ES2273979T3 - Rodillo destinado al transporte de una banda metalica en una instalacion de recocido continuo. - Google Patents
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Abstract
Rodillo destinado al transporte de una banda metálica en una instalación de recocido continuo, compuesto por un árbol de accionamiento (2) que porta una virola (3) soporte de banda, caracterizado porque al menos la virola es realizada de material compuesto, y porque dicho material es un compuesto carbono ¿ fibra de carbono (CFC).
Description
Rodillo destinado al transporte de una banda
metálica en una instalación de recocido continuo.
La invención concierne a un rodillo destinado al
transporte de una banda metálica en una instalación de recocido
continuo compuesto por un árbol de accionamiento que porta una
virola soporte de banda.
Los rodillos que permiten el transporte de la
banda, en recocidos continuos de bandas metálicas de material
ferroso o no ferroso, son en general de acero aleado.
Estos tipos de rodillo tienen desde el punto de
vista termomecánico un coeficiente de dilatación de 17.10^{-6}/ºC
y un coeficiente de conductividad térmica de aproximadamente 20
w/m.ºC.
Para compensar las deformaciones termomecánicas
en los recocidos, se busca un compromiso entre el perfil mecánico
de la generatriz de las virolas de los rodillos dados mediante
mecanizado a fin de evitar la formación de pliegues en las bandas
de formato ancho y delgado y los desplazamientos de la banda en el
caso del tratamiento de bandas de formato de ancho reducido. Los
rodillos son generalmente cilíndricos o realizados con una
generatriz ligeramente curva, pero se deforman en la instalación de
recocido debido al hecho del aporte calórico de la banda sometida a
recocido.
Es conocido a partir de numerosas patentes de
rodillos que comprenden un zuncho, por ejemplo a base de cobre. La
deformada de la generatriz de este tipo de rodillo, en un
dispositivo de recocido, es mejorada en un factor de
aproximadamente 2 gracias a la alta conductividad del cobre. Sin
embargo, esos rodillos son pesados y presentan una gran inercia
térmica.
Es generalmente conocido a partir de la patente
GB 945 244 un rodillo para un dispositivo de recocido en continuo
de banda metálica que comprende una envoltura compuesta tanto de
grafito, como de una mezcla de carbono y de polvo de metal
aglomerado unido por ejemplo por un material a base de betún. Este
tipo de aglomerado no parece haber sido desarrollado de manera
industrial.
JP-A-58-048619
divulga un rodillo que tiene una virola compuesta que comprende SiC
y grafito.
JP-A-10-183260
divulga un rodillo que comprende un árbol en CFC.
El objeto de la invención es minimizar las
deformaciones del perfil de los rodillos en función de las
temperaturas y del formato de banda a fin de abrir el campo de
utilización y permitir el paso, de bandas anchas y delgadas sin
generar pliegues y de banda estrecha, sin necesidad de un guiado de
banda, gracias a un rodillo indeformable, de peso e inercia mínima
realizado a un costo inferior, comparativamente a los rodillos por
ejemplo de acero refractario con un zuncho de cobre.
El objeto de la invención es proponer un rodillo
destinado al transporte de una banda metálica, en una instalación
de recocido continuo, compuesto por un árbol de accionamiento que
porta una virola soporte de banda, como es definido en la
reivindicación.
Las otras características de la invención
son:
- el árbol es realizado en material compuesto
CFC o metálico.
- el material compuesto comprende fibras tejidas
en al menos dos dimensiones.
- la virola comprende un revestimiento duro
metálico o cerámico.
- el revestimiento es seleccionado entre el
carburo de cromo o de un zirconio.
- el revestimiento puede comprender una
sub-capa.
- la sub-capa es seleccionada
entre el tipo de carbono IC, carburo de silicio.
La descripción que sigue y las figuras anexas,
dadas completamente a título de ejemplo no limitativo, harán
comprender bien la invención.
La figura 1 presenta un ejemplo de rodillo según
la invención.
La figura 2 presenta perfiles de deformación A1
y A2 a una temperatura ambiente de 900ºC y 2 anchos de banda a
300ºC del rodillo A según la invención, así como los perfiles B1,
B2, C1, C2, en las mismas condiciones de temperaturas y de ancho de
banda, dos rodillos B y C, uno siendo una virola de acero
refractario, el otro teniendo una virola que comprende un
revestimiento bi-capa hierro - cobre.
Como es representado en la figura 1, el rodillo
1 según la invención está destinado al transporte de una banda
metálica en una instalación de recocido continuo. Dicho rodillo 1
está, en un ejemplo de la invención, compuesto por un árbol 2 o
husada, destinado al soporte y al accionamiento del rodillo, dicho
árbol portando una virola 3 sobre la cual se apoya la banda
destinada a ser recocida.
Según la invención, al menos una parte del
rodillo 1 es realizado en material compuesto, la parte más
importante siendo la virola 3. Por razones de homogeneidad, el
árbol 2 del rodillo 1 puede ser realizado igualmente de material
compuesto.
El material compuesto utilizado es un compuesto
de carbono - fibra de carbono (CFC).
En su estructura, el material compuesto
comprende fibras, por ejemplo, tejidas en dos o tres
dimensiones.
De preferencia, la virola 3 comprende un
revestimiento 4 duro metálico o cerámico. El revestimiento 4 duro
está entonces en contacto con la banda tratada. El revestimiento 4
es realizado de preferencia por proyección de carburo de cromo, de
un zirconio o de cualquier otro revestimiento practicado sobre los
rodillos de horno.
El rodillo 1 según la invención puede comprender
una virola 3 que presenta como sub-capa del
revestimiento 4 una capa 5 llamada tampón compuesta de material
seleccionado por ejemplo, entre el tipo de carbono IC, SIC.
La invención concierne a la utilización de un
compuesto carbono - fibras de carbono (CFC), para la fabricación de
la virola de un rodillo de una instalación de recocido de una banda
metálica y específicamente de una banda de acero.
Los materiales compuestos seleccionados son hoy
en día empleados específicamente en el campo espacial. Los mismos
son utilizados por su gran resistencia mecánica a alta temperatura
(1200ºC) resistencia superior a aquella de los aceros refractarios.
Su coeficiente de dilatación es entre cuatro y ocho veces inferior a
aquel de los aceros y su densidad cuatro veces más baja.
Según la invención, y en el ejemplo presentado
en características en la figura 2, el material compuesto es del
tipo carbono fibras de carbono (CFC).
Las condiciones son las siguientes:
- -
- temperatura de banda: 300ºC.
- -
- temperatura ambiente: 900ºC.
- -
- espesor de banda: 0,2 mm.
- -
- anchos de banda: 700 mm y 1200 mm.
Se ha podido constatar que bajo la forma
cilíndrica solicitada, la característica A de la deformación en
función de la temperatura del rodillo 1 de la invención, en una
longitud de 1500 mm, presenta, para este ejemplo dos anchos de
banda, 700 mm y 1200 mm, una muy poca variación, conservando el
rodillo una geometría cilíndrica casi perfecta. Los otros rodillos
de comparación B, y C, desarrollan una forma cóncava diferente en
función de los anchos de banda, implicando de este hecho, una
deformación de la chapa que éstos soportan durante la operación de
recocido. Esto conduce a mecanizar los rodillos para hacerlos
compatibles con la marcha de la línea.
Sin embargo, deberá haber un compromiso para que
el perfil de mecanización pretendido para contrarrestar la forma
cóncava, por ejemplo un abombado cilindro cónico, satisfaga el caso
para bandas de 700 mm a 1200 mm de ancho.
El rodillo así obtenido, tres veces más ligero
que un rodillo de acero, comprende una inercia mecánica tres veces
menor y un abombado térmico siete veces más bajo que el rodillo B de
acero y dos veces más bajo que un rodillo C revestido con una
estructura mixta de acero cobre.
La solución propuesta reside en la sustitución
de los aceros refractarios usuales por materiales compuestos
refractarios de muy bajo coeficiente de dilatación y a pesar de las
características conocidas de los materiales compuestos propuestos
por los inventores, no sería evidente llegar a la realización de un
rodillo casi indeformable con la temperatura, los materiales
compuestos utilizados no estando destinados a tal fin o tal
función.
Es posible combinando los constituyentes del
compuesto seleccionado, fibras y (o) matriz y la manera en la que
los mismos son ejecutados, optimizar los factores, resistencia
mecánica, coeficiente de dilatación, de manera de adaptarlos a la
función solicitada en una instalación de recocido, por ejemplo de
una banda de acero.
Claims (7)
1. Rodillo destinado al transporte de una banda
metálica en una instalación de recocido continuo, compuesto por un
árbol de accionamiento (2) que porta una virola (3) soporte de
banda, caracterizado porque al menos la virola es realizada
de material compuesto, y porque dicho material es un compuesto
carbono - fibra de carbono (CFC).
2. Rodillo según la reivindicación 1
caracterizado porque el árbol es realizado de material
compuesto carbono - fibra de carbono (CFC) o metálico.
3. Rodillo según una de las reivindicaciones 1 o
2 caracterizado porque dicho material compuesto comprende
fibras tejidas al menos en dos dimensiones.
4. Rodillo según la reivindicación 1
caracterizado porque la virola comprende un revestimiento (4)
duro metálico o cerámico.
5. Rodillo según la reivindicación 4
caracterizado porque dicho revestimiento es seleccionado
entre el carburo de cromo o de un zirconio.
6. Rodillo según una de las reivindicaciones 4 o
5 caracterizado porque dicho revestimiento puede comprender
una sub-capa (5).
7. Rodillo según la reivindicación 6
caracterizado porque la sub-capa es
seleccionada entre el tipo de carbono IC, SIC
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