutenção de temperatura e/ou aquecimento se destina a manter uma pluralidade de segmentos de lingotes, cortados no tamanho, em uma condição de transferência lateral dentro de um forno, durante um tempo correlacionado ao tamanho, quanto ao comprimento e largura do forno, e determinado de modo a otimizar a conexão de operação entre a fundição e laminação contínuas. O processo, assim, serve para definir uma reserva de acúmulo entre a fundição e laminação, onde os lingotes podem permanecer durante um período de tempo, o qual pode ser determinado durante o estágio de planejamento e pode variar de 30 a 60/80 minutos ou mais, na velocidade máxima de fundição e o qual é calculado com relação às condições operacionais da siderúrgica e/ou o número máximo de lingotes que podem ser acumulados dentro do forno, com relação também à seção e comprimento do lingote.
Em outras formas de modalidade, a linha de acordo com a presente invenção compreende um primeiro dispositivo de desencrostação à montante do forno de transferência lateral e/ou um segundo dispositivo de desencrostação à jusante do forno de transferência lateral.
Breve Descrição dos Desenhos e Tabela
Essas e outras características da presente invenção se tornarão evidentes a partir da descrição a seguir de uma forma preferencial de modalidade, fornecida como um exemplo não restritivo com referência aos desenhos em anexo, em que:
- as figs. 1-4 mostram quatro possíveis layouts de uma unidade de laminação de acordo com a presente invenção;
a fig. 5 mostra um diagrama para calcular o comprimento ótimo do segmento de lingote de acordo com a presente invenção;
a tabela 1 mostra um exemplo numérico de dimensionamento que usa o diagrama na fig. 5;
- as figs. 8-11 mostram exemplos de algumas diferentes seções que podem ser fundidas com as siderúrgicas nas figs. 1-4;
- as figs. 12 e 13 mostram duas vistas seccionais de um forno de manutenção de temperatura e/ou aquecimento em duas posições diferentes;
- a fig. 14 mostra uma vista seccional de uma variante do forno de manutenção de temperatura e/ou aquecimento nas figs. 12 e 13.
Tabela 1
<table>table see original document page 19</column></row><table> <table>table see original document page 20</column></row><table> <table>table see original document page 21</column></row><table>
Descrição Detalhada de uma Forma Preferencial de Modalidade
Com referência aos desenhos em anexo, a fig. 1 mostra um primeiro exemplo de um layout 10 de uma siderúrgica para produção de produtos laminados longos de acordo com a presente invenção.
0 layout 10 na fig. 1 compreende, nos elementos essenciais mostrados, uma máquina de fundição continua 11 compreendendo duas linhas de fundição, respectivamente, 21a e 21b, as quais se desenvolvem em paralelo uma à outra, cada uma das quais usa um cristalizador ou outro dispositivo adequado para fundir lingotes com uma seção quadrada ou retangular e de vários formatos e tamanhos, com lados retos, curvados, côncavos ou convexos. Alguns exemplos de seções que podem ser fundidas com a presente invenção são mostrados nas figs. 8-11, as quais mostram, respectivamente, uma seção retangular com lados retos e paralelos (fig. 8), uma seção com lados curtos com uma curvatura convexa e lados longos retos e paralelos (fig. 9), uma seção com lados curtos tendo uma curvatura convexa no centro e com longos lados retos e paralelos (fig. 10) e uma seção com lados curtos com uma curvatura côncava e longos lados retos e paralelos (fig. 11).
É muito evidente que as mesmas considerações também podem ser feitas para lingotes com uma seção quadrada.
As duas linhas de fundição 21a e 21b (fig. 1) estão dispostas sobre linhas deslocadas mas paralelas com relação à linha de laminação 22 e ambas alimentam uma única unidade de laminação 16 localizada à jusante a qual, por sua vez, define uma linha de laminação 22. Dessa forma, um processo descontínuo ou semi-contínuo é obtido, mas com um desempenho que, conforme será observado e graças ao dimensionamento dos parâmetros proporcionados na presente invenção, está muito próximo de um processo contínuo ou sem fim.
A máquina de fundição contínua 11 com duas linhas, de acordo com a presente invenção, permite obter uma produtividade horária a qual varia de 35 toneladas/h a 240 toneladas/h, o que corresponde a uma produtividade anual que varia de 600.000 toneladas/ano a 1.500.000 toneladas/ano.
Mais especificamente, com velocidades de fundição compreendidas entre 4 e 7 m/min, no caso em que lingotes com uma seção quadrada e com lados compreendidos entre 130 mm e 160 mm são fundidos, uma produtividade total compreendida entre 60 e 120 toneladas/h é atingida enquanto que, no caso que lingotes com uma seção retangular são fundidos, dada a mesma velocidade de fundição e altura da seção retangular, uma produtividade total compreendida entre 60 e 240 toneladas/h pode ser atingida.
Simplesmente para proporcionar um exemplo, as seções que podem ser fundidas, quadradas ou retangulares, podem ser escolhidas dentre 100 mm χ 100 mm, 130 mm χ 130 mm, 150 mm χ 150 mm, 160 mm χ 160 mm, 100 mm χ 140 mm, 130 mm χ 180 mm, 130 mm χ 210 mm, 140 mm χ 190 mm, 160 mm χ 210 mm, 160 mm χ 280 mm, 180 mm χ 300 mm, 200 mm χ 320 mm ou dimensões intermediárias. No caso da produção de perfis médios, seções dimensionais ainda maiores podem ser usadas, por exemplo, de cerca de 300 mm χ 400 mm e similares.
Vantajosamente, no caso de seções retangulares, essa siderúrgica de fundição e laminação continua permite obter lingotes com um alto peso métrico, dada a mesma altura ou espessura de seção.
À jusante de cada linha de fundição 21a, 21b, há um meio para corte no tamanho 12, por exemplo, como cortadores ou uma maçarico de corte de oxi-acetileno, a qual corta os lingotes fundidos em segmentos de um comprimento desejado. Vantajosamente, os lingotes são cortados em segmentos de um comprimento de 1 a 10 vezes maior do que aquele do estado da técnica e, de acordo com a presente invenção, o comprimento está compreendido entre 16 e 150 metros, de preferência entre 16 e 80 m, mais preferivelmente entre 40 e 60 metros. Dessa forma, lingotes de um maior peso são obtidos, de 5 a 20 vezes maior do que no estado da técnica o qual, de acordo com a presente invenção, está compreendido entre 10 a 100 toneladas.
Dessa forma, embora todos os layouts 10, 110, 210, 310 sejam configurados como operando no modo semi-continuo pelo fato de que ele começa a partir de segmentos cortados no tamanho, segmentos de lingotes de grande comprimento e grande peso linear permitem, durante condições normais de funcionamento, operar em uma condição de continuidade substancial, obtendo um desempenho muito próximo daquele continuo.
Nos layouts alternativos 110 e 210 nas figs. 2 e 3, onde os mesmos númers de referência correspondem a componentes idênticos ou equivalentes, a cada uma das duas linhas de fundição 21a e 21b há uma unidade de redução/desbaste adicional 13, geralmente consistindo de 1 a 4 plataformas e, nesse caso, três plataformas de laminação 17 alternadas, vertical/horizontal/vertical e vertical/vertical/horizontal. É também possível usar apenas uma plataforma de laminação vertical. As plataformas 17 são usadas para retornar a seção de fundição, tendo um formato ampliado para uma seção quadrada, redonda ou oval ou pelo menos menor do que a seção inicial, de forma a torná-la adequada à linha de laminação 22 na unidade de laminação 16 localizada à jusante. Mesmo assim, nos desenhos o número de plataformas é 3, é entendido que o número pode ser escolhido de 1 a 4, de acordo com os parâmetros de design globais das linhas de fundição 21a e 21b e dos produtos a serem continuamente fundidos.
A melhor posição para a unidade de redução/desbaste adicional 13 ao longo de cada linha de fundição 21a e 21b compreendida ao final da fundição ao início da unidade de laminação 16 é estabelecida em relação à velocidade obtenível na entrada para a primeira plataforma da unidade. Por exemplo (fig. 2), se a velocidade está compreendida entre 3 e 4,8 m/min (0,05 m/seg e 0,08 m/seg) , a unidade de redução/desbaste 13 está posicionada imediatamente à jusante de cada linha de fundição 21a, 21b, à montante do meio de corte para o tamanho 12 enquanto que, se a velocidade na entrada da plataforma é maior (fig. 1), por exemplo, compreendida entre 5 e 9 m/min, a unidade de redução/desbaste adicional 13 é colocada no início da unidade de laminação 16 e à jusante do forno de manutenção de temperatura e/ou aquecimento 14, conforme será visto posteriormente.
Outro parâmetro que pode condicionar a escolha da inserção da unidade adicional de redução/desbaste 13 imediatamente à jusante da máquina de fundição continua e à montante dos meios de corte 12 é o fator de energia.
Quando a primeira redução na seção é realizada imediatamente à jusante da fundição continua, imediatamente após o fechamento do cone metalúrgico, o consumo de energia é reduzido, uma vez que a redução na seção ocorre em um produto com um núcleo que ainda está muito quente e, portanto, é possível usar uma força menor de compressão e usar plataformas menores que requerem menos energia instalada.
À jusante da máquina de fundição contínua, um forno de manutenção de temperatura e/ou aquecimento 14 está disposto (a partir de agora referido simplesmente como forno), do tipo horizontal, com transferência lateral, o qual recebe, das duas linhas de fundição 21a e 21b, os segmentos de lingote fornecidos pela máquina de fundição e cortados no tamanho pelo meio de corte 12 e alimenta os mesmos à unidade de laminação 16 localizada à jusante ao longo de um eixo de laminação, o qual é paralelo com os eixos das duas linhas de fundição 21a e 21b.
Vantajosamente, as duas linhas de fundição 21a, 21b alimentam os lingotes diretamente ao forno 14, sem movimentos intermediários e transferências, ao longo de uma linha de fundição e em uma temperatura média de pelo menos 1000 °C, de preferência compreendida entre cerca de 1100 °C e cerca de 1150 °C. A temperatura média na qual o lingote deixa o forno 14 está, antes, compreendida entre cerca de 1050 °C e 1200 °C.
A duas linhas de fundição 21a, 21b fundem dois lingotes em paralelo, de preferência com a mesma seção, quadrada ou retangular, os quais entram no forno 14 de modo substancialmente alinhado.
Em particular, o forno 14 (figs. 12 e 13) compreende uma primeira e uma segunda seção de movimento 20a e 20b dispostas em eixo, respectivamente, com as duas linhas de fundição 21a, 21b e uma terceira seção de movimento 24 localizada em correspondência com a linha de laminação 22 e um plano de suporte 23, o qual também funciona como uma reserva de acumulação ou meio de armazenamento, para conter temporariamente os segmentos de lingote e que está disposto entre a segunda seção de movimento 20b e a terceira seção de movimento 24.
As primeira e segunda seções de movimento 20a e 20b compreendem, cada uma, uma esteira de rolos de introdução, cada uma dotada de uma pluralidade de rolos de extração motorizados 27, respectivamente 29, dispostos deslocados e distanciados um do outro ao longo da extensão de alimentação dos lingotes, os quais são montados escoradossobre eixos 30 e, respectivamente, 31 e permitem que os segmentos de lingote avancem para dentro do forno 14.
A terceira seção de movimento 24 também consiste de uma esteira de rolos, denominada esteira de rolos de remoção, o mesmo que a esteira de rolos de introdução da primeira seção de introdução 20a.
Em particular, os eixos 31 dos rolos de extração motorizados 29 da segunda seção de movimento 20b, dada suas grandes extensões que se projetam dentro do forno 14 e também, devido às altas temperaturas internas, são cobertos com anéis de material refratário de forma a protegê-los de estresse térmico e, conseqüentemente, assegurar sua resistência mecânica.
De acordo com uma variante de construção do forno 14 (fig. 14) pode ser vantajosamente visto que os rolos de extração 29 da seção de movimento 20b são de diâmetro maior do que os rolos de extração 27 e de modo que o eixo 31 dos referidos rolos 29 se encontram completamente fora do forno 14, com a possibilidade de montagem dos mesmos sobre um suporte duplo.
Cada eixo 31 sobre o qual os rolos 29 da segunda seção de movimento 20b são montados é, então, montado sobre um par de mancais 35 disposto fora do forno 14.
Essa variante de construção é vantajosa especialmente se lingotes muito são fundidos, uma vez que o eixo 31 sobre o qual os rolos da segunda seção de movimento 20b são montados sofre menos estresse mecânica e termicamente.
Dentro do forno 14, a conexão lateral necessária também é obtida entre as primeira e segunda seções de movimento 20a e 20b e a terceira seção de movimento 24. Para essa finalidade, o forno 14 também compreende dispositivos de transferência 25 para transferir os segmentos de lingote em direção ao plano de suporte ou meio de armazenamento 23 e dispositivos de extração 26 para pegar os segmentos de lingote presentes no meio de armazenamento 23 e carregá-los sobre a terceira seção de movimento 24, o que os torna disponíveis para a linha de laminação 22.
Os dispositivos de transferência 25 servem para transferir os segmentos de lingote das primeira e segunda seções de movimento 20a e 20b em direção ao meio de armazenamento 23.
Nesse caso, cada dispositivo de transferência 25 serve, primeiro, para impulsionar o segmento de lingote da primeira seção de movimento 20a, segmento o qual, subseqüentemente, entra em contato com o segmento de lingote presente sobre a segunda seção de movimento 20b, de modo a levar ambos ao meio de armazenamento de 23.
O posicionamento dos segmentos de lingotes dentro do meio de armazenamento 23 depende da condição de operação particular da siderúrgica. Se o meio de armazenamento está livre, os lingotes são posicionados na zona terminal do mesmo, adjacentes à terceira seção de movimento 24; se existem outros lingotes já presentes sobre o meio de armazenamento ou se a unidade de laminação tem uma produtividade menor do que aquela da fundição ou se a linha de laminação 22 é parada por alguma razão, então, os novos segmentos de lingotes que chegam são colocados em uma fila após aqueles já acumulados e, subseqüentemente, todos os lingotes armazenados são empurrados juntos pelo referido meio de deslocamento em direção à posição de saida.
Em outra modalidade, o movimento dos lingotes colocados sobre o meio de armazenamento poderia ser realizado, ao invés dos dispositivos de transferência mencionados acima, por uma pluralidade de grelhas móveis longitudinais, as quais são dotadas de mecanismos de movimento. Os dispositivos de extração 26 pegam os segmentos de lingote do meio de armazenamento 23 e dispõem os mesmos sobre a terceira seção de movimento 24 para enviá-los à linha de laminação 22 para a etapa de laminação.
Os dispositivos de transferência 25 operam, normalmente, no mesmo ritmo que a máquina de fundição 11 disposta à montante, enquanto que os dispositivos de extração 26 operam no mesmo ritmo da unidade de laminação 16 localizado à jusante do forno 14. Além disso, durante esvaziamento do meio de armazenamento, também, os dispositivos de transferência 25 ou as grelhas móveis em outra modalidade, operam com o mesmo ritmo que a unidade de laminação 16.
O forno 14 não apenas cria a conexão lateral entre as duas linhas de fundição 21a e 21b e a linha de laminação 22, mas também tem pelo menos as seguintes funções e funciona com os seguintes modos:
- ele funciona como uma câmara apenas para manter os segmentos de lingotes na temperatura. Nessa configuração, a câmara assegura que a temperatura da carga seja mantida entre a entrada e a saída;
- ele funciona como um forno de aquecimento para os lingotes. Nessa configuração, o forno 14 eleva a temperatura da carga entre a entrada e a saída, por exemplo, para restaurar a temperatura perdida quando a unidade de redução adicional 13 é proporcionada imediatamente à jusante da fundição.
O forno de manutenção de temperatura e/ou aquecimento 14 também funciona como uma reserva de transferência lateral, a qual pode compensar as diferentes produtividades da máquina de fundição contínua 11 com duas linhas e da unidade de laminação 16 localizadas à jusante.
Além disso, se há uma interrupção no funcionamento da unidade de laminação 16, em virtude de acidentes ou para uma troca de rolo programada ou para mudança de produção, os dispositivos de transferência 25 continuam a acumular, dentro do forno, os lingotes que chegam das duas linhas de fundição 21a, 21b até que o meio de armazenamento 23 esteja cheio, enquanto que os dispositivos de extração 26 permanecem parados.
Quando a unidade começa a funcionar novamente, os dispositivos de extração 26 começam seu ciclo de funcionamento normal novamente, enquanto que os dispositivos de transferência 25 recomeçam a translocar os lingotes das primeira e segunda seções de movimento 20a, 20b para o meio de armazenamento 23 e translocar todos os lingotes sobre o meio de armazenamento para a posição fora do forno 14.
Conforme dissemos acima, o forno 14, através do meio de armazenamento 23, permite realizar trocas de produção, substituição de algumas ou todas as plataformas da unidade de laminação 16, oferecendo a possibilidade de acúmulo de segmentos de lingotes durante um tempo variando de até 60/80 minutos, sem a necessidade de parar ou diminuir a velocidade da máquina de fundição contínua 11. O comprimento ótimo dos segmentos de lingotes fundidos por cada linha de fundição 21a e 21b pode ser escolhido de acordo com a reduçãoao mínimo, de uma função que representa o custo específico total em virtude de consumo de material e energia ou combinação linear de perdas térmicas no forno de manutenção de temperatura e/ou aquecimento 14 e das perdas de material em virtude de aparas, barras curtas e aglomerados na unidade de laminação 16.
Para fornecer um exemplo, a função do custo total Ct é expressa de acordo com a seguinte fórmula:
Ct = Cy + Ce
onde:
Cy representa a perda econômica causada por aparas, bloqueios e barras curtas na unidade de laminação, que é inversamente proporcional ao comprimento do lingote Cl e também pode ser expressa como:
Cy = Ky. Y,
onde Ky representa o custo unitário para perda de material, enquanto que Y é uma função que pode ser expressa como:
Y= fy/(Cl^g)
ou também como a proporção entre (toneladas perdidas/toneladas produzidas) e onde fy e g são constantes relacionadas ao processo de produção ou ao número de plataformas de laminação, disposição dos meios de corte, conformação da unidade, tipo de acabamento, variabilidade de produção.
Ce é a perda econômica causada pelo consumo de energia para manutenção e/ou possivelmente aquecimento dos lingotes, que é diretamente proporcional ao comprimento dos lingotes Cl e pode ser expressa como:
Cy = Ke. Er
onde Ke é o custo unitário de combustível para aquecimento do forno e E é uma função que pode ser expressa como:
E = (NGk + NGv . Lb)/Pr [Nm3/tonelada produzida]
Os termos NGk e NGv são parâmetros que dependem das características do forno lateral, enquanto que Pr é a produtividade da siderúrgica.
Desenvolvendo a função Ct como uma função da variavel comprimento do lingote Cl a ser usinado e identificando o ponto mínimo dessa função, nós descobrimos o comprimento ótimo do lingote otimizado para reduzir os custos de produção. 0 forno 14, o qual terá de conter os mesmos, terá um comprimento pelo menos igual àquele do segmento de lingote a ser aquecido. Vantajosamente, uma margem de segurança adequada é proporcionada, a qual leva em conta segmentos de lingotes que tenham sido cortados fora de tolerância e também os ajustes dimensionais e de construção necessários.
Portanto, a função custo específico total será expressa como:
Ct = Ky. fy/(Cl^g) + Ke. (NGk + NGv . Lb) /Pr
Derivando e configurando a derivada em zero, nós temos: DCt/DCl = Ky . fy . (-g) / (Cl^(g +1)) + (Ke . NGv)/Pr = 0
a partir da qual:
Cótimo = [(Ky . fy . g . Pr) /(Ke . NGv)]^(1/(1 + g) )
0 gráfico na fig. 5 mostra as curvas relacionadas aos termos Cy e Ce. Por exemplo, no caso (mostrado como um exemplo no diagrama na fig. 5) de um lingote com dimensão de 150 mm χ 150 mm, com um peso métrico de 177 kg/m e determinando os coeficientes adequadamente de acordo com experimentos realizados pelo Requerente, nós obtemos um ponto mínimo da função expressa acima, correspondendo a um comprimento ótimo do lingote (Cótimo) igual a cerca de 52 m.
Dessa forma, as condições de operação ótimas são identificadas para a coordenação da máquina de fundição contínua e unidade de laminação.
A Tabela 1 mostra uma comparação entre uma unidade de laminação para produtos longos com duas linhas de fundição as quais produzem um lingote com uma seção quadrada de 150 χ 150 e uma unidade de laminação do estado da técnica com a mesma produtividade e seção de fundição, a qual usa quatro linhas de fundição, sempre associadas a apenas uma unidade de laminação. Conforme pode ser visto a partir da Tabela 1, o comprimento otimizado do lingote de acordo com a invenção é igual a 52 metros e, portanto, consideravelmente maior, também quanto ao peso, do que os valores correspondentes referentes à unidade convencional com quatro linhas de fundição.
O rendimento é muito aumentado graças à perda reduzida de material em virtude de aparas ao longo da unidade de laminação 16 e em virtude da eliminação de barras curtas.
Outro parâmetro de particular relevância é a redução acentuada no consumo de gás natural para alimentar o forno 14, de até 50%, comparado com soluções tradicionais.
O gráfico na fig. 6 mostra uma comparação entre a solução de acordo com a presente invenção (colunas à esquerda) e a solução do estado da técnica (coluna à direita), respectivamente, das economias em termos de eficiência de operação (primeira coluna) e em termos de material (segunda coluna).
O gráfico na fig. 7 mostra uma comparação do consumo de gás natural da solução de acordo com a presente invenção (colunas à esquerda) e soluções convencionais com múltiplas linhas de fundição e comprimento de lingote de menos de 16 m (coluna à direita).
O layout 210 na fig. 3 difere daquele nas figs. 1 e 2 pelo fato de que ele tem um indutor 15 imediatamente na saida do forno 14, enquanto que o layout na fig. 4 difere dos outros pelo fato de que o indutor 15 está localizado em uma posição intermediária entre as plataformas 17 da unidade de laminação 16.
O indutor tem a função de levar a temperatura dos lingotes para valores adequados para laminação, pelo menos se a temperatura na qual eles deixam o forno é cerca de 1050 0C ou menor. Por exemplo, quando a unidade de redução adicional é proporcionada imediatamente à jusante da máquina de fundição (fig. 3) e o forno 14 desempenha apenas manutenção, então, o indutor 15 na saida do forno 14 serve para restaurar a temperatura perdida na referida unidade de redução adicional 13.
O número de plataformas de laminação 17 usadas na unidade 16 varia de 3-4 a 15-18 e mais, dependendo do tipo de produto final a ser obtido, da espessura do produto fundido, da velocidade de fundição e ainda outros parâmetros.
À montante da unidade de laminação 16 ou em uma posição intermediária à mesma, podem haver cortes de aparas, tochas de oxiacetileno, cortes de emergência, cortes de raspagem, todos identificados de modo geral com o número de referência 18. Outros componentes conhecidos no estado da técnica, tais como desincrustadores, medidores, etc., não mostrados, normalmente estão presentes ao longo de todos os layouts 110, 210, 310 presentes nos desenhos em anexo.
Claims (13)
1. Método para preparar produtos metálicos longos laminados caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: - fundição continua, feita por uma máquina de fundição continua (11) com duas linhas de fundição (21a, 21b), cada uma das duas linhas de fundição (21a, 21b) fundindo um produto com uma seção quadrada, retangular ou equivalente, com uma proporção entre o lado maior e o lado menor da seção compreendido entre 1 e 4; - corte para o tamanho do produto fundido por cada linha de fundição (21a, 21b) de modo a definir um segmento compreendido entre 16 e 150 m de comprimento e com um peso compreendido entre 10 e 100 toneladas; - introdução direta de cada segmento, tendo uma temperatura média de pelo menos 1000°C - 1150°C, em um forno de manutenção de temperatura e/ou possível aquecimento (14) compreendendo uma primeira e uma segunda seção de movimento (20a, 20b), cada uma disposta em eixo, respectivamente, com uma das duas linhas de fundição (21a, 21b) de forma a receber um respectivo segmento; - transferência lateral de cada segmento dentro do forno (14) de forma a dispô-lo em uma terceira seção de movimento (24) disposta em paralelo e desalinhada com relação às referidas primeira e segunda seções de movimento (20a, 20b) alinhadas com um eixo de laminação de uma linha de laminação (22) em paralelo e deslocado em relação às duas linhas de fundição (21a, 21b); e - redução da seção em uma unidade de laminação (16) que define o referido eixo de laminação.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o comprimento ótimo do referido seqmento cortado para o tamanho, com o qual o comprimento do forno de manutenção de temperatura e/ou aquecimento (14) está correlacionado, é calculado de acordo com uma redução ao mínimo da combinação linear das perdas de aquecimento no forno de manutenção e/ou aquecimento (14) e as perdas de material, por exemplo, em virtude de corte das extremidades inicial e final, usando a seguinte fórmula: Ct = Ky . Y + Ke . E. onde Ke . E representa a perda econômica causada pelo consumo de energia do forno (14), enquanto que o termo Ky.Y representa a perda econômica causada por aparas, bloqueios e barras curtas na unidade de laminação (16).
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a referida máquina de fundição contínua (11) com duas linhas de fundição (21a, 21b) opera em uma velocidade de fundição compreendida entre 3 e 9 m/min.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a seção do produto de fundição tem uma superfície igual àquela de um quadrado com lados equivalentes de 100 a 300 mm.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de proporcionar uma etapa de redução/desbaste do produto fundido realizada por uma unidade de redução adicional (13) consistindo de pelo menos uma plataforma de laminação.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de redução/desbaste é proporcionada à montante do forno de manutenção e/ou possível aquecimento (14) quando a velocidade de entrada na primeira plataforma de laminação da referida unidade de redução adicional (13) está compreendida entre cerca de 0,05 m/s ou menos e cerca de 0,08 m/s e à jusante do forno de manutenção e/ou possível aquecimento (14), quando a velocidade de entrada na primeira plataforma está compreendida entre cerca de 0,08 m/s e cerca de 0,1 m/s ou mais.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de conferir uma rápida etapa de aquecimento realizada por um indutor (15) localizado imediatamente na saída do forno de manutenção e/ou aquecimento (14) e/ou em uma posição intermediária entre as plataformas (17) da unidade de laminação (16).
8. Linha de fundição continua e linha de laminação para produzir produtos metálicos longos laminados caracterizada pelo fato de compreender: - uma máquina de fundição continua (11) com duas linhas de fundição (21a, 21b), cada uma capaz de fundir um produto com uma seção quadrada, retangular ou equivalente, com uma proporção entre o lado maior e o lado menor maior da seção compreendido entre 1 e 4, - meios de corte para o tamanho (12) do produto fundido para definir um segmento com um comprimento compreendido entre 16 e 150 m e um peso compreendido entre 10 e 100 toneladas; - um forno de manutenção e/ou possível aquecimento (14) compreendendo uma primeira seção (20a) e uma segunda seção de movimento (20b), cada uma disposta em eixo, respectivamente, com uma das duas linhas de fundição (21a, 21b); uma terceira seção de movimento (24) do produto fundido disposta em paralelo e desalinhada em relação às referidas primeira seção de movimento (20a) e segunda seção de movimento (20b) e alinhada a um eixo de laminação de uma linha de laminação (22), em paralelo e deslocado com relação às linhas de laminação (21a, 21b); e dispositivos de transferência (25) conformados para mover o produto fundido das referidas primeira seção de movimento (21a) e segunda seção de movimento (21b) para um meio de armazenamento (23) do referido forno (14) e dispositivos de extração (26) conformados para tirar o produto fundido do referido meio de armazenamento (23) e carregá-los na referida terceira seção de movimento (24); - uma unidade de laminação (16) que define o referido eixo de laminação.
9. Linha, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a referida primeira seção de movimento (20a) e a referida segunda seção de movimento (20b) do referido forno de manutenção e/ou possível aquecimento (14) compreendem, cada uma, rolos de extração motorizados (27, 29) dispostos deslocados e distanciados um com relação ao outro ao longo da extensão de alimentação dos lingotes, os quais são montados escorados sobre respectivos eixos (30, 31).
10. Linha, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a referida primeira seção de movimento (20a) e a segunda seção de movimento (20b) de cada forno de manutenção e/ou possível aquecimento (14) compreende rolos de extração motorizados (27, 29) em que os rolos de extração motorizados (27) da primeira seção de movimento (20a) mais externos ao forno (14) são montados escorados sobre respectivos eixos (31) e os rolos de extração motorizados (29) da segunda seção de movimento (20b) mais interna ao forno (14) são montados sobre respectivos eixos (31) com suporte duplo (35) dispostos externamente ao forno de manutenção de temperatura e/ou aquecimento (14).
11. Linha, de acordo com as reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que o comprimento ótimo do referido segmento cortado para o tamanho, com o qual o comprimento do forno de manutenção de temperatura e/ou aquecimento (14) está correlacionado, é uma função da redução ao mínimo da combinação linear das perdas de calor no forno de manutenção e/ou possível aquecimento (14) e as perdas de material, usando a sequinte fórmula: Ct = Ky . Y + Ke . E. onde Ke . E representa a perda econômica causada pelo consumo de energia do forno (14), enquanto que o termo Ky.Y representa a perda econômica causada por aparas, bloqueios e barras curtas na unidade de laminação (16).
12.
Linha, de acordo com as reivindicações 8 a 11, caracterizada pelo fato de que, na seção de linha compreendida entre a saída da máquina de fundição (11) com duas linhas de fundição (21a, 21b) e a entrada na unidade de laminação (16), uma unidade de redução adicional (13) é proporcionada, composta de pelo menos uma plataforma de laminação.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ITUD2010A000148A IT1402238B1 (it) | 2010-07-21 | 2010-07-21 | Procedimento e impianto di colata e laminazione continua per realizzare prodotti laminati metallici lunghi |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BRPI1003247A2 true BRPI1003247A2 (pt) | 2012-05-02 |
Family
ID=43646048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BRPI1003247-9A BRPI1003247A2 (pt) | 2010-07-21 | 2010-08-18 | método de fundição e laminação contìnua e instalação para preparar produtos metálicos longos laminados |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8322401B2 (pt) |
EP (1) | EP2410273A1 (pt) |
KR (1) | KR20120018237A (pt) |
CN (1) | CN102343358B (pt) |
BR (1) | BRPI1003247A2 (pt) |
DE (1) | DE202010018534U1 (pt) |
IT (1) | IT1402238B1 (pt) |
MX (1) | MX2010009062A (pt) |
RU (1) | RU2553162C2 (pt) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1400913B1 (it) * | 2010-06-24 | 2013-07-02 | Danieli Off Mecc | Procedimento e impianto di colata e laminazione per realizzare prodotti laminati metallici lunghi |
AT513298B1 (de) * | 2012-08-20 | 2017-03-15 | Primetals Technologies Austria GmbH | Zwischenstraßenbereich einer Gieß-Walz-Verbundanlage |
ITUD20130128A1 (it) * | 2013-10-04 | 2015-04-05 | Danieli Off Mecc | Impianto siderurgico a linea di co-laminazione multipla e relativo metodo di produzione |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3525457C3 (de) * | 1985-07-17 | 1999-06-10 | Mannesmann Ag | Walzwerk zur Herstellung warmgewalzter Stahlbänder |
EP0264459B1 (de) * | 1986-10-13 | 1989-09-20 | Sms Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft | Herstellung von warmgewalztem Stahlband aus stranggegossenen Brammen |
IT1214201B (it) * | 1987-08-05 | 1990-01-10 | Danieli Off Mecc | Impianto per la laminazione diprodotti lunghi da billette e blumi provenienti da piu' linee di colata continua. |
IT1225544B (it) * | 1988-07-26 | 1990-11-22 | Danieli Off Mecc | Impianto di laminazione prodotti piani |
US5382159A (en) * | 1993-02-03 | 1995-01-17 | Bricmanage, Inc. | Heating furnace system and method for producing hot rolled workpieces |
ES2112440T3 (es) * | 1993-05-17 | 1998-04-01 | Danieli Off Mecc | Linea para producir banda y/o plancha. |
US6289972B1 (en) * | 1999-05-21 | 2001-09-18 | Danieli Technology Inc. | Integrated plant for the production of rolled stock |
US6240763B1 (en) * | 1999-05-21 | 2001-06-05 | Danieli Technology, Inc. | Automated rolling mill administration system |
DE102006005635A1 (de) * | 2006-02-08 | 2007-08-09 | Sms Demag Ag | Rollenherdofen zum Aufheizen und/oder Temperaturausgleichen von Stranggiessprodukten aus Stahl oder Stahllegierung und dessen Anordnung vor einer Warmband-Fertigwalzstrasse |
IT1400913B1 (it) * | 2010-06-24 | 2013-07-02 | Danieli Off Mecc | Procedimento e impianto di colata e laminazione per realizzare prodotti laminati metallici lunghi |
-
2010
- 2010-07-21 IT ITUD2010A000148A patent/IT1402238B1/it active
- 2010-08-18 EP EP10173180A patent/EP2410273A1/en not_active Withdrawn
- 2010-08-18 MX MX2010009062A patent/MX2010009062A/es active IP Right Grant
- 2010-08-18 RU RU2010135758/02A patent/RU2553162C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2010-08-18 DE DE202010018534.3U patent/DE202010018534U1/de not_active Expired - Lifetime
- 2010-08-18 US US12/858,896 patent/US8322401B2/en active Active
- 2010-08-18 BR BRPI1003247-9A patent/BRPI1003247A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2010-08-18 KR KR1020100080034A patent/KR20120018237A/ko not_active Application Discontinuation
- 2010-08-18 CN CN201010259129.6A patent/CN102343358B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2410273A1 (en) | 2012-01-25 |
DE202010018534U1 (de) | 2017-06-16 |
US8322401B2 (en) | 2012-12-04 |
US20120018114A1 (en) | 2012-01-26 |
CN102343358A (zh) | 2012-02-08 |
ITUD20100148A1 (it) | 2012-01-22 |
CN102343358B (zh) | 2015-12-09 |
IT1402238B1 (it) | 2013-08-28 |
RU2553162C2 (ru) | 2015-06-10 |
KR20120018237A (ko) | 2012-03-02 |
MX2010009062A (es) | 2012-01-20 |
RU2010135758A (ru) | 2012-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101365918B (zh) | 用于对由钢或者合金钢组成的连铸产品进行加热和/或温度平衡的辊底加热炉及其辊底加热炉的使用方法 | |
KR101819881B1 (ko) | 조강류의 금속 압연제품을 제조하기 위한 주조 및 연속 압연 방법과 플랜트 | |
CA2491676A1 (en) | Method and continuous casting and rolling plant for the semi-endless or endless rolling by casting a metal strand, especially a steel strand, which is cut to length as required after solidification | |
BRPI1003247A2 (pt) | método de fundição e laminação contìnua e instalação para preparar produtos metálicos longos laminados | |
BRPI1002945A2 (pt) | aparelho para manutenção de temperatura e/ou possìvel aquecimento para produtos metálicos longos e método relacionado | |
CA2753152A1 (en) | System and method for casting and rolling metal | |
US8322400B2 (en) | Casting and continuous rolling method and plant to make long metal rolled products | |
US8257643B2 (en) | Temperature maintenance and/or possible heating apparatus for long metal products and relative method | |
ITMI940123A1 (it) | Processo ed impianto per produrre acciaio laminato a caldo in nastro | |
JP5830037B2 (ja) | 熱間板材製造設備及び熱間板材製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
B07A | Technical examination (opinion): publication of technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette] | ||
B09B | Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette] | ||
B09B | Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette] |