ITBS20120016A1 - PLATE OF A PLANT FOR CONTINUOUS CASTING - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Forma oggetto della presente invenzione una lingottiera di un impianto per colata continua, in particolare per la produzione di acciaio. The subject of the present invention is an ingot mold of a continuous casting plant, in particular for the production of steel.
Negli ultimi decenni, gli impianti di produzione dell'acciaio per colata continua hanno assunto una notevole importanza, al punto che oltre il 95% della produzione mondiale si avvale di tale tecnologia e, nei Paesi del Nord-Europa ed in alcuni Paesi ad economia emergente, addirittura il 100%. In recent decades, continuous casting steel production plants have assumed considerable importance, to the point that over 95% of world production makes use of this technology and, in Northern European countries and in some emerging economy countries , even 100%.
Come à ̈ noto, il processo di colata continua prevede di versare l'acciaio liquido in una lingottiera, detta anche cristallizzatore, dal quale l'acciaio fuoriesce con continuità sotto forma di billette, blumi o lastre aventi una pelle solidificata ed un nocciolo ancora non solidificato. As is known, the continuous casting process involves pouring the liquid steel into an ingot mold, also called crystallizer, from which the steel comes out continuously in the form of billets, blooms or sheets having a solidified skin and a core not yet solidified.
La funzione della lingottiera à ̈ quindi quella di fornire il supporto alla crescita di spessore della pelle, fino al punto in cui essa diventa "autoportante" per il semilavorato che fuoriesce. The function of the ingot mold is therefore to provide support for the growth in thickness of the leather, up to the point where it becomes "self-supporting" for the semi-finished product that comes out.
E' chiaro che, allo scopo di incrementare la capacità produttiva di un impianto, si desideri aumentare la velocità di fuoriuscita del semilavorato dalla lingottiera, scontrandosi tuttavia con le esigenze di un adeguato raffreddamento del metallo, necessario per la formazione di una adeguata pelle del semilavorato. Esistono numerosi esempi di realizzazione di lingottiere per colata continua; alcuni sono descritti nei documenti US 2006/023716, US 2010/0155570, US 5.360.053, oppure sono noti sul mercato, come la lingottiera CONVEX® e INVEX® di SMS CONCAST AG o la lingottiera DIAMOLD di Siemens-Voest Alpine o la lingottiera DANAM della Danieli & C. Officine Meccaniche S.p.A. It is clear that, in order to increase the production capacity of a plant, it is desired to increase the speed of exit of the semi-finished product from the mold, however meeting the need for adequate cooling of the metal, necessary for the formation of an adequate skin of the semi-finished product. . There are numerous examples of embodiment of ingot molds for continuous casting; some are described in documents US 2006/023716, US 2010/0155570, US 5,360,053, or are known on the market, such as the CONVEX® and INVEX® mold from SMS CONCAST AG or the DIAMOLD mold from Siemens-Voest Alpine or the mold DANAM of Danieli & C. Officine Meccaniche S.p.A.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una lingottiera di un impianto per colata continua, in particolare per la produzione di acciaio in billette, blumi o lastre, che soddisfi le suddette esigenze e migliori ulteriormente la produttività degli impianti. Tale scopo à ̈ raggiunto da un assieme lingottiera realizzata in accordo con la rivendicazione 1 seguente. Le caratteristiche ed i vantaggi dell'assieme lingottiera secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le figure allegate, in cui: The purpose of the present invention is to produce an ingot mold of a continuous casting plant, in particular for the production of steel in billets, blooms or plates, which satisfies the above requirements and further improves the productivity of the plants. This object is achieved by an ingot mold assembly made in accordance with claim 1 below. The characteristics and advantages of the mold assembly according to the present invention will be evident from the description given below, given by way of non-limiting example, in accordance with the attached figures, in which:
- la figura 1 mostra uno schema di un impianto per colata continua dell'acciaio; e - figure 1 shows a diagram of a plant for continuous casting of steel; And
- la figura 2 rappresenta una vista in sezione trasversale schematica di un assieme lingottiera dell'impianto della figura 1. Figure 2 represents a schematic cross-sectional view of an ingot mold assembly of the implant of Figure 1.
Un impianto 1 per colata continua, ad esempio per acciaio, comprende una siviera 2 mobile adatta al contenimento di acciaio liquido, e una paniera 4 o distributore adatta a ricevere l'acciaio liquido dalla siviera, in genere per gravità . A continuous casting plant 1, for example for steel, comprises a mobile ladle 2 suitable for containing liquid steel, and a tundish 4 or distributor suitable for receiving the liquid steel from the ladle, generally by gravity.
L'impianto 1 comprende inoltre un assieme lingottiera 6, disposta a valle della paniera 4, munito di un'apertura di ingresso per ricevere l'acciaio liquido e un'apertura di uscita sottostante, per la fuoriuscita del semilavorato parzialmente solidificato. The plant 1 also comprises an ingot mold assembly 6, arranged downstream of the tundish 4, equipped with an inlet opening for receiving the liquid steel and an outlet opening below, for the discharge of the partially solidified semi-finished product.
Preferibilmente, l'impianto 1 comprende un dispositivo di oscillazione 8, impegnato con la lingottiera 6, adatto a imporre alla lingottiera un movimento di oscillazione verticale per agevolare la funzionalità dell'assieme lingottiera, evitando l'incollaggio dell'acciaio solidificato alla parete della lingottiera e in definitiva per agevolare la fuoriuscita del semilavorato. Preferably, the plant 1 comprises an oscillation device 8, engaged with the mold 6, suitable for imposing a vertical oscillation movement on the mold to facilitate the functionality of the mold assembly, avoiding the gluing of the solidified steel to the wall of the mold. and ultimately to facilitate the release of the semi-finished product.
L'impianto 1 comprende inoltre un dispositivo a rulli 10, posto a valle della lingottiera, comprendente una pluralità di coppie di rulli 12 o di singoli rulli 14 che definiscono un percorso forzato per il semilavorato uscente dalla lingottiera. The plant 1 also comprises a roller device 10, located downstream of the mold, comprising a plurality of pairs of rollers 12 or single rollers 14 which define a forced path for the semi-finished product exiting the mold.
Il percorso definito dal dispositivo a rulli 10 Ã ̈ inizialmente arcuato e successivamente rettilineo, per accompagnare adeguatamente il semilavorato. The path defined by the roller device 10 is initially arched and subsequently straight, to adequately accompany the semi-finished product.
L'impianto 1 comprende inoltre una camera di raffreddamento 16, sovrapposta ad almeno un tratto del percorso definito dal dispositivo a rulli 10, preferibilmente lungo il percorso arcuato, adatta al raffreddamento forzato del semilavorato. The plant 1 also comprises a cooling chamber 16, superimposed on at least a portion of the path defined by the roller device 10, preferably along the arched path, suitable for forced cooling of the semi-finished product.
Ad esempio, la camera di raffreddamento 16 comprende una pluralità di ugelli per spruzzare il liquido di raffreddamento, generalmente acqua. For example, the cooling chamber 16 comprises a plurality of nozzles for spraying the coolant, generally water.
Inoltre, l'impianto 1 comprende una macchina raddrizzatrice/estrattrice 20, posta lungo il percorso definito dal dispositivo a rulli e in particolare alla fine del tratto arcuato di questo. Furthermore, the plant 1 comprises a straightening / extracting machine 20, placed along the path defined by the roller device and in particular at the end of the arched portion thereof.
La macchina raddrizzatrice/estrattrice 20 Ã ̈ adatta a imporre il raddrizzamento del semilavorato, che a valle di questa prosegue lungo il percorso rettilineo, e ad estrarre il semilavorato dalla lingottiera. The straightening / extractor machine 20 is suitable for imposing the straightening of the semi-finished product, which continues downstream from this along the straight path, and for extracting the semi-finished product from the mold.
Infine, l'impianto 1 comprende una macchina di taglio 30, disposta a valle della macchina raddrizzatrice/estrattrice 20, lungo il tratto rettilineo del percorso, adatta al taglio del semilavorato alla lunghezza predefinita. Finally, the plant 1 comprises a cutting machine 30, arranged downstream of the straightening / extracting machine 20, along the straight section of the path, suitable for cutting the semi-finished product to the predefined length.
L'assieme lingottiera 6 comprende un mantello 62 esterno, denominato anche convogliatore, ed una lingottiera 64 interna, denominata anche cristallizzatore. The ingot mold assembly 6 comprises an outer shell 62, also called a conveyor, and an internal ingot mold 64, also called a crystallizer.
Il mantello 62 à ̈ costituito da una parete anulare, ad esempio realizzata in più porzioni unite fra loro, delimitata internamente da una superficie interna 62a; la lingottiera 64 à ̈ a sua volta costituita da una parete anulare, ad esempio in un unico pezzo, delimitata esternamente da una superficie esterna 64a, che si affaccia alla superficie interna 62a del mantello 62, ed internamente da una superficie interna 62b, rivolta verso l'acciaio S. The shell 62 is constituted by an annular wall, for example made in several portions joined together, internally delimited by an internal surface 62a; the ingot mold 64 is in turn constituted by an annular wall, for example in a single piece, externally delimited by an external surface 64a, which faces the internal surface 62a of the shell 62, and internally by an internal surface 62b, facing towards S.
Fra la superficie interna 62a del mantello 62 e la superficie esterna 64a della lingottiera 64, à ̈ presente un'intercapedine 66 per il passaggio di un liquido di raffreddamento, in genere acqua in pressione ad elevata velocità . Between the internal surface 62a of the shell 62 and the external surface 64a of the mold 64, there is a gap 66 for the passage of a cooling liquid, generally water under pressure at high speed.
L'assieme lingottiera 6 Ã ̈ quindi preferibilmente del tipo tubolare con raffreddamento a mantello. The ingot mold assembly 6 is therefore preferably of the tubular type with shell cooling.
L'assieme lingottiera 6 comprende inoltre una pluralità di alette 70 disposte nell’intercapedine 66, fra la superficie interna 62a del mantello 62 e la superficie esterna 64a della lingottiera 64. The ingot mold assembly 6 further comprises a plurality of fins 70 arranged in the interspace 66, between the internal surface 62a of the shell 62 and the external surface 64a of the mold 64.
Dette alette 70 hanno estensione lungo la direzione longitudinale, ossia lungo la direzione di fuoriuscita del semilavorato, preferibilmente per l’intera lunghezza della lingottiera 64 e sono disposte parallelamente fra loro e distanziate, preferibilmente in maniera equidistante sulla faccia del contenitore. Longitudinalmente, fra due alette successive affiancate, si realizzano pertanto condotti 72 di raffreddamento, particolarmente vantaggiosi per il raffreddamento della lingottiera, in quanto limitano o addirittura evitano che il liquido di raffreddamento segua percorsi preferenziali trasversali. Said fins 70 extend along the longitudinal direction, ie along the exit direction of the semifinished product, preferably for the entire length of the mold 64 and are arranged parallel to each other and spaced apart, preferably equidistant on the face of the container. Lengthwise, between two successive side-by-side fins, cooling ducts 72 are therefore formed, which are particularly advantageous for cooling the mold, since they limit or even prevent the cooling liquid from following preferential transverse paths.
Preferibilmente, sulla superficie esterna 64a della lingottiera 64 sono presenti scanalature longitudinali, in cui sono inserite dette alette, sporgenti verso la superficie interna 62a del mantello 62, preferibilmente fino al contatto con detta superficie interna 62a del mantello 62. Preferably, longitudinal grooves are present on the external surface 64a of the mold 64, into which said fins are inserted, protruding towards the internal surface 62a of the shell 62, preferably until they come into contact with said internal surface 62a of the shell 62.
In altre parole, le alette 70 sono riportate sulla lingottiera 64. In other words, the fins 70 are placed on the mold 64.
Secondo una variante di realizzazione (non illustrata), le alette sono riportate sul mantello 62 della lingottiera. According to a variant embodiment (not shown), the fins are placed on the shell 62 of the mold.
Secondo una forma preferita di realizzazione, le alette sono in rame o sue leghe. According to a preferred embodiment, the fins are made of copper or its alloys.
Preferibilmente, inoltre, la superficie esterna 64a della lingottiera 64 e la superficie interna 62a del mantello 62 sono formate da porzioni rispettivamente affacciate, così che entrambe le superfici risultano quadrangolari o poligonali con ugual numero di facce. Preferibilmente, inoltre, la superficie interna 64b della lingottiera 64 à ̈ formata da facce piane, ad esempio convergenti nel verso di fuoriuscita del semilavorato, secondo una forma ad imbuto. Furthermore, the external surface 64a of the mold 64 and the internal surface 62a of the shell 62 are preferably formed by portions facing each other, so that both surfaces are quadrangular or polygonal with the same number of faces. Furthermore, the internal surface 64b of the mold 64 is preferably formed by flat faces, for example converging in the direction of exit of the semi-finished product, according to a funnel shape.
Preferibilmente, la lingottiera 64 Ã ̈ realizzata in rame (ad esempio rame disossidato al fosforo al 99,9% di rame) o sue leghe (ad esempio leghe rame-argento, ramecromo-zirconio, rame-berillio), ad esempio tramite processi di estrusione o per lavorazioni meccaniche ad asportazione di truciolo. Preferably, the ingot mold 64 is made of copper (for example deoxidized copper with 99.9% copper phosphorus) or its alloys (for example copper-silver alloys, cochromium-zirconium, copper-beryllium), for example through processes of extrusion or for machining with chip removal.
Preferibilmente, internamente, la lingottiera à ̈ rivestita con cromo oppure nichel-cromo, eventualmente prevedendo l'utilizzo di materiali intermedi per compensare le differenti dilatazioni termiche. Preferably, internally, the mold is coated with chromium or nickel-chromium, possibly providing for the use of intermediate materials to compensate for the different thermal expansions.
Preferibilmente, il mantello 62 Ã ̈ realizzato in acciaio, ad esempio tramite lavorazioni meccaniche ad asportazione di truciolo. Preferably, the shell 62 is made of steel, for example by means of mechanical machining operations with chip removal.
Innovativamente, l'assieme lingottiera secondo la presente invenzione presenta una elevata capacità di raffreddamento e quindi consente di elevare la produttività dell'impianto, mantenendo una notevole semplicità costruttiva. Innovatively, the ingot mold assembly according to the present invention has a high cooling capacity and therefore allows the plant productivity to be increased, while maintaining considerable constructive simplicity.
Vantaggiosamente, inoltre, l'assieme lingottiera secondo l'invenzione presenta una elevata uniformità di raffreddamento, che evita deformazioni del semilavorato in formazione. Advantageously, moreover, the mold assembly according to the invention has a high cooling uniformity, which avoids deformations of the semi-finished product being formed.
Secondo un aspetto vantaggioso ancora ulteriore, l'assieme lingottiera secondo l'invenzione presenta una elevata durata di utilizzo. According to a still further advantageous aspect, the mold assembly according to the invention has a long service life.
Ulteriormente, vantaggiosamente, l'assieme lingottiera consente di ridurre i difetti di forma del semilavorato, in virtù della limitata contrazione subita dalla lingottiera. Furthermore, advantageously, the mold assembly allows to reduce the shape defects of the semi-finished product, by virtue of the limited contraction suffered by the mold.
E' chiaro che un tecnico del ramo, al fine di soddisfare esigenze contingenti, potrebbe apportare modifiche all'assieme lingottiera sopra descritto. It is clear that a person skilled in the art, in order to meet contingent needs, could make changes to the mold assembly described above.
Ad esempio, benché la descrizione si riferisca esplicitamente alla colata continua per acciaio, l'assieme lingottiera secondo l'invenzione à ̈ utilizzabile per la colata continua di altri metalli, ad esempio alluminio o rame. For example, although the description refers explicitly to continuous casting for steel, the mold assembly according to the invention can be used for the continuous casting of other metals, for example aluminum or copper.
Anche tali varianti sono contenute nell'ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti. These variants are also contained in the scope of protection as defined by the following claims.
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