ITMI991295A1

ITMI991295A1 - Metodo per la sigillatura dell'insieme lingotteria - falsa barra in un impianto di colata continua e relativo elemento sigillante

Info

Publication number: ITMI991295A1
Application number: IT1999MI001295A
Authority: IT
Inventors: Alfredo Poloni; Massimo Maurizio; Michele Meret
Original assignee: Danieli Off Mecc
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2000-12-10
Also published as: ES2204609T3; CN1221346C; CN1354702A; DE60004848T2; DE60004848D1; ITMI991295A0; EP1194254A1; AU5076200A; WO2000076693A1; EP1194254B1; ATE248039T1; AU765130B2

Description

Domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

Metodo per la sigillatura dell'Insieme lingottiera - falsa barra in un impiianto di colata continua e relativo elemento sigillante

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce a un metodo per la sigillatura dell'insieme lingottiera - falsa barra in un impianto di colata continua, alla guarnizione sigillante per realizzare il metodo e all'impiego di tale guarnizione nella colata continua. Più in particolare, l'invenzione si riferisce a un metodo nel quale la guarnizione sagomata viene posta nel cristallizzatore fuori linea, in condizione di totale sicurezza.

Stato della tecnica

Negli impianti di colata continua il metallo liquido viene versato in un cristallizzatore raffreddato, o lingottiera, a fondo aperto, posto al di sopra di una linea di estrazione e di ulteriore raffreddamento. Il metallo versato, a contatto con le pareti interne raffreddate della lingottiera, solidifica formando un guscio, contenente in genere ancora metallo liquido, che viene estratto in continuo dal fondo della lingottiera. Il metallo liquido contenuto nel guscio solidifica completamente lungo la linea di colata, dopo di che il corpo così prodotto viene in genere raddrizzato e infine tagliato in parti di lunghezza prefissata.

All’inizio delle operazioni di colata, quando la lingottiera è ancora completamente vuota, è necessario utilizzare mezzi per impedire al metallo fuso di defluire tal quale dalla lingottiera e per trattenerlo in essa fino a formazione di un guscio provvisto di adeguati spessore e resistenza.

Per questo compito si utilizza un corpo, detto falsa barra, avente una sezione trasversale appena più piccola di quella della lingottiera, che funga da chiusura provvisoria di quest'ultima. La falsa barra è da una parte in presa con un sottostante gruppo di estrazione e dall’altra è dotata di mezzi di aggancio sul corpo in formazione per solidificazione del metallo liquido nella lingottiera. Tenuto conto del fatto che i metalli liquidi hanno una bassa viscosità (per esempio il comportamento dell’acciaio liquido è in tutto paragonabile a quello dell’acqua), è chiaramente indispensabile sigillare perfettamente lo spazio esistente tra pareti interne della lingottiera e falsa barra, per evitare trafilamenti del metallo liquido e la conseguente possibilità di bloccare la macchina di colata, di danneggiarla o, peggio, di mettere in pericolo la sicurezza dei lavoratori. La sigillatura avviene essenzialmente in due modi, o ponendo il materiale sigillante nella lingottiera dopo che la falsa barra è stata posta in posizione operativa, oppure ponendo il materiale sigillante come guarnizione sulla testa della falsa barra prima che questa venga infilata nella lingottiera. Questi metodi hanno comunque importanti inconvenienti; infatti, per porre il materiale sigillante in lingottiera o si utilizza del personale che vada alla bocca della lingottiera, al di sotto della paniera e comunque delle attrezzature per il sostegno e la movimentazione di quest’ultima, o si utilizza, come suggerito per esempio dalla domanda di brevetto giapponese pubblicata JP 7-314099, una macchina automatica che spruzza il materiale sigillante entro la lingottiera; tuttavia, nel primo caso le condizioni di lavoro sono molto disagiate e pericolose, e nel secondo non si è mai sicuri che lo strato di materiale sigillante spruzzato sia perfettamente integro e non presenti pericolose fessurazioni. In ogni caso, utilizzare ancora un’altra macchina aumenta la complessità e il costo della lavorazione. Se invece si utilizzano guarnizioni da porre direttamente sulla testa della falsa barra, come per esempio nella domanda di brevetto giapponese pubblicata JP 8174160, o piastre interposte come nella domanda di brevetto europea 231.520, è necessario evitare che la guarnizione venga danneggiata, per urti o strappi, durante la risalita della falsa barra fino alla lingottiera, pertanto bisogna montare la guarnizione subito prima della lingottiera, e per questo il personale è costretto a lavorare nella camera di raffreddamento al di sotto della lingottiera per fissare manualmente la guarnizione sulla testa della falsa barra, in condizioni di lavoro ancor più disagiate e pericolose che alla bocca della lingottiera. La presente invenzione si propone di ovviare a tali inconvenienti, fornendo un metodo semplice e sicuro per assicurare la sigillatura dell'insieme lingottiera - falsa barra.

Descrizione dell’invenzione

Il metodo secondo la presente invenzione è essenzialmente basato sul fatto che si utilizza un elemento sigillante preformato che viene montato all’interno della lingottiera, prima dell’inserimento della falsa barra in quest'ultima, fuori dalla linea di colata utilizzata, preferibilmente fuori dall'impianto di colata. Quest’ultima soluzione è da preferire a causa dei grandi vantaggi che offre, tanto come tempi di esecuzione quanto per le assolute condizioni di sicurezza in cui viene realizzata; tuttavia, possono esistere situazioni, per esempio in impianti con una lingottiera montata in stand by a fianco della linea di colata utilizzata, in cui si può rivelare necessario montare la guarnizione entro l'impianto di colata ancorché fuori dalia linea di colata in uso.

Detto elemento sigillante è preferibilmente dotato, lungo tutto il bordo, di un rilievo periferico sporgente genericamente ad angolo retto rispetto al piano dell’elemento e avente sezione trasversale genericamente a cuneo rastremata verso l’estremità libera, in modo da potersi facilmente adattare alla testa della falsa barra quando questa viene posta entro la lingottiera e da essere gradualmente pressato tra falsa barra e lingottiera, in modo da garantire una perfetta sigillatura.

Inoltre, l’elemento sigillante può essere costituito da un corpo unico lastriforme in materiale plastico, oppure da una pluralità di parti solidarizzate da una associata piastra rìgida, per esempio metallica. L’elemento sigillante in corpo unico può essere dotato di un foro centrale passante, attraverso il quale passa un elemento, collegato alla falsa barra, di solidarizzazione tra questa e il corpo colato. Detto elemento di solidarizzazione può essere amovibile dalla falsa barra, e su questa fissato con mezzi di aggancio e sgancio rapido durante la sua salita verso la lingottiera, oppure fissato su detta piastra rigida, a sua volta collegata con detti mezzi di aggancio e sgancio rapido alla falsa barra. Nel caso di utilizzazione di elementi sigillanti formati da una pluralità di parti solidarizzate da una piastra rigida, tali parti sono per esempio in forma di corpi allungati con sezione trasversale a U, la cui cavità longitudinale alloggia i bordi di detta piastra rigida di solidarizzazione. In ogni caso l'elemento sigillante, tanto come corpo unico che come insieme di parti assemblate su piastra rigida, ha pianta di forma simile alla sezione orizzontale della lingottiera con la quale sarà impiegato e dimensioni lineari dei lati leggermente superiori, per esempio tra lo 0,1 e il 4 % del relativo lato della lingottiera, o del diametro della stessa nel caso di lingottiere a sezione circolare, in modo che l'attrito provocato dalla deformazione dell’elemento sigillante dovuto alla differenza di dimensioni lo tenga in posizione entro la lingottiera.

Preferibilmente, l’elemento sigillante, provvisto di foro centrale passante, può essere dotato anche di una pluralità di tagli che si dipartono dal foro centrale, per facilitare il passaggio dell’elemento di solidarizzazione con il corpo colato.

Nella pratica, viene predisposta una pluralità di tipi di elementi sigillanti, un tipo per ciascuna sezione trasversale di lingottiera; quando si debba utilizzare una specifica lingottiera, si sceglie l'elemento sigillante appropriato e, prima dell'inserimento della falsa barra, lo si installa all'interno della lingottiera, nella quale rimane bloccato, avendo, come prima accennato, una sezione trasversale di dimensioni leggermente superiori a quelle interne della lingottiera. Nel caso preferito che l’operazione venga effettuata fuori dall’impianto di colata, la lingottiera prowista dì guarnizione può quindi venire trasportata a tempo debito alla macchina di colata continua e su questa fissata.

In ogni caso, quando la lingottiera munita di guarnizione è nella linea di colata, si fa risalire verso la lingottiera la falsa barra, provvista degli elementi di aggancio al corpo colato, e la si spinge all’interno di quest’ultima. L'ingaggio tra falsa barra, pareti interne della lingottiera ed elemento sigillante favorisce lo schiacciamento contro la lingottiera del bordo periferico di quest'ultimo, in particolare se dotato di rilievo sporgente ad angolo retto, così fornendo una sigillatura perfetta.

Gli elementi di solidarizzazione della falsa barra con il corpo colato possono essere di qualsiasi tipo idoneo, per esempio del tipo detto "a pino”, o a gabbia o a spirale, possono essere solidali alla falsa barra o da questa rimovibili oppure possono essere solidali a una piastra rigida, a sua volta solidarizzabile, in modo rimovibile, alla falsa barra. Detti elementi di solidarizzazione o detta piastra sono collegabili alla falsa barra per il tramite di elementi di aggancio e sgancio rapidi, per esempio anelli a espansione, ganci a molla e simili.

Per rendere più rapida la formazione del primo strato di metallo solidificato all’interno della lingottiera e quindi evitare che l’elemento sigillante bruci lasciando trafilare il metallo liquido fuori della lingottiera, è possibile, in modo in sé noto, aggiungere entro la lingottiera, al di sopra della falsa barra provvista di guarnizione sigillante, del materiale raffreddante, per esempio rottame metallico minuto.

Descrizione particolareggiata dell’invenzione

La presente invenzione verrà ora descritta con maggior precisione in relazione ad alcune realizzazioni preferite, mostrate a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle accluse tavole di disegno in cui: • Fig. 1 rappresenta una vista schematica di un elemento sigillante secondo la presente invenzione;

• Fig. 2 rappresenta una vista in sezione verticale di una lingottiera provvista di un elemento sigillante, assieme alla testa della falsa barra pronta per essere spinta entro la lingottiera;

• Fig. 3 rappresenta una vista analoga a quella della Fig. 2, ma con la falsa barra inserita nella lingottiera;

• Fig. 4 rappresenta schematicamente un elemento sigillante costituito da una pluralità di parti, associate a una piastra rigida;

• Fig. 5 mostra due possibili sezioni trasversali di una di dette pluralità di parti costituenti un elemento sigillante.

Nella Fig. 1 si mostra una vista schematica in pianta di un elemento sigillante 1, provvisto di un rilievo sporgente 2 sul bordo, mostrato in tratteggio, di un foro centrale 3 e di tagli 4.

Come illustrato in Fig. 2, in ciascuna specifica lingottiera 5 viene installato, ancora al di fuori della macchina di colata, un idoneo elemento sigillante 1; nella Figura, la lingottiera è mostrata in linea con la testa della falsa barra 7, a sua volta provvista di mezzi 6 di solidarizzazione al corpo colato. Tali mezzi 6 di solidarizzazione possono essere solidali alla falsa barra oppure amovibili, nel qual caso vengono previsti mezzi 11 in sé noti di aggancio e sgancio rapido con la falsa barra.

All'inizio delle operazioni di colata, la testa della falsa barra 7 viene introdotta nella lingottiera 5, come mostrato in Fig. 3, schiacciando il bordo 2 dell'elemento sigillante 1 tra di essa e le pareti interne della lingottiera; nella posizione mostrata , l'elemento 6 di solidarizzazione ha forzato i tagli 2 di Fig. 1 ad aprirsi, in modo da poter passare attraverso il foro 3, per sporgere entro la lingottiera e qui agganciarsi in seguito al metallo che verrà colato nella lingottiera stessa.

L’elemento sigillante è in materiale semi - rigido e deformabile, come per esempio plastiche, resine termoplastiche e altri materiali con simili caratteristiche di resistenza e duttilità.

Come detto in precedenza, il corpo sigillante 1 può avere forma di lastra piana in un materiale deformabile relativamente rigido, preferibilmente dotata sui bordi di un rilievo continuo 2 avente sezione trasversale genericamente a cuneo, sporgente ad angolo genericamente retto dal piano di detta lastra. In alternativa, come mostrato in Fig. 4, è possibile utilizzare una piastra rigida 8, per esempio metallica, avente forma in pianta simile alla sezione trasversale interna della lingottiera, ma dimensioni minori, dotata di mezzi 6 di solidarizzazione al corpo colato e di mezzi, non mostrati, di aggancio alla falsa barra.

Sui bordi di tale piastra rigida 8, vengono montati a incastro elementi sigillanti 10 in materiale plastico, che formano una sporgenza continua oltre i bordi della piastra rìgida stessa, in modo che l’insieme piastra più elementi sigillanti assuma dimensioni leggermente superiori a quelle interne della lingottiera, analogamente a quanto detto per l'elemento sigillante 1 in forma di lastra, sopra descritto. Tale assieme viene montato, prima dell'inserimento della falsa barra, entro la lingottiera, come già descritto per l'elemento 1. La Fig. 5 mostra due possibili sezioni trasversali di detti elementi 10, una genericamente a forma di U, l’altra simile alla prima, ma provvista di rilievo continuo 2 a sezione genericamente a cuneo.

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Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la sigillatura di un insieme lingottiera - falsa barra in un impianto di colata continua, in cui si utilizza un elemento sigillante preformato, che viene installato all'interno della lingottiera, prima dell’inserimento della falsa barra in quest'ultima.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui l'elemento sigillante viene montato nella lingottiera quando questa è fuori dalla linea di colata utilizzata.
3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui l'elemento sigillante viene montato nella lingottiera quanto quest’ultima è fuori dall'impianto di colata.
4. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detto elemento sigillante ha pianta di forma simile alla sezione orizzontale interna della lingottiera con la quale sarà impiegato e dimensioni lineari dei lati leggermente superiori ai corrispondenti lati della lingottiera.
5. Metodo secondo la rivendicazione 4, in cui le dimensioni lineari dei lati dell’elemento sigillante sono superiori ai corrispondenti lati della lingottiera per un valore compreso tra lo 0,1 e il 4 %.
6. Metodo secondo la rivendicazione 1 , in cui la tenuta tra falsa barra e lingottiera è causata dalla deformazione del bordo di detto elemento sigillante forzato tra pareti interne della lingottiera e falsa barra.
7. Metodo secondo la rivendicazione 6, in cui il bordo di detto elemento sigillante è dotato di un rilievo sporgente genericamente ad angolo retto rispetto al piano dell'elemento sigillante e solidale a questo, detto rilievo sporgente avendo una sezione trasversale genericamente triangolare ed essendo forzato, nell’uso, tra falsa barra e pareti interne della lingottiera.
8. Elemento sigillante per garantire la tenuta tra falsa barra e lingottiera in un impianto di colata continua, da montare entro la lingottiera quando questa è la di fuori dell'impianto di colata e costituito da un corpo piano e relativamente sottile avente forma in pianta simile a quella della lingottiera con cui verrà utilizzato e dimensioni lineari dei lati leggermente maggiori di quelle dei corrispondenti lati della lingottiera.
9. Elemento sigillante secondo la rivendicazione 8, in cui detto corpo piano è provvisto lungo tutto il bordo periferico di un rilievo periferico sporgente genericamente ad angolo retto rispetto al piano dell’elemento sigillante e solidale a questo, detto rilievo sporgente avendo una sezione trasversale genericamente triangolare.
10. Elemento sigillante secondo la rivendicazione 8, ulteriormente provvisto di un foro passante centrale, per il passaggio di elementi di aggancio della falsa barra al corpo colato in continuo, dal quale si diparte una pluralità di tagli passanti.
11. Elemento sigillante secondo la rivendicazione 8, associato a una piastra rigida, eventualmente dotata di mezzi di solidarizzazione alla falsa barra.
12. Elemento sigillante secondo la rivendicazione 11 costituito da una pluralità di parti separate montate lungo il bordo di detta piastra rigida.
13. Utilizzazione in un processo di colata continua di un elemento sigillante secondo le rivendicazione da 8 a 12, che viene montato entro la lingottiera prima che in essa venga inserita la falsa barra.