11 kn. de publicación: ES kint. Cl. 6 : C21D 8/06

Texto completo

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PATENTES Y MARCAS ESPA ˜NA N. de publicaci´on:

ES 2 070 265

k 51Int. Cl.6:

C21D 8/06

C21D 9/52

B21F 27/00

k

12

TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA

T3

k

86 umero de solicitud europea: 90201974.4 k

86 Fecha de presentaci´on : 20.07.90 k

87 umero de publicaci´on de la solicitud: 0 410 521 k

87 Fecha de publicaci´on de la solicitud: 30.01.91

k

54 T´ıtulo: Procedimiento y aparato para fabricar una malla de alambre de acero.

k

30 Prioridad: 26.07.89 NL 8901934 k

73 Titular/es: N.V. Bekaert S.A.

Bekaertstraat 2

B-8550 Zwevegem, BE

k

45 Fecha de la publicaci´on de la menci´on BOPI:

01.06.95

k

72 Inventor/es: Nys, Marc

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45 Fecha de la publicaci´on del folleto de patente:

01.06.95

k

74 Agente: Gil Vega, V´ıctor

Aviso:

En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicaci´on en el Bolet´ın europeo de patentes, de la menci´on de concesi´on de la patente europea, cualquier persona podr´a oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposici´on deber´a formularse por escrito y estar motivada; s´olo se considerar´a como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposici´on (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesi´on de Patentes Europeas).

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DESCRIPCION

Procedimiento y aparato para fabricar una malla de alambre de acero

La invenci´on se refiere en primer lugar a un procedimiento para fabricar una tela met´alica, en el que, partiendo de alambre de acero trefilado con un contenido de carbono inferior al 0,25 por ciento en peso, el alambre se recuece y despu´es se forma una malla con mismo. Por la especifi-caci´on de patente estadounidense 2.000.788, por ejemplo, se conoce un procedimiento para fabri-car mallas.

En este caso, por tela met´alica ha de enten-derse un material que comprende una malla de alambre que puede fabricarse mediante tejido, trenzado o soldadura. Adem´as puede llevarse a cabo una operaci´on adicional de uni´on t´ecnica mec´anica o por soldadura en los lugares de con-tacto de los alambres de la malla.

La malla formada puede tener muchas formas, como por ejemplo cuadrada, r´ombica, hexagonal, etc., y est´a hecha por lo general con alambre de acero suave recocido.

Por alambre de acero suave ha de entenderse alambre de acero con un contenido de carbono inferior al 0,25 por ciento en peso y preferente-mente inferior al 0,10 por ciento en peso. Por lo general, dicha malla se hace de alambre de acero suave trefilado con un di´ametro de 0,3 a 2,5 mm, preferentemente de 0,5 a 2 mm.

El alambre de acero suave trefilado se obtiene reduciendo el di´ametro de una varilla de alam-bre m´as gruesa mediante un proceso de trefilado hasta obtenerse el di´ametro deseado. Por ejem-plo, partiendo de una varilla de alambre de un di´ametro de 5,5 mm se lleva a cabo el trefilado en una serie de pasos hasta obtener un di´ametro de 1,15 mm, lo que corresponde a una reducci´on de:

(5,5)2- (1,15)2

(5,5)2 = 95%

Este alambre trefilado se denomina alambre suave trefilado en fr´ıo. La resistencia a la tracci´on del alambre ha aumentado debido al proceso de trefilado y es, por ejemplo, superior a 800 Newton/mm2. Este alambre suave trefilado en fr´ıo tiene la desventaja de no poder ser utilizado para formar una malla, dado que ha perdido su flexibilidad debido al proceso de trefilado, lo que hace pr´acticamente imposible elaborar una malla con dicho alambre. Por lo general, para restau-rar la flexibilidad del alambre, ´este se somete a un tratamiento de recocido cuyos detalles se des-criben a continuaci´on. El tratamiento de recocido aplicado es un tratamiento del alambre a una tem-peratura de alrededor de 700◦C, como resultado del cual el alambre recupera su ductilidad. En un caso espec´ıfico, el tratamiento de recocido se lleva a cabo en un llamado horno de campana u horno de crisol. En este caso, el tiempo de proceso es muy largo, del orden de algunas horas.

Este tratamiento de recocido discontinuo tiene desventajas en el sentido de que implica trata-mientos especiales, una instalaci´on costosa, largos tiempos de espera, el que las espiras de alambre recocido se adhieren entre s´ı debido a los restos

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

del jab´on de trefilado entre las espiras de la bo-bina, los problemas concomitantes durante el des-devanado con la posibilidad de rotura del alam-bre, almacenamientos intermedios, etc.

Un objetivo de la presente invenci´on con-siste en eliminar los inconvenientes anteriormente mencionados y proporcionar un procedimiento que, por una parte, obtenga un mayor ahorro de tiempo y, por otra, reduzca las desventajas antes citadas que se refieren a la adhesi´on y consiguiente rotura del alambre.

Con este fin, la invenci´on se caracteriza porque el alambre se estira de forma continua desde una bobina, se conduce a trav´es de un aparato de re-cocido y despu´es se conforma en una malla. El he-cho es que se ha comprobado que es perfectamente posible estirar alambre en un procedimiento con-tinuo desde una bobina, conducirlo a trav´es de un aparato de recocido ajustando el tiempo de per-manencia necesario para el recocido, y despu´es procesar de forma continua el alambre flexibili-zado de este modo para formar una tela met´alica. Mediante esta incorporaci´on de un paso de recocido continuo en el procedimiento de fabri-caci´on de telas met´alicas, se obtiene una simpli-ficaci´on considerable del procedimiento junto con un gran ahorro de tiempo y mucho menor riesgo de rotura del alambre.

En relaci´on con la invenci´on se hace referencia adem´as a la especificaci´on de patente estadouni-dense 1.984.335, que tambi´en describe un proce-dimiento mediante el cual un material de alam-bre se recuece de forma continua para obtener las propiedades de ductilidad del alambre. A conti-nuaci´on de este tratamiento t´ermico, el alambre se limpia y provee de un revestimiento de zinc en uno o m´as pasos. Esta publicaci´on no describe que, a continuaci´on del tratamiento de recocido, el alambre puede someterse a un tratamiento para formar un producto de malla.

Con respecto al aparato de recocido a utilizar en el procedimiento seg´un la invenci´on, puede ele-girse, por ejemplo, un ba˜no de metal fundido, tal como un ba˜no convencional de plomo.

No obstante, el aparato de recocido es venta-josamente un aparato para calentar alambre me-diante inducci´on. El calentamiento por inducci´on de alambre de acero tiene la ventaja de ser un tratamiento sin contacto, con lo que puede obte-nerse un ciclo de calentamiento, mantenimiento de la temperatura y enfriamiento muy corto, de-bido a la peque˜na masa de un alambre individual, lo que es muy ventajoso para un r´apido progreso del proceso global.

Si se elige el calentamiento por inducci´on, la frecuencia aplicada oscilar´a por lo general entre 1 y 450 kHz, m´as espec´ıficamente entre 10 y 100 kHz.

Convenientemente, al aplicarse el calenta-miento por inducci´on estar´a presente un gas pro-tector, por ejemplo hidr´ogeno o nitr´ogeno, para evitar la oxidaci´on del alambre en el aparato de recocido.

Tal como se menciona anteriormente, en el procedimiento para fabricar la malla se realiza la conexi´on de los alambres que componen la malla en las intersecciones de los mismos, por ejemplo mediante operaciones mec´anicas o de soldadura.

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El procedimiento seg´un la presente invenci´on es particularmente ventajoso si los alambres de la malla se unen mediante una operaci´on de sol-dadura. Especialmente en los casos en los que ha tenido lugar un calentamiento por inducci´on con aplicaci´on de un gas protector, se obtiene un alambre cuya superficie est´a muy poco oxidada o preferentemente no est´a oxidada en absoluto, como resultado de lo cual se mantiene una cali-dad de solcali-dadura muy buena.

De forma especialmente ventajosa, el procedi-miento para fabricar malla seg´un la invenci´on tal como se describe m´as adelante va seguido de la aplicaci´on sobre la malla de una capa de revesti-miento de un metal o aleaci´on met´alica, como por ejemplo una capa de revestimiento de zinc.

Alternativamente, sobre la malla formada puede aplicarse adem´as una capa de revestimiento de material sint´etico, tal como cloruro de polivi-nilo.

Evidentemente, tambi´en es posible aplicar pri-mero una capa de zinc sobre el acero de la malla y despu´es una capa de revestimiento sint´etica. En general, estas capas de revestimiento se aplican para proteger la malla de la corrosi´on durante su uso, mejorando adem´as el aspecto decorativo de la misma.

La invenci´on tambi´en consiste en una insta-laci´on para formar malla a partir de alambre de acero, que comprende como m´ınimo una o m´as bobinas de alambre, medios de gu´ıamiento del alambre y un dispositivo de formaci´on de malla.

Una instalaci´on de este tipo se conoce, por ejemplo, por la especificaci´on de patente estadou-nidense 2.000.788, arriba citada.

Ahora, seg´un la invenci´on, la instalaci´on co-nocida comprende adem´as un aparato de recocido a trav´es del cual se conduce el alambre estirado desde la bobina para efectuar de forma continua un tratamiento t´ermico del alambre. Tal como se menciona m´as adelante, mediante la incorpo-raci´on de dicho aparato de recocido se logra una aceleraci´on considerable del proceso global de for-maci´on de malla, reduci´endose adem´as notable-mente el riesgo de rotura durante todo el proceso. En particular, el aparato de recocido de la ins-talaci´on anteriormente descrita va seguido de un medio para enfriar el alambre, por ejemplo un ro-dillo de enfriamiento refrigerado con un agente de refrigeraci´on tal como agua. Si as´ı se desea, la re-sistencia a la tracci´on del alambre puede aumen-tarse a´un m´as de forma considerable mediante un enfriamiento acelerado del mismo. La homoge-neizaci´on por enfriamiento brusco con agua fr´ıa puede aumentar la resistencia a la tracci´on por ejemplo hasta 600 a 700 N/mm2 con un alarga-miento de aproximadamente un 15%. Este au-mento de la resistencia a la tracci´on y reducci´on del alargamiento s´olo comienza tras el envejeci-miento o alg´un tiempo despu´es de la formaci´on de la malla.

El aparato de recocido incorporado en la ins-talaci´on puede ser por ejemplo un ba˜no conven-cional de metal fundido, tal como un ba˜no de plomo o un lecho fluidizado. No obstante, de forma especialmente ventajosa, el aparato de re-cocido es un aparato de rere-cocido por inducci´on, teniendo lugar el calentamiento del alambre

con-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

ducido a trav´es de dicho aparato de recocido a una frecuencia entre 1 y 450 kHz, en particular entre 10 y 100 kHz.

Los aparatos de recocido de lecho fluidizado son conocidos y est´an descritos, entre otras, en la especificaci´on de patente europea 0181653 del presente solicitante.

La invenci´on se describe a continuaci´on con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- La figura 1 muestra una vista lateral es-quem´atica de un aparato para fabricar una tela de alambre de acero.

- La figura 2 es una representaci´on es-quem´atica de un aparato de recocido por in-ducci´on, como puede utilizarse para tratar varios alambres en el procedimiento seg´un la invenci´on. - La figura 3 muestra una secci´on por el plano III-III’ de la figura 2.

- La figura 4, por ´ultimo, es un gr´afico de tiem-pos y temperaturas dentro del horno de campana. En la figura 1 se muestra que los alambres 1 se estiran desde los carretes o bobinas 2 y se condu-cen a trav´es de medios de gu´ıamiento 3 a trav´es de un aparato de recocido 5, y despu´es se llevan a un dispositivo de formaci´on de malla 4 a trav´es de un rodillo de enfriamiento 6. El dispositivo de formaci´on de malla 4 puede ser un aparato te-jedor, pero tambi´en puede ser un aparato para formar la malla mediante soldadura.

El aparato de recocido puede ser un aparato de recocido convencional tal como un ba˜no de plomo, un aparato de recocido por lecho fluidi-zado, un horno de radiaci´on o, preferentemente, un aparato de recocido alimentado mediante un generador de inducci´on, que se describe m´as ade-lante con mayor detalle.

En la figura 2 se muestra un horno de in-ducci´on para tratar un gran n´umero de alambres 1, que consiste en tubos cer´amicos 7 cuya can-tidad corresponde a la cancan-tidad de alambres y alrededor de los cuales est´an enrolladas las espi-ras del devanado de inducci´on 8. Las espiras del devanado 8 son alimentadas a trav´es de una red 9 de alta frecuencia, cuyo funcionamiento no se describir´a en la presente solicitud pero que ser´a evidente para los expertos en la materia. En cual-quier caso, la red 9 no difiere de los tipos de red habituales para alimentar estos devanados de in-ducci´on.

La figura 3 es una secci´on por el plano III-III’ que muestra claramente los tubos cer´amicos 7 y los alambres que pasan a su trav´es, indic´andose las espiras del devanado con el n´umero de refe-rencia 8. Naturalmente, la cantidad de tubos y el tama˜no del devanado de inducci´on puede variar dependiendo de la capacidad deseada del horno de recocido. El devanado de inducci´on 8 es, por ejemplo, un tubo de cobre bobinado con un tama˜no en secci´on de 6 x 8 mm, una altura interior de 24 mm (dimensi´on A) y una anchura de 540 mm (dimensi´on B) en la figura 3, en el que se han introducido 33 tubos cer´amicos 7 de 11 x 15 mm.

A continuaci´on se describe una prueba compa-rativa mediante la que se compar´o la resistencia a la tracci´on del llamado alambre recocido en cri-sol de un di´ametro de 4,5 mm con la resistencia a la tracci´on de un alambre del mismo di´ametro

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recocido con frecuencia intermedia. Para llevar a cabo el ciclo de recocido discontinuo se utiliz´o un horno de campana el´ectrico en el que se co-loc´o una partida de un peso total de 4.500 kg. La temperatura de la carga de alambre deb´ıa alcan-zar 700◦C. Con este fin, la temperatura del horno se ajust´o a 900◦C en la parte superior y a 925◦C en la parte inferior.

El gr´afico A de la figura 4 es un esquema del curso del tiempo y la temperatura dentro del horno de campana, indicando los n´umeros de re-ferencia la posici´on de medici´on dentro del horno. Como puede observarse claramente, el tra-tamiento t´ermico total se prolonga durante un per´ıodo de tiempo superior a 12 horas, man-teni´endose la temperatura de 700◦C requerida para el calentamiento adecuado durante 6 horas. En una prueba posterior, el mismo tipo de alambre se recoci´o de forma continua aplicando calentamiento por inducci´on, produciendo en breve tiempo un calentamiento a 720◦C para recristalizar la ferrita en el alambre. La du-raci´on del tratamiento depende de la velocidad de la m´aquina de procesamiento dispuesta a con-tinuaci´on del aparato de recocido. Por ejemplo, si se utiliza una m´aquina de hacer malla hexa-gonal con una velocidad de trenzado o tejido de 6 m/min, se emplear´a por ejemplo un horno de inducci´on con una longitud de alrededor de 1 m, siendo la duraci´on del tratamiento t´ermico de aproximadamente 10 segundos. Por lo gene-ral, el tratamiento de recocido no durar´a m´as de unos pocos minutos, preferentemente menos de 1 minuto y de forma especialmente preferente me-nos de 20 segundos. En lugar de utilizar calenta-miento por inducci´on tambi´en es posible utilizar un ba˜no de plomo, un aparato de recocido por lecho fluidizado o un horno de radiaci´on.

Las siguientes tablas indican la diferencia en la resistencia a la tracci´on de un alambre de tipo convencional dependiendo del modo de recocido. 1. 0,81 mm de di´ametro, antes del recocido con

frecuencia intermedia

Resistencia a la tracci´on Alargamiento (N/mm2) (100 mm)

1105 2,8

1105 2,7

1105 2,8

2. 0,81 mm de di´ametro, despu´es del recocido con frecuencia intermedia (22 kHz)

Resistencia a la tracci´on Alargamiento (N/mm2) (100 mm) 468 24 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 470 24,6 465 23,8

3. 0,81 mm de di´ametro, recocido en crisol, 700◦C 6 h

Resistencia a la tracci´on Alargamiento (N/mm2) (100 mm)

386 27,7

380 32

404 28,5

Tal como se desprende de las tablas anteriores, puede observarse una considerable mejora en la resistencia a la tracci´on como resultado del modo de recocer el alambre.

Seg´un lo anteriormente mencionado, parece que el aumento de resistencia a la tracci´on est´a unido a una peque˜na reducci´on del alargamiento antes de la rotura.

Tal como se menciona m´as arriba, la resis-tencia a la tracci´on puede aumentarse adicional-mente llevando a cabo un tratamiento de enfria-miento brusco con agua fr´ıa del alambre recocido. El alargamiento se reduce en el proceso.

A continuaci´on del tratamiento de recocido, el alambre de acero se procesa de modo conocido formando una tela met´alica, despu´es de lo cual la tela met´alica se somete a un tratamiento de re-vestimiento, tal como un revestimiento met´alico, por ejemplo una capa de zinc o una capa de aleaci´on de zinc, y/o un revestimiento con una capa sint´etica, por ejemplo de cloruro de polivi-nilo.

El revestimiento con una capa met´alica o una capa de aleaci´on met´alica despu´es del proceso de formaci´on de malla, tiene la ventaja de que la in-tersecci´on de los alambres, que ha sido reforzada por ejemplo mediante soldadura o una operaci´on mec´anica, se envuelve con una capa de revesti-miento de zinc, lo que produce un refuerzo adi-cional de la uni´on.

En el caso de los tipos de malla del estado an-terior de la t´ecnica, fabricadas por ejemplo a par-tir de alambre recocido de forma continua que ha sido galvanizado a continuaci´on del tratamiento de recocido, tal como se describe en la especi-ficaci´on de patente estadounidense 1.984.335, la uni´on o intersecci´on o torsi´on de los alambres no se recubre con una capa de revestimiento de zinc. Las mallas seg´un la presente invenci´on se distin-guen claramente de este tipo de mallas del es-tado anterior de la t´ecnica por el hecho de que la uni´on, intersecci´on o torsi´on de los alambres est´a cubierta con una capa de revestimiento de zinc.

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REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para fabricar una tela met´alica de alambre, en el que, partiendo de alambre trefilado de acero con menos del 0,25% de carbono, se recuece el alambre y despu´es se forma la malla con el alambre recocido, caracterizado

porque el alambre (1) se estira de forma continua desde una bobina (2), se conduce a trav´es de un aparato de recocido (5) y despu´es se conforma en una tela met´alica.

2. Procedimiento seg´un la reivindicaci´on 1,

caracterizadoporque el aparato de recocido (5) es un ba˜no de metal fundido, tal con un ba˜no de plomo, mantenido a la temperatura de recocido.

3. Procedimiento seg´un la reivindicaci´on 1,

caracterizadoporque el aparato de recocido (5) es un aparato de recocido de lecho fluidizado.

4. Procedimiento seg´un la reivindicaci´on 1,

caracterizadoporque el aparato de recocido (5) es una aparato para calentar el alambre (1) me-diante inducci´on.

5. Procedimiento seg´un la reivindicaci´on 4,

caracterizadoporque el aparato de recocido (5) funciona con una frecuencia elegida entre 1 y 450 kHz.

6. Procedimiento seg´un las reivindicaciones 4 a 5, caracterizadoporque la frecuencia se elige entre 10 y 100 kHz.

7. Procedimiento seg´un las reivindicaciones 4 a 6, caracterizadoporque para evitar la oxi-daci´on del alambre en el aparato de recocido (5), el calentamiento por inducci´on del alambre (1) se

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

lleva a cabo en presencia de un gas protector. 8. Procedimiento seg´un la reivindicaci´on 7,

caracterizadoporque la tela se forma mediante operaciones de soldadura a partir del alambre re-cocido (1).

9. Procedimiento seg´un la reivindicaci´on 1,

caracterizadoporque la tela formada se provee adicionalmente de una capa de revestimiento de un metal o aleaci´on met´alica.

10. Procedimiento seg´un la reivindicaci´on 9,

caracterizado porque la capa de revestimiento es una capa de zinc.

11. Procedimiento seg´un la reivindicaci´on 1,

caracterizadoporque la tela formada se provee adicionalmente de una capa de revestimiento de material sint´etico, tal como cloruro de polivinilo. 12. Instalaci´on para formar una tela met´alica a partir de alambre de acero (1) que comprende como m´ınimo una o m´as bobinas (2) de alambre, medios de gu´ıamiento (3) del alambre y un dis-positivo (4) de formaci´on de la malla, caracteri-zada porque en la instalaci´on se ha incorporado un aparato de recocido (5) a trav´es del cual se conduce el alambre (1) que ha sido estirado desde una bobina (2), para la ejecuci´on continua de un tratamiento t´ermico del alambre (1).

13. Instalaci´on seg´un la reivindicaci´on 12, ca-racterizada porque a continuaci´on del aparato de recocido (5) hay un medio para enfriar el alam-bre (1), tal como un rodillo de enfriamiento (6).

14. Instalaci´on seg´un las reivindicaciones 12 y 13,caracterizadaporque el aparato de recocido (5) es un aparato de recocido por inducci´on.

NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Euro-peas (CPE) y a la Disposici´on Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicaci´on del Convenio de Patente Europea, las patentes euro-peas que designen a Espa˜na y solicitadas antes del 7-10-1992, no producir´an ning´un efecto en Espa˜na en la medida en que confieran protecci´on a produc-tos qu´ımicos y farmac´euticos como tales.

Esta informaci´on no prejuzga que la patente est´e o no inclu´ıda en la mencionada reserva.

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