!HU000006969T2! (19)
HU
(11) Lajstromszám:
E 006 969
(13)
T2
MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal
EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (21) Magyar ügyszám: E 05 778845 (22) A bejelentés napja: 2005. 07. 19. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20050778845 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1909980 A1 2007. 01. 25. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1909980 B1 2009. 09. 09.
(51) Int. Cl.: B21B 1/46 (2006.01) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO 07010565 PCT/IT 05/000413
(72) (73) Feltaláló és szabadalmas: ARVEDI, Giovanni, I-26100 Cremona (IT)
(74) Képviselõ: Erdély Péter, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest
HU 006 969 T2
(54)
Eljárás és berendezés szálba hengerelt hosszú acéltermékek folyamatos gyártására
A leírás terjedelme 6 oldal (ezen belül 2 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. §-a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1
HU 006 969 T2
A jelen találmány tárgya eljárás és berendezés szálba hengerelt hosszú acéltermékek, például rudak, huzalok, szögvasak és sínek elõállítására, ahol az eljárást a folyamatos öntéstõl az utolsó hengerállványon végzett hengerlési mûvelet végéig megszakítás nélkül végezzük, lásd például az EP–A 0730916 számú szabadalmi leírást. Ismert, hogy a termékek ilyen csoportjának gyártásánál folyamatos öntõeljárást alkalmaznak, ahol egy vagy több szálon bugákat vagy tuskókat állítanak elõ, amelyeket lehetõleg még melegen vezetnek egy állvánnyal ellátott, a végtermék profiljának megfelelõ hengersorra. A készrehengerlést lehet úgy végezni, hogy egyszerre egyetlen tuskó hengerlése történik, vagy folyamatosan, amikor is a tuskókat a hengersorba vezetés elõtt összehegesztve végtelenített szálat alakítanak ki. Más módszerek is ismertek végtelenített feldolgozásra, mint ahogy ezek az EP–A 0761327 számú szabadalmi leírásban, és a WO–A 00/71272 számú nemzetközi közzétételi iratban, amelyek szerint a folyamatosan öntött termékét teljes keresztmetszetében homogenizáló vagy kiegyenlítõ hõkezelésnek vetik alá, azután hevítik, és végül hengersoron hengerlik. A technika állása szerint valamennyi ilyen típusú berendezésnek közös tulajdonsága, hogy ezeknél a folyamatosan öntött termék (buga, tuskó, köracél stb.) a hengerlés elõtt teljes keresztmetszetében, a külsõ felszíntõl a magrészig, teljes hõmérsékleti homogenizációs folyamaton megy keresztül. Korábban úgy vélték, hogy a termék felszíne és belseje közötti teljes hõmérséklet-kiegyenlítõdés/homogenizálás biztosítja a szálak homogén nyúlását, aminek következtében, miután azonosak a hõmérsékletek, ugyanolyan ellenállást képesek tanúsítani a deformálódással szemben. Elfogadott mûszaki elõítélet volt, hogy a termék felszíne és belseje közötti hõmérséklet-különbség inhomogén nyúlást hoz létre, ami befolyásolja a végtermék minõségét. Ugyancsak a technika állása szerint legalább két különbözõ hengerlési lépés szükséges a végtermék eléréséhez, azaz egy elsõ nagyolólépés, és egy második befejezõlépés, amelyek függetlenek egymástól, és így az elõállítandó rúd mentes az összehúzódástól végig a két hengerlési lépés között. Ennélfogva a jelen találmány tárgya hosszú acéltermékek hengerléssel történõ elõállítása bugából/tuskóból úgy, hogy a folyamat gazdaságosságának érdekében maximálisan csökkenjen a leválasztási erõ, a gazdaságosságot kettõs értelemben is biztosítva, egyrészt a technika állása szerint szükségesnél alacsonyabb teljes erõ felhasználással, másrészt a végterméknél azonos keresztmetszet eléréséhez szükséges alacsonyabb energiaigénnyel. A technika állása szerinti általános, fentebb ismertetett elõítélettel ellentétben azt találtuk, hogy a kitûzött feladatot meg lehet oldani azáltal, ha a folyamatos öntõberendezést közvetlenül követõen helyezünk el egy hengersort, ellentétesen a korábbi elképzelésekkel. Ezen a módon nagyon jó eredményt értünk el, mert a buga vagy tuskó magasabb átlaghõmérséklettel kerül
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 2
2
hengerlésre, még akkor is, ha a felszíni hõmérséklet alacsonyabb, mint 1200 °C. A keresztmetszet belsejének a felszín mintegy 1200 °C hõmérsékleténél 100–200 °C¹kal magasabb hõmérséklete, azaz lényegében az átlagos hengerlési hõmérséklet növelése mellett értük el ezt az elõnyös megoldást, anélkül, hogy a termék minõségével kapcsolatban problémák merülnének fel, és fennállna annak a veszélye, hogy a hõ hatására a mûveletet végzõ hengereken repedések keletkeznének. Az átlaghõmérséklet növekedése, amely a magasabb belsõ hõmérséklet következménye, lehetõvé teszi, hogy a felszíni hõmérséklet 1200 °C¹nál alacsonyabb értékû legyen, és így elkerüljük a fentebb említett problémákat. Azt is megállapítottuk, hogy a folyamatos öntést közvetlenül követõ hengerlés, más szóval az úgynevezett „öntve hengerlés” alkalmazásának az ilyen típusú gyártási folyamatokban akkor vannak jelentõs elõnyei, ha: – az öntött termék tömegárama, azaz a folyamatos öntõberendezésbõl idõegység alatt kifolyó acél mennyisége elegendõen nagy, nevezetesen a folyamatos öntõberendezés kivezetõnyílásánál mért sebessége nagyobb, mint 3 m/perc; – a terméken folyékony belsõ redukciót („soft reduction”) végzünk, például jelen bejelentõ EP–B 0603330 sz. szabadalmi leírásnak megfelelõen, hogy biztosítsuk az öntött termékben az úgynevezett „hibátlan magrész”¹t mielõtt teljesen megszilárdult állapotban megszakítás hengereljük a teljes hengersoron; és – biztosított, hogy a folyamatos öntõberendezés kivezetõnyílásánál elhelyezett indukciós kemencén haladjon át, kizárólag a felszíni rétegben (tehát nem a magrészben) történõ hõmérséklet-kiegyenlítés céljából, különösen a sarkok hûtésének csökkentésére, és hogy az öntött termék további hevítése történhessen, ha szükséges, az öntött acél típusától és az öntés sebességétõl függõen. A jelen találmánnyal a kitûzött feladatot az 1. igénypont szerinti eljárással és az 5. igénypont szerinti berendezéssel oldottuk meg. A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti berendezés egy kiviteli alakját ábrázolja vázlatosan; a 2. ábra az úgynevezett „szúrásterv”¹et mutatja, valamint a termék keresztmetszeteit az 1. ábra szerinti berendezés minden egyes hengerállványának kivezetésénél. Az 1. ábra a találmány szerinti munkafolyamat megvalósítására szolgáló berendezés egy kiviteli alakját mutatja. Látható, hogy egy 10 buga hagyja el a folyamatos öntési zónát, amelyet összességében az 1 hivatkozási szám jelöl, és amely ismert módon tartalmaz egy kokillát, valamint eszközöket a folyékony belsõ redukció végrehajtásához. A 10 buga az 1 folyamatos öntõberendezésbõl 120 és 400 mm közötti vastagsággal, például 250 mm¹rel jön ki, körülbelül 4 m/perc sebességgel, ami nagy „tömegáramlás”¹t jelent.
1
HU 006 969 T2
A termék ezután megszakítás nélkül halad keresztül egy 2 indukciós kemencén és egy 3 revétlenítõberendezésen, és tovább, folyamatosan a 4 kikészítõ hengersoron végrehajtásra kerülõ hengerléshez. A kikészítõ hengersor ebben az esetben kilenc M1–M9 hengerállvánnyal van ellátva, hogy végtermékként létrehozzon egy 70 mm átmérõjû köracélt, ahogyan ez a 2. ábrán jól látható. Meg kell jegyezni, hogy az 1 folyamatos öntõberendezés kivezetése és a 4 kikészítõ hengersor közötti távolság nem nagyobb körülbelül 30 méternél, hogy korlátozza a buga hõveszteségét. Ez azt a további elõnyt is biztosítja, hogy a teljes berendezés kompakt, és kisebb a helyigénye. Ezen a módon és a 2 indukciós kemencének köszönhetõen a termék átlagos hõmérséklete legalább 100 °C¹kal magasabb lesz a belsejében, mint a felszíni hõmérséklet, amely körülbelül 1200 °C vagy kevesebb. Megjegyezzük, hogy az említett nagyobb tömegáram kihasználásával magasabb redukció érhetõ el, és következésképpen még kisebb helyigényû berendezés, amely akár rövidebb is lehet mint 30 m, ha bolygóhengeres hengersor alkalmazásával vagy egy erõsebb hengerállvány alkalmazásával az elsõ néhány (például kettõ vagy három) elõhengerlõ állványnál. Ezen a módon a teljes állványszám kilencrõl csökkenhet például hétnél kevesebbre is, ha az 1. ábrán látható elsõ három M1–M3 állványt egyetlen, háromszor olyan erõs állvánnyal helyettesítjük. A 4 hengerállványok között el lehet helyezni egy kiegészítõ indukciós hevítõkemencét (nincs ábrázolva) és/vagy a következõ hengerállványok között elhelyezett közbülsõ 5 hûtõegységet lehet alkalmazni aszerint, hogy milyen az öntési sebesség, és milyen fajtájú a hengerlendõ acél. Végül, rátérve a 2. ábrára, ezen a szúrástervnek egy gyakorlati példája látható, amelyben a termék profilja látható a tuskó kezdeti profiljából kiindulva a 4 kikészítõ hengersorba való belépéstõl minden egyes hengerállvány-kivezetésnél. A 2. ábrán bemutatott valamennyi profil megfelel az M1–M9 hengerállványok kivezetésénél a termék keresztmetszetének, ahol a folyamatos öntésbõl kilépõ kezdeti Nº0 termék minden oldala körülbelül 250 mm méretû. Minden profilra vonatkozóan fel van tüntetve a keresztmetszet A értéke; az M redukciós faktor, amelynek értéke (A0–A1/A0)×100, ahol A0 az adott hengerállvány bemeneti nyílásánál a keresztmetszet értéke, és az A1 keresztmetszet ugyanezen hengerállvány kivezetésénél; valamint a redukció: l=A0/A1. Látható tehát, hogy kilenc (vagy éppen kevesebb) hengerlési lépéssel és mérsékelt mennyiségû energiafelhasználással egy 250 mm¹es oldalú tuskóból hengerelhetõ kiváló minõségû 70 mm¹es átmérõjû köracél.
2
SZABADALMI IGÉNYPONTOK
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
3
1. Eljárás szálba hengerelt hosszú acéltermékek, például rudak, huzalok, szögvasak és sínek elõállítására, amelynek során folyamatos öntéssel 120 és 400 mm közötti vastagságú tuskókat állítunk elõ, ahol a „tömegáram”, vagyis a folyamatos öntõberendezésbõl idõegység alatt kifolyó acél mennyisége nagyobb, mint 3 m/perc, és ebben a szakaszban folyékonymag-redukciót, majd a több hengerállványon végzett hengerlési mûvelet végéig megszakítás nélkül indukciós hevítést végzünk, azzal jellemezve, hogy a hengersorra való belépéskor a termék átlaghõmérséklete magasabb a felszíni hõmérsékleténél, és a belsõ vagy középsõ belsõ részek hõmérséklete és a hozzávetõlegesen 1200 °C felszíni hõmérséklet közötti különbség legalább 100 °C. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az indukciós hevítés és a hengerlés között revétlenítést végzünk. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább egy kiegészítõ indukciós hevítést végzünk a hengerállványok között. 4. Az 1–3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább egy hûtési lépést végzünk a hengerállványok között. 5. Berendezés szálba hengerelt hosszú acéltermékek, például rudak, huzalok, szögvasak és sínek elõállítására, 120 és 400 mm közötti vastagságú, folyamatos öntõberendezésbõl (1) kilépõ tuskókból az öntött termék (10) folyékony magredukciójával, amely berendezés tartalmaz több hengerállványt tartalmazó kikészítõ hengersor (4) elõtt elhelyezett indukciós kemencét (2), ahol a termék (10) megszakítás nélkül halad keresztül, azzal jellemezve, hogy az elsõ hengerállványra való belépéskor a termék átlaghõmérséklete magasabb a felszíni hõmérsékleténél, és a belsõ vagy középsõ belsõ rész hõmérséklete legalább 100 °C¹kal nagyobb a felszíni hõmérsékletnél, amely hozzávetõlegesen 1200 °C, továbbá a távolság a folyamatos öntõberendezés (1) kimenete és a hengersor (4) között nem nagyobb 30 m¹nél. 6. Az 5. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az indukciós kemence (2) és a hengersor (4) között revétlenítõ (3) van elhelyezve. 7. Az 5. vagy 6. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy el van látva legalább egy kiegészítõ indukciós hevítõkemencével a hengerállványok (4) között. 8. Az 5–7. igénypontok bármelyike szerinti folyamat, azzal jellemezve, hogy el van látva hûtõeszközökkel (5, 5’) a hengerállványok (4) között.
HU 006 969 T2 Int. Cl.: B21B 1/46
4
HU 006 969 T2 Int. Cl.: B21B 1/46
5
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Szabó Richárd osztályvezetõ Windor Bt., Budapest
