Procedimiento y dispositivo para la circulación optimizada de barras en la fabricación en caliente de un tubo de acero sin costuras según el procedimiento de laminación continua de tubos.

Procedimiento para la circulación optimizada de barras de mandrinado en la fabricación en caliente de un tubo de acero sin costuras según el procedimiento de laminación continua de tubos,

en el que un tren laminador continuo de cajas múltiples es precedido por una circulación estándar de barras de mandrinado para suministrar, retirar y reprocesar las barras de mandrinado, en el que en caso de un cambio de dimensión se mantiene disponible al menos el número necesario de barras de mandrinado del mismo diámetro (A) para la laminación de una dimensión y en el que la circulación estándar de barras comprende las siguientes etapas:

- Lubricación de una barra de mandrinado (A) y secado del lubricante sobre la barra de mandrinado (A),

- Introducción de la barra de mandrinado (A) en un bloque hueco, laminación del bloque hueco para formar una palanquilla y separación de la palanquilla de la barra de mandrinado (A),

- Retorno de las barras de mandrinado (A) usadas calientes a una mesa de enfriamiento o depósito (1),

- Enfriamiento de la barra de mandrinado (A) sobre la mesa de enfriamiento (1), y

- en caso de reutilización: transferencia de la barra de mandrinado (A) enfriada aunque aún caliente a un camino de rodillos de alimentación para la lubricación y repetición del ciclo,

caracterizado por que para el cambio rápido de un juego de barras de mandrinado del diámetro (A) por barras de mandrinado de otro diámetro (B), (C), (D) etc., está dispuesta antes de la circulación de barras estándar una segunda circulación como circulación de barras secundaria, en la que para un cambio de dimensión que se presente, en lugar de tener en reserva barras de mandrinado de otros diámetros (B), (C), (D) etc. sobre la mesa de depósito de la circulación de barras estándar, las siguientes barras de mandrinado con los diámetros (B), (C), (D) requeridos etc. son alimentadas, retiradas y opcionalmente precalentadas y opcionalmente dotadas de lubricante introducidas en la circulación de barras estándar vía al menos dos mesas de transferencia (11, 12) en la circulación secundaria de barras que trabajan de forma redundante, y las barras de mandrinado de la dimensión (A) que ya no son necesarias son retiradas de la circulación de barras estándar y a continuación llevadas a almacenamiento o devueltas a la circulación estándar de barras mediante una de las mesas de transferencia (11, 12) mencionadas.

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DESCRIPCIÓN

Procedimiento y dispositivo para la circulación optimizada de barras en la fabricación en caliente de un tubo de acero sin costuras según el procedimiento de laminación continua de tubos La invención se refiere a un procedimiento para la circulación optimizada de barras en la fabricación en caliente de un tubo de acero sin costuras de acuerdo con el procedimiento de laminación continua de tubos según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un dispositivo para la realización del procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 11.

Para la fabricación de tubos sin costuras en el llamado procedimiento de laminación continua de tubos (procedimiento de laminación con tren continuo de tubos) en primer lugar es calentado un acero redondo macizo a una temperatura de laminación de aproximadamente 1.250º C. Esto tiene lugar normalmente en un horno de solera giratoria. A continuación se efectúa la perforación del acero redondo para formar un bloque hueco de paredes finas normalmente mediante un tren laminador de cilindros cruzados.

Acto seguido el bloque hueco es laminado continuamente con el mismo calor en un tren laminador continuo de cajas múltiples mediante una barra de mandrinado para formar una palanquilla y en un tren laminador reductor desbastador o calibrado es laminado para formar un tubo con la dimensión definitiva.

Para que en el tren laminador continuo el bloque hueco que va a ser laminado tras la introducción de la barra de mandrinado en el bloque hueco pueda deslizarse en la extensión longitudinal durante la laminación sobre la barra de mandrinado, esta debe estar dotada de un lubricante. Habitualmente el lubricante es aplicado antes en forma líquida sobre la barra de mandrinado y secado hasta su uso.

Tras la laminación la barra tiene que ser enfriada para prepararse o almacenarse para el siguiente uso.

Para conseguir una mejor descarga del laminador y ser equipado de forma óptima en cuanto a la calidad superficial, lubricación y temperatura de las barras de mandrinado es conocido por ejemplo por el documento DE 33 35 942 A1 disponer antes del tren laminador propiamente dicho como estándar una llamada circulación de barras (de mandrinado) que comprenda todas las estaciones necesarias para la preparación de las barras de mandrinado y en la que circulen al mismo tiempo aproximadamente de cuatro a ocho barras de mandrinado como juego de barras de mandrinado.

En concreto, la circulación estándar de barras comprende las siguientes etapas:

- Lubricación y secado del lubricante sobre la barra de mandrinado aún caliente, -Introducción de la barra de mandrinado en el bloque hueco, laminación del bloque hueco y liberación de la palanquilla de la barra de mandrinado, -Retorno de la barra de mandrinado usada caliente a un lecho de enfriamiento con enfriamiento previo opcional, -Enfriamiento de la barra de mandrinado en el lecho de enfriamiento y en caso de reutilización:

- Transferencia de la barra de mandrinado al camino de rodillos de alimentación para la lubricación y la repetición del ciclo.

Por este ciclo repetitivo al principio de la laminación está siempre disponible una barra de mandrinado lista para el uso.

Al cambiar el juego de barras de mandrinado a una dimensión diferente, las barras del juego en circulación son retiradas a través de una mesa de descarga y es introducido el nuevo juego a través de una mesa de depósito. Debido a los tiempos de ciclo que hay que mantener se pueden producir aquí tiempos muertos del tren laminador, si las barras de la siguiente dimensión no están disponibles a tiempo.

Para que a la entrada en la caja de laminación esté disponible una barra de mandrinado con la dimensión correspondiente y con el lubricante seco, en caso de cambio de dimensión hay esencialmente tres posibilidades:

1. Las barras de mandrinado son calentadas antes de su uso, a continuación es aplicado el lubricante y la barra es empleada para la laminación poco después del secado.

2. Las barras de mandrinado son lubricadas tras la retirada de la circulación estándar de barras y almacenadas tras el secado natural o acelerado. Aquí posiblemente antes de un nuevo uso es necesaria otra lubricación debido a defectos ocasionados por el manejo de las barras.

3. El uso de lubricante especial de secado rápido, que también en caso de barras no precalentadas posibilita un secado suficientemente rápido.

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Un aumento universal de la capacidad de laminación de tubos ha significado que cada vez con más frecuencia deban ser ejecutados programas especiales en el tren laminador continuo. Esta especialización significa, por un lado, un aumento del número de lotes de laminación diferentes con distintos materiales y dimensiones, por otro lado una reducción en el número de tubos a laminar dentro de un lote de laminación. La mínima unidad del lote de laminación es un tubo individual a ser laminado sobre una barra mandrinado correspondiente.

Esto tiene como consecuencia que en caso de lotes de laminación pequeños y mínimos, así como cambios frecuentes de dimensión muy a menudo tiene que cambiarse un juego de barras de mandrinado por otro o cambiarse de una dimensión de barra de mandrinado a la siguiente.

Para minimizar los tiempos muertos en el tren laminador, los lotes de laminación son clasificados de modo que un cambio de dimensión requiera el menor tiempo de modificación posible. Modificaciones de larga duración, tales como por ejemplo para un cambio de bloque son poco frecuentes, mientras que las cortas como el cambio de calibre principal y calibre inferior son programadas con más frecuencia.

En los programas de laminación que requieren un cambio sucesivo y rápido de las barras de mandrinado con otros diámetros, sin embargo las medidas descritas anteriormente no son suficientes. En particular, se ha mostrado que la circulación de barras practicada hasta ahora no se puede adaptar de forma óptima a la laminación de lotes pequeños, por ejemplo, si el número de tubos a laminar es idéntico al número de barras de mandrinado almacenadas previamente o solo ligeramente mayor. En un cambio de barra de mandrinado no está asegurado en estos casos que al inicio de la laminación planeada esté disponible siempre en el depósito una barra de mandrinado apta para ser utilizada, de modo que ya aquí se producen tiempos muertos.

En particular, también los tiempos de precalentamiento generalmente muy largos de una barra de mandrinado o de un juego de barras de mandrinado, así como los dispositivos de transporte y almacenamiento no diseñados adecuadamente para un cambio frecuente de barras, conducen a tiempos de parada largos y por lo tanto a una fabricación no económica.

El objeto de la invención es indicar un procedimiento para la circulación optimizada de barras en la fabricación en caliente de un tubo de acero sin costuras según el procedimiento de laminación continua de tubos, con el que puedan ser producidos económicamente también lotes de laminación pequeños y mínimos por un cambio rápido de barra. Además debe indicarse un dispositivo correspondiente.

Este objeto se lleva a cabo partiendo del preámbulo en relación con la parte caracterizante de la reivindicación 1. Perfeccionamientos ventajosos son el contenido de las reivindicaciones subordinadas.

De acuerdo con las enseñanzas de la invención para el cambio rápido de un juego de barras de mandrinado con el diámetro (A) por barras de mandrinado de otro diámetro (B) , (C) , (D) , etc., la circulación estándar de barras está precedida por una segunda circulación como circulación de barras secundaria, en la que para un cambio de dimensión que se presente, en lugar del almacenamiento en reserva de barras de mandrinado de otros diámetros (B) , (C) , (D) , etc. sobre una mesa de depósito de la circulación estándar de barras, las siguientes barras de mandrinado con los diámetros necesarios (B) , (C) , (D) son alimentadas, retiradas y opcionalmente precalentadas y opcionalmente dotadas de lubricante introducidas en la circulación de barras estándar vía al menos dos mesas de transferencia redundantes en la circulación de barras secundaria y las barras de mandrinado de la dimensión (A) ya no necesarias son retiradas de la circulación estándar de barras y a continuación a través de una de las mesas de transferencia mencionadas o bien son llevadas a almacén o devueltas a la circulación de barras estándar.

En las simulaciones para la optimización de la circulación de barras... [Seguir leyendo]

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1. Procedimiento para la circulación optimizada de barras de mandrinado en la fabricación en caliente de un tubo de acero sin costuras según el procedimiento de laminación continua de tubos, en el que un tren laminador continuo de cajas múltiples es precedido por una circulación estándar de barras de mandrinado para suministrar, retirar y reprocesar las barras de mandrinado, en el que en caso de un cambio de dimensión se mantiene disponible al menos el número necesario de barras de mandrinado del mismo diámetro (A) para la laminación de una dimensión y en el que la circulación estándar de barras comprende las siguientes etapas:

- Lubricación de una barra de mandrinado (A) y secado del lubricante sobre la barra de mandrinado (A) , -Introducción de la barra de mandrinado (A) en un bloque hueco, laminación del bloque hueco para formar una palanquilla y separación de la palanquilla de la barra de mandrinado (A) , -Retorno de las barras de mandrinado (A) usadas calientes a una mesa de enfriamiento o depósito (1) , -Enfriamiento de la barra de mandrinado (A) sobre la mesa de enfriamiento (1) , y -en caso de reutilización: transferencia de la barra de mandrinado (A) enfriada aunque aún caliente a un camino de rodillos de alimentación para la lubricación y repetición del ciclo, caracterizado por que para el cambio rápido de un juego de barras de mandrinado del diámetro (A) por barras de mandrinado de otro diámetro (B) , (C) , (D) etc., está dispuesta antes de la circulación de barras estándar una segunda circulación como circulación de barras secundaria, en la que para un cambio de dimensión que se presente, en lugar de tener en reserva barras de mandrinado de otros diámetros (B) , (C) , (D) etc. sobre la mesa de depósito de la circulación de barras estándar, las siguientes barras de mandrinado con los diámetros (B) , (C) , (D) requeridos etc. son alimentadas, retiradas y opcionalmente precalentadas y opcionalmente dotadas de lubricante introducidas en la circulación de barras estándar vía al menos dos mesas de transferencia (11, 12) en la circulación secundaria de barras que trabajan de forma redundante, y las barras de mandrinado de la dimensión (A) que ya no son necesarias son retiradas de la circulación de barras estándar y a continuación llevadas a almacenamiento o devueltas a la circulación estándar de barras mediante una de las mesas de transferencia (11, 12) mencionadas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la lubricación y el secado de las barras se realizan en la circulación estándar de barras o en la circulación secundaria de las barras.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que la introducción de las barras de mandrinado desde la circulación secundaria de barras a la circulación estándar de barras se realiza vía un tampón intermedio (7) .

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por que la introducción se realiza vía una mesa de transferencia o secado o un horno como tampón intermedio (7) .

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que durante la alimentación al tampón intermedio (7) las barras de mandrinado son calentadas ya antes de ser alimentadas a este tampón intermedio y/o después.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por que el precalentamiento y/o el calentamiento posterior son realizados por inducción.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4-6, caracterizado por que las barras de mandrinado son calentadas por inducción en el tampón intermedio (7) .

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1-7, caracterizado por que para el secado del lubricante son empleados componentes de lubricante de secado rápido.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1-8, caracterizado por que el secado es realizado con aire en reposo o con una aceleración pasiva.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por que la aceleración pasiva del secado se realiza moviendo aire seco o gas calentado.

11. Dispositivo para la circulación optimizada de barras de mandrinado en la fabricación en caliente de un tubo de acero sin costuras según el procedimiento de laminación continua de tubos a partir de un bloque hueco, en el que antes de un tren laminador continuo de cajas múltiples está dispuesta una circulación estándar de barras de mandrinado para suministrar, retirar y reprocesar las barras de mandrinado, que consiste en una mesa de depósito o enfriamiento (1) para barras de mandrinado, una estación de lubricación (2) para las barras de mandrinado y según el caso una estación de secado adicional para el lubricante aplicado sobre las barras de mandrinado, un primer camino de rodillos (3) para alimentar las barras de mandrinado lubricadas al bloque hueco que se encuentra en el agregado de laminación, y otro segundo camino de rodillos (4) dispuesto paralelo al primer camino de rodillos (3) para extraer las barras de mandrinado usadas fuera del agregado de laminación hacia la mesa de depósito o enfriamiento (1) , caracterizado por que la circulación de barras estándar está precedida de otra circulación de barras

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como circulación de barras secundaria que consiste en dos mesas de transferencia (11, 12) que funcionan de forma redundante y que para la extracción de las barras que ya no son necesarias fuera de la circulación de barras estándar están unidas mediante un tercer camino de rodillos (8) o el primer camino de rodillos (3) a la mesa de depósito o de enfriamiento (1) , el tercer camino de rodillos (8) constituye o bien la prolongación del primer camino de rodillos (3) o bien está dispuesto desplazado paralelamente a él, y un cuarto camino de rodillos (9) está dispuesto paralelo al primer camino de rodillos (3) por el lado opuesto de la mesa de transferencia (11, 12) para alojar o hacer avanzar paso a paso a las barras de mandrinado mediante un tampón intermedio (7, 17) hacia la circulación estándar de barras.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado por que el tampón intermedio (7) consiste en un horno o una mesa de transferencia.

13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado por que antes y/o después del tampón intermedio (7) está conectado otro dispositivo para el calentamiento.

14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado por que el otro dispositivo de calentamiento es una bobina de inducción.

15. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado por que la mesa de transferencia está dotada de una unidad de secado.

16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado por que la unidad de secado es un aparato que irradia calor.

17. Dispositivo según la reivindicación 16, caracterizado por que el aparato que irradia calor es un aparato de microondas, un radiador infrarrojo o un ventilador de aire caliente.

18. Dispositivo según una de las reivindicaciones 11-17, caracterizado por que en caso de una disposición desplazada del tercer camino de rodillos (8) respecto al primer camino de rodillos (3) para volver a introducir las barras de mandrinado calientes en la circulación de barras estándar, las mesas de transferencia (11, 12) por el mismo lado de la mesa están unidas en línea con el primer camino de rodillos (3) vía un camino de rodillos dispuesto paralelo al camino de rodillos (8) y formado por partes (15, 16) de camino de rodillos.

19. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado por que el tampón intermedio (17) es una mesa de secado o un horno.

20. Dispositivo según la reivindicación 19, caracterizado por que el tampón intermedio (17) está precedido de otra estación de lubricación (10) .

21. Dispositivo según una de las reivindicaciones 11-20, caracterizado por que para el transporte y almacenamiento de las barras de mandrinado se emplea un sistema de casetes.

22. Dispositivo según una de las reivindicaciones 11-21, caracterizado por que el abastecimiento de las mesas de transferencia (11, 12) con las barras de mandrinado necesarias se realiza mediante al menos un almacén (13) de barras.

23. Dispositivo según la reivindicación 22, caracterizado por que el abastecimiento se realiza a través de una grúa

(14) separada.

24. Dispositivo según una de las reivindicaciones 11-23, caracterizado por que el transporte de barras está automatizado.

25. Dispositivo según una de las reivindicaciones 11-24, caracterizado por que para el almacenamiento de barras de mandrinado se emplea un ordenador de gestión de almacén de barras.