horno de recalentamiento, de mantenimiento y de acumulacion de

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OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
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kInt. Cl. : F27B 9/20
11 Número de publicación:
2 084 574
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ESPAÑA
B21B 1/46
C21D 9/00
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TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
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kNúmero de solicitud europea: 95402131.7
kFecha de presentación : 21.09.1995
kNúmero de publicación de la solicitud: 0 704 664
kFecha de publicación de la solicitud: 03.04.1996
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54 Tı́tulo: Horno de recalentamiento, de mantenimiento y de acumulación de productos siderúrgicos.
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73 Titular/es: STEIN HEURTEY, Société Anonyme
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72 Inventor/es: Brun, Didier;
30 Prioridad: 27.09.1994 FR 94 11527
Z.A.I. du Bois de l’Epine
F-91130 Ris Orangis, FR
45 Fecha de la publicación de la mención BOPI:
01.02.2001
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45 Fecha de la publicación del folleto de patente:
ES 2 084 574 T3
01.02.2001
Aviso:
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Pahmer, François y
Audebert, Jean-Claude
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74 Agente: Fernández Candelas, Carlos
En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletı́n europeo de patentes,
de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar
motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposición (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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ES 2 084 574 T3
DESCRIPCION
Horno de recalentamiento, de mantenimiento
y de acumulación de productos siderúrgicos.
La presente invención se refiere a un horno de
recalentamiento, de mantenimiento, y de acumulación de productos siderúrgicos. Los productos
planos y los productos largos tratados en los laminadores en caliente para formar chapas, cintas, viguetas, barras, etc...se realizan cada vez más frecuentemente a partir de acero lı́quido contenido
en un caldero y colados en continuo en un molde
seguido de rodillos que permiten extraer la forma
obtenida mediante un enfriamiento controlado del
acero justo lo suficiente para pasar de la forma de
metal lı́quido a la forma sólida, el semiproducto
obtenido de este modo a la salida de la colada
continua se encuentra generalmente a una temperatura superior a los 1000◦C. Habida cuenta
de la temperatura elevada del semi- producto, su
laminado a partir de la salida de la colada representa una economı́a substancial de energı́a con
relación al procedimiento clásico que consiste en
almacenar los productos semi acabados antes de
recalentarlos hasta 1250◦C para poder laminarlos.
En numerosas fábricas que comprenden una
acerı́a y un laminador en caliente se utilizan medios para realizar la colada en continuo y el laminado en caliente de los semi productos sin un paso
sistemático por un área de enfriamiento y de almacenado. Este enfoque se tropieza sin embargo
con tres principales dificultades tecnoeconómicas:
- La primera se debe a la no homogeneidad
en temperatura de los productos semifabricados a la salida de la colada en continuo
debido al enfriamiento preferencial de los
ángulos y de los bordes de los productos, lo
cual hace necesario un complemento de recalentamiento y de homogeneización de los
semiproductos antes del laminado.
- La segunda, aún más dificultosa, viene de
las paradas programadas y sobre todo no
programadas del laminador en curso de producción para cambiar un cilindro o aportar
correcciones a los diferentes ajustes. Durante estas paradas, el acero lı́quido presente en los calderos debe imperativamente
colarse en forma de semiproductos sin poder ser inmediatamente laminados; es preciso por consiguiente poderlos almacenar en
caliente durante tiempos que van de unos
minutos a veces una hora o más.
- La tercera, por último, es de orden económico pues los equipos de colada en continuo
están igualmente sometidos a los avatares
de mantenimiento y de producción y conocen perı́odos de paradas más o menos largos
que no coinciden forzosamente con los del
laminador. Para una mejor rentabilidad de
las fábricas, el laminador debe en tales casos
ser alimentado a partir de semiproductos
no procedentes directamente de la colada y
que, por consiguiente, deban recalentarse a
partir de la temperatura ambiente.
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Numerosos equipos conocidos pueden ser utilizados bien sea como almacenado a temperatura
de colada, bien sea para recalentar o hacer homogéneos los productos procedentes de la colada;
en particular la invención descrita por la patente
EP 0370 916 B1 describe un horno de recalentamiento, de mantenimiento, de acumulación que
comprende dos grupos de largueros de soporte y
de largueros de transporte que pueden los dos desplazarse en el sentido vertical y situarse en unos
planos inferiores, idénticos o superiores al plano
de referencia dado por los rodillos que permiten
enhornar y deshornar los productos siderúrgicos
y, combinando los planos respectivos de los largueros de soporte y de los largueros de transporte,
esto con el fin de desplazar o no un paso lo productos que se encuentran en cada uno de los grupos
de largueros de soporte.
En el horno descrito por la patente anteriormente citada, el desplazamiento de la introducción en el horno hacia el deshornado está controlado de forma que bien sea se acumulen los
productos siderúrgicos en la primera zona definida por el primer grupo de largueros de soporte o
bien hacerlos atravesar esta zona tan rápidamente
como sea posible para alimentar el laminador y
crear un espacio disponible en el horno para almacenar en él eventualmente productos procedentes
de la colada continua en caso de parada del laminador.
Por otro lado, el documento DE-C-653.956
describe un dispositivo para el transporte continuo de productos particularmente de chapas,
en hornos continuos, a un nivel que utiliza dos
grupos de largueros móviles tomando alternativamente los productos y describiendo un movimiento rectangular, siendo la disposición tal que
uno de los grupos de largueros móviles toma el
producto del otro grupo y lo transfiere en el momento preciso donde comienza o acaba el movimiento de avance horizontal. Este dispositivo conocido no permite diferenciar los tiempos de permanencia de los productos en la zona de almacenado.
El inconveniente de las instalaciones descritas en la técnica anterior reside en la limitación
de la velocidad de transferencia que no puede ser
igual o inferior al tiempo de ciclo y en el recorrido
posible de los largueros de transporte. Estos largueros de transporte siguen un ciclo rectangular
con una duración total del orden de los 40 segundos o más, incluyendo una primera fase de subida que permite liberar los largueros de soporte,
una segunda fase de transporte horizontal luego,
una tercera fase de depósito de los productos que
han avanzado ası́ un paso sobre los largueros de
soporte antes de la cuarta fase de retorno para
atrás a la posición inicial; se aprecia que durante
las fases uno, tres y cuatro los productos no se
desplazan, por consiguiente solo la cuarta parte
del ciclo es activo en el plano de avance de los
productos en el interior del horno y por otro lado
el paso o traslación en el plano horizontal de los
largueros de transporte está limitado a generalmente menos de 0,6 m debido a la combinación
necesaria de los movimientos verticales y horizontales de la mecánica.
Esta limitación puede constituir un serio han-
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dicap tanto en el plano de la capacidad de producción del horno como de su capacidad en dejar
libre en el enhornado un espacio suficiente para
almacenar productos procedentes de la colada si
la parada del laminador se prolongara más tiempo
del previsto o que el habitual. Por otro lado, la
velocidad lenta de transferencia de los productos
a través de la zona de almacenado, velocidad que
representa una ventaja cuando los productos introducidos en el horno están prácticamente frı́os,
es un inconveniente cuando los semiproductos llegan directamente de la colada en continuo pues la
misma obliga a mantener esta zona a una temperatura elevada para evitar un enfriamiento de los
productos antes de su entrada en zona de calentamiento. Este mantenimiento a alta temperatura es un handicap tanto en el plano energético
como para el entorno pues en tiempo normal los
productos procedentes de colada continua deben
llegar lo más rápidamente posible a la zona de
recalentamiento o incluso de homogeneización y
consecuentemente la zona de almacenado queda
vacı́a.
La presente invención propone paliar estos inconvenientes aportando una respuesta satisfactoria a la vez del problema de velocidad de transferencia de los productos y al del mantenimiento a
alta temperatura de la zona de almacenado permitiendo aprovechar la cuarta fase de retorno hacia atrás de los largueros de transporte para hacer
avanzar los productos en el horno como se apreciará en el dispositivo que sigue. A la posibilidad
de recalentar los productos frı́os se añade la de poder, en el transcurso de la explotación, adaptar el
tiempo de permanencia de los semi-productos en
función de su temperatura en la introducción en
el horno.
A este respecto, la invención se refiere a
un horno de almacenado, de recalentamiento y
de mantenimiento de productos siderúrgicos que
comprende una zona de almacenado, una zona de
calentamiento y una zona de mantenimiento, provistas de largueros que unen, en el sentido transversal, una zona de introducción en el horno y
una zona de deshornado, comprendiendo las zonas de recalentamiento y de mantenimiento unos
largueros fijos de soporte de los productos y unos
largueros de transporte situados a una cierta distancia de los indicados largueros de soporte fijos, estando los indicados largueros de transporte
animados por un movimiento de traslación horizontal y por un movimiento de levantamiento con
relación a los largueros de soporte fijos, caracterizado porque la indicada zona de almacenado comprende unos largueros de soporte independientes
de la solera del horno y animados por un movimiento de traslación horizontal alterno y unos
largueros de transporte móviles, del mismo tipo
que los largueros de transporte de las zonas de
recalentamiento y de mantenimiento.
Las caracterı́sticas y ventajas de la presente
invención se desprenderán de la descripción dada
a continuación, con referencia a los dibujos adjuntos que ilustran un ejemplo de realización desprovisto de cualquier carácter limitativo. En las
figuras:
- la figura 1 es una vista en sección en alzado
frontal, de un horno según la invención que ilus-
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tra la fase de avance del grupo de largueros de
soporte, que soportan el producto siderúrgico.
- la figura 2 es una vista en sección en alzado
frontal, de un horno según la invención que ilustra
el movimiento del grupo de largueros móviles por
debajo del grupo de largueros de soporte;
- la figura 3 es una vista en sección, en alzado frontal, de un horno según la invención, que
ilustra la transferencia de la carga del grupo de
largueros de soporte hacia el grupo de largueros
de transporte;
- la figura 4 es una vista en sección en alzado
frontal, de un horno según la invención, que ilustra el movimiento del grupo de largueros de soporte bajo el grupo de largueros de transporte;
- la figura 5 es una vista en sección en alzado
frontal, de un horno según la invención, que ilustra la transferencia de la carga del grupo de largueros de transporte hacia el grupo de largueros
de soporte, delimitando ası́ un ciclo completo de
los movimientos del grupo de largueros de soporte
y de transporte.
Según un modo preferido de realización, el
horno objeto de la presente invención comprende
dos o más zonas de almacenado, de recalentamiento y de mantenimiento. En este modo de
realización no limitativo, el horno comprende una
zona llamada de almacenado que en tiempo normal debe permanecer disponible para recibir los
productos de colada en caso de parada del laminador, una zona de recalentamiento, y una zona de
homogeneización antes del deshornado. Las zonas
de recalentamiento y de homogeneización están
concebidas como los hornos habituales de recalentamiento incluyendo unos largueros de transporte 2 llamados móviles o unos largueros de soporte 1 llamados fijos, el ciclo de cuatro fases descrito en la técnica anterior permite a los largueros móviles 2 transportar un paso por ciclo los
productos desde la entrada de la zona de recalentamiento hasta el deshornado a unas velocidades que varı́an generalmente de 0,9 m/min a 0,3
m/min o menos.
La zona de almacenado comprende unos largueros de transporte 2 solidarios de una estructura 4 tales como los realizados en las zonas de
recalentamiento y de homogeneización y uno o
dos grupos de largueros de soporte 1 que, a diferencia de un horno habitual, no son solidarios de
la solera 3 fija del horno o como se ha descrito en
la patente anteriormente citada.
El horno objeto de la invención comprende
una estructura 5 que comprende una pluralidad
de largueros de soporte 1, independiente de la
solera 3 del horno y capaz de realizar un movimiento de traslación horizontal hacia adelante o
hacia atrás. Estos grupos de largueros de soporte
1 sometidos solamente a una traslación horizontal pueden tener un recorrido de 1 m o más según
las necesidades de alimentación del horno, este
desplazamiento horizontal se realiza con la carga
durante la fase cuarta de retorno de los largueros
de transporte 2, lo cual permite desplazar los productos el paso de los largueros de soporte 1 junto
con la estructura 5 por ejemplo 1 m, sumándose
este paso al de por ejemplo 0,6 m realizado gracias
a la fase segunda de los largueros de transporte 2
unidos a la estructura 4.
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Esta combinación de movimientos en el transcurso de un solo ciclo de los largueros de transporte permite obtener un desplazamiento total
de: (los valores de desplazamiento y tiempos se
facilitan a tı́tulo indicativo):
- 0,6 m (paso de los largueros de transporte
2) + 1 m (paso de los largueros de soporte 1) =
1,6 m durante el tiempo de ciclo normal de 40
segundos o sea un paso de 2,66 veces más largo
que el obtenido con las combinaciones habituales
de largueros de transporte 2 y de soporte 1.
La velocidad de transporte a través de la zona
de almacenado se multiplica ası́ como mı́nimo por
2,66 en este ejemplo reduciendo en las mismas
proporciones el tiempo de permanencia, en estas
condiciones resulta inútil mantener a alta temperatura la zona de almacenado en producción normal, pudiendo bastar su mantenimiento a temperatura por los humos procedentes de las zonas
de recalentamiento y de homogeneización que van
hacia los conductos que conducen a la chimenea
de evacuación de los productos de combustión del
horno.
Con el fin de ilustrar el funcionamiento del
horno objeto de la invención, se facilita a continuación una cronologı́a de las diferentes fases del
ciclo:
En la figura 1, el producto P se cargó por un
medio habitual en los hornos de recalentamiento
a la entrada del horno sobre el grupo de largueros
de soporte 1 que se encuentra en posición atrasada con relación a los largueros de soporte fijos
6 de las zonas siguientes, el grupo de largueros de
soporte 1 se desplaza hacia adelante un paso completo A (en el ejemplo 1 m) mientras que (figura
2) los largueros de transporte móviles 2 se desplazan en sentido contrario bajo la carga P, el valor
de un paso B (en el ejemplo 0,6 m). En la figura
3, los largueros de transporte 2 se desplazan verticalmente hacia arriba liberando los grupos de
largueros de soporte 1 de su carga de producto
P que descansa ahora sobre los largueros 2 que
avanzan un paso B (0,6 m) mientras que (figura
4) los grupos de largueros de soporte 1 retroceden
un paso A (1 m) para volver a su posición inicial.
Los largueros de transporte 2 que han llegado al
final del recorrido horizontal se desplazarán verticalmente hacia abajo apoyando la carga P sobre
los largueros de soporte 1 (figura 5), la carga P
ha progresado por consiguiente hacia adelante el
valor acumulado de los pasos A (figura 1) y B (figura 3) durante un ciclo rectangular completo de
los largueros de transporte 2.
Esta progresión que acumula los pasos A + B
se continua hasta el momento en que el producto
P llega a la zona siguiente de recalentamiento es
decir los grupos de largueros de soporte 6 que son
fijos. A partir del momento en que el producto P
se encuentra sobre los grupos de largueros de soporte 6, se transporta hacia el deshornado por el
ciclo normal rectangular de los largueros de transporte 7, por consiguiente a una velocidad correspondiente al único paso 7 que habitualmente es
igual al paso del primer grupo de largueros de
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transporte 2 (en el ejemplo 0,6 m).
La velocidad de desplazamiento de los productos en la zona de almacenado permite a ésta quedar vacı́a en tiempo normal, en caso de parada del
laminador, el sistema de grupo de largueros de soporte 1 permanece en la posición fija, los productos son transportados desde la introducción en el
horno al deshornado por los largueros de transporte 2, la progresión es de un paso B en cada
ciclo, en función de la producción requerida los
ciclos se suceden (cada 40 s en el ejemplo) para
liberar un emplazamiento en el enhornado destinado para un producto que procede de la colada
en continuo, o están separados por un tiempo de
parada que puede ser de varios minutos proporcionando unas velocidades de desplazamiento del
orden de 0,3 m/min o menos.
En caso de introducción en el horno de productos templados o incluso frı́os, el tiempo de
permanencia en la zona de almacenado debe ser
aprovechado para precalentar el producto antes
de su llegada a la zona de recalentamiento, la velocidad de desplazamiento de los productos debe
por consiguiente modularse lo que se obtendrá aumentando los tiempos de parada entre dos ciclos
sucesivos y modificando el paso A de 0 m al paso
máximo A ( 1 m en el ejemplo) ası́ como el paso
de los largueros de transporte de 0 m a B (0,6 en
el ejemplo). La combinación de estas variaciones
en la zona de almacenado independientemente de
los movimientos de los productos en la zona de
recalentamiento permite modificar el tiempo tomado por el producto para atravesar la zona de
almacenado desde el tiempo mı́nimo combinando
las sucesiones de ciclos y los pasos máximos al infinito si los pasos son nulos, es decir que los productos permanecen in situ y son regularmente levantados por los largueros de transporte 2 y luego
redepositados en el mismo emplazamiento sobre
los grupos de largueros de soporte 1.
Queda bien entendido que la presente invención no se limita a los ejemplos de realización
descritos y representados anteriormente, sino que
la misma abarca todas las variantes. Ası́, en
los casos habituales de coladas continuas que alimentan un laminador en caliente a través de un
horno de almacenado y recalentamiento, homogeneización, parecerı́a suficiente con equipar una
sola zona con grupos de largueros de soporte animados con movimientos de traslación horizontal,
puede perfectamente concebirse, por razones de
flexibilidad o de alimentación después de varias
coladas por ejemplo, que dos o todas las zonas
del horno puedan incluir tales grupos de largueros
de soporte. Se puede igualmente tener en cuenta
condiciones de explotación que hagan necesario el
retorno de los productos fácilmente obtenido invirtiendo el orden anteriormente descrito de los
movimientos y utilizando el ciclo de retorno horizontal de los largueros de soporte sobre los cuales
los productos se apoyan mientras que los largueros de transporte, en posición baja progresan hacia adelante.
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REIVINDICACIONES
1. Horno de almacenado, de recalentamiento y
de mantenimiento de productos siderúrgicos que
comprende una zona de almacenado, una zona de
recalentamiento y una zona de mantenimiento,
provistas de largueros que conectan, en sentido
transversal, una zona de enhornado y una zona de
deshornado, comprendiendo las zonas de recalentamiento y de mantenimiento unos largueros fijos
(6) de soporte de los productos y unos largueros
de transporte (7) situados a cierta distancia de
los indicados largueros de soporte fijos, estando
los indicados largueros de transporte animados
con un movimiento de traslación horizontal y un
movimiento de levantamiento con relación a los
largueros de soporte fijos, caracterizado porque
la indicada zona de almacenado comprende unos
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largueros de soporte (1) independientes de la solera (3) del horno y animados por un movimiento
de traslación horizontal alternativo y unos largueros de transporte (2), móviles, del mismo tipo que
los largueros de transporte de las zonas de recalentamiento y de mantenimiento.
2. Horno de almacenado, de recalentamiento
y de mantenimiento de productos siderúrgicos
según la reivindicación 1, caracterizado porque
comprende unos medios para modular la velocidad de recorrido de los productos en la zona de
almacenado, entre una velocidad nula en ausencia de una traslación horizontal de los largueros
de soporte (1) y de transporte (2), y una velocidad máxima correspondiente a la combinación
de cada una de las velocidades de cada grupo de
largueros de soporte (1) y de transporte (2).
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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva
del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD
2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación
del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del
7-10-1992, no producirán ningún efecto en España
en la medida en que confieran protección a productos quı́micos y farmacéuticos como tales.
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Esta información no prejuzga que la patente esté o
no incluı́da en la mencionada reserva.
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