BR112015018427B1

BR112015018427B1 - Sistema e método para melhorar planicidade em metal laminado

Info

Publication number: BR112015018427B1
Application number: BR112015018427-8A
Authority: BR
Inventors: Paul David Nelson; David Anthony Bauer; Andrew James Hobbis
Original assignee: Novelis Inc
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2023-02-07
Also published as: EP2969279A1; US10130979B2; CN105073291A; WO2014164115A1; US20140250963A1; ES2649160T3; BR112015018427A2; CA2900559C; US20180126431A1; KR101763506B1; CN105073291B; EP2969279B2; KR20150127236A; US9889480B2; EP2969279B1; CA2900559A1

Abstract

SISTEMA E MÉTODO PARA MELHORAR PLANICIDADE EM METAL LAMINADO Sistemas (100) e métodos para melhorar a planicidade de uma folha ou tira (102) laminada pela aplicação de resfriamento diferencial. Um agente de resfriamento (112) pode ser aplicado seletivamente ao longo da largura (202) da tira (102). Mais resfriamento pode ser aplicado às bordas (208) da tira (102), onde a tensão é maior, para aumentar a tensão nas bordas (208). A tira (102) pode ser permitida alongar nestas bordas (208), o que pode melhorar a planicidade. Em algumas modalidades, um sistema de controle (118) de planicidade de circuito fechado é utilizado para medir a planicidade de uma tira (102) e ajustar automaticamente o resfriamento diferencial com base na medição.

Description

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

[001] O presente pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório US N.° 61/776.241 depositado em 11 de março de 2013, que é por meio deste incorporado por referência na sua totalidade.

Campo Técnico

[002] A presente divulgação se refere a sistemas e métodos para melhorar a planicidade de uma tira de metal.

Fundamentos

[003] Laminação a quente e a frio são processos de formação de metal nos quais folhas ou tiras de estoque são passadas através de um par de rolos para reduzir a espessura da folha ou tira de estoque. Em alguns casos, as tiras laminadas são processadas ou de outro modo tratadas após laminação. Por exemplo, tiras laminadas podem passar através de uma linha de revestimento para aplicar um revestimento de materiais poliméricos ou outro revestimento adequado às tiras laminadas. Após o revestimento ser aplicado, a tira revestida pode ser curada num forno. Em muitos casos, as tiras laminadas emergem do forno com ondas centrais ou outra distorção ao longo da tira que reduzem a planicidade total da tira. Assim, é desejável melhorar a planicidade da tira de metal.

Sumário

[004] O termo modalidade e termos semelhantes se destinam a se referir amplamente a toda a matéria desta divulgação e às reivindicações abaixo. As declarações contendo estes termos devem ser entendidas não para limitar a matéria aqui descrita ou limitar o significado ou o escopo das reivindicações abaixo. Modalidades da presente divulgação aqui abrangidas são definidas pelas reivindicações abaixo, não por este sumário. Este sumário é uma visão geral de alto nível de vários aspectos da divulgação e apresenta alguns dos conceitos que são ainda descritos na seção Descrição Detalhada abaixo. Este sumário não se destina a identificar características chaves ou essenciais da matéria reivindicada, nem se destina a ser utilizado isoladamente para determinar o escopo da matéria reivindicada. A matéria objeto deve ser compreendida por referência às porções apropriadas de todo o relatório descritivo desta divulgação, todo e qualquer desenho e cada reivindicação.

[005] A presente divulgação recita métodos e sistemas para melhorar a planicidade de uma tira de metal, incluindo a aplicação de resfriamento diferencial através da largura de uma tira quente para melhorar a planicidade da tira. Em algumas modalidades, um circuito de controle de feedback pode ser implementado incluindo um dispositivo de medição de planicidade e um sistema de controle que controla o resfriamento diferencial. Se for utilizado, o sistema de controle pode fazer ajustes automáticos, dinâmicos baseados na medição de planicidade da tira diferencialmente resfriada.

Breve Descrição dos Desenhos

[006] O relatório descritivo faz referência às seguintes figuras anexas, nas quais o uso de numerais de referência semelhantes em diferentes figuras se destina a ilustrar componentes semelhantes ou análogos.

[007] FIG. 1 é uma representação esquemática de um sistema para melhorar a planicidade de tiras laminadas.

[008] FIG. 2 é uma representação esquemática de uma porção de uma unidade de resfriamento.

[009] FIG. 3 é uma representação esquemática de um bocal tendo uma fenda contínua.

[0010] FIG. 4 é uma vista isométrica de uma luva.

[0011] FIG. 5 é uma vista isométrica de um bocal de fenda contínua tendo uma luva.

[0012] FIG. 6 é um fluxograma de uma porção de um processo de trabalho de metal incluindo um circuito de controle de feedback para calcular e aplicar resfriamento diferencial.

Descrição Detalhada

[0013] São aqui divulgados sistemas e processos para melhorar a planicidade de uma peça de metal laminada daqui em diante denominada como uma "tira laminada" ou uma "tira". Em algumas modalidades, um dispositivo de medição de planicidade é usado para medir a planicidade de uma tira laminada. Um sistema de controle pode receber as medições de planicidade e controlar uma unidade de resfriamento que resfria diferencialmente a tira de metal para criar um gradiente de temperatura não homogêneo em toda a largura da tira de metal desejada. O gradiente de temperatura gera tensões diferenciais na tira as quais são transmitidas enquanto a tira de metal está suficientemente quente e pode melhorar a planicidade da tira de metal.

[0014] FIG. 1 é uma representação esquemática de um sistema 100 para melhorar a planicidade de tiras laminadas de acordo com uma modalidade. O metal pode ser laminado em uma tira 102. A tira 102 pode, opcionalmente, ser revestida. Como mostrado na FIG. 1, a tira 102, se movendo em uma direção 104, passa por um forno 106. Depois de passar através do forno 106, a tira 102 estará quente. A tira 102, então, passa através de uma unidade de resfriamento 108. Na modalidade ilustrada na FIG. 1, a unidade de resfriamento 108 inclui uma pluralidade de bocais 110 que distribuem qualquer agente de resfriamento adequado 112 (também chamado de um meio de resfriamento) sobre a tira 102. Depois de passar através da unidade de resfriamento 108, a tira 102 passa através de um dispositivo de medição de planicidade 114. O dispositivo de medição de planicidade 114 determina a planicidade da tira 102 e fornece um sinal de planicidade 116 para um sistema de controle 118. O sistema de controle 118, então, determina o perfil de resfriamento desejado e fornece um sinal de resfriamento 120 para a unidade de resfriamento 108. Com base no sinal de resfriamento 120, a unidade de resfriamento 108 pode controlar e ajustar, se necessário, a aplicação do agente de resfriamento 112, como descrito em mais detalhes abaixo.

[0015] FIG. 2 é uma representação esquemática de uma porção de uma unidade de resfriamento 108. A unidade de resfriamento 108 está configurada para fornecer resfriamento diferencial através da largura 202 da tira 102 para reduzir ondas centrais ou outra distorção da tira 102. A unidade de resfriamento 108 pode ser parte da seção de resfriamento de uma linha de processo contínua, embora o resfriamento diferencial possa ser aplicado em qualquer outro ponto apropriado durante o processo de trabalho de metal para metais laminados. Em algumas modalidades, a unidade de resfriamento 108 é posicionada num ponto na linha de processo de modo que resfriamento diferencial seja aplicado quando a tira 102 sai do forno 106 da linha de revestimento, embora a unidade de resfriamento 108 possa ser de outro modo posicionada de modo que resfriamento diferencial seja aplicado à tira 102 em outros pontos na linha de processo.

[0016] Como mencionado acima, a unidade de resfriamento 108 pode distribuir um agente de resfriamento 112 na tira 102. O agente de resfriamento 112 pode ser distribuído por cima, por baixo ou para os lados da tira 102, ou qualquer combinação dos mesmos. Em algumas modalidades, o agente de resfriamento 112 é ar, gás, água, óleo ou qualquer outro agente de resfriamento capaz de suficientemente remover calor da tira 102 para gerar o resfriamento diferencial desejado. A quantidade e aplicação de resfriamento a localizações particulares ao longo da largura da tira 102 podem ser ajustadas com base na planicidade desejada.

[0017] Resfriamento diferencial pode ser conseguido resfriando porções selecionadas 204 da tira 102 ao longo da largura 202 da tira 102. Em algumas modalidades, as porções selecionadas 204 são porções onde a tensão da tira é mais alta. A tensão na tira pode ser mais alta nas bordas 208 da tira 102. Quanto mais localizada a tensão, menos resfriamento diferencial pode ser necessário para alcançar a planicidade melhorada desejada. Em alguns casos, uma quantidade relativamente pequena de resfriamento (por exemplo, mas não limitada a, resfriamento em ou em torno de 250°Celsius) pode ser aplicada às bordas 208 da tira 102, o que pode remover ou reduzir empenamentos centrais significativos e/ou distorção da tira 102. Porções ao longo da largura 202 da tira 102 que recebem menos resfriamento do que as porções selecionadas 204 são denominadas como porções não selecionadas 206. Porções não selecionadas 206 podem ser porções onde a tensão da tira é mais baixa. Resfriamento diferencial inclui qualquer diferença em temperatura aplicada através da largura 202 da tira 102. Em algumas modalidades, uma porção selecionada 204 (por exemplo, uma borda 208) ao longo da largura 202 da tira 102 pode ser submetida a resfriamento enquanto uma porção não selecionada 206 (por exemplo, o meio da tira 102) ao longo da largura 202 da tira 102 não é submetida a qualquer resfriamento. Em outras modalidades, uma porção selecionada 204 (por exemplo, uma borda 208) ao longo da largura 202 da tira 102 pode ser submetida a maior resfriamento do que o resfriamento fornecido para a porção não selecionada 206 (por exemplo, o meio da tira 102) ao longo da largura 202 da tira 102.

[0018] A aplicação de resfriamento diferencial (também denominado como não uniforme, preferencial ou seletivo) à porção selecionada 204 da largura 202 de uma tira 102 pode fazer com que as porções selecionadas 204 contraiam termicamente, aumentando a tensão ao longo das porções selecionadas 204. O resfriamento diferencial pode causar um gradiente de temperatura temporário ao longo da tira 102, onde as porções selecionadas 204 da largura 202 da tira 102 (por exemplo, as bordas 208) estão mais frias do que a(s) porção(ões) não selecionada(s) 206 (por exemplo, o meio).

[0019] Em uma modalidade em que o resfriamento é aplicado às bordas 208 da tira 102 para gerar o gradiente de temperatura, a tensão nas bordas 208 da tira 102 pode ser temporariamente aumentada, em comparação com a porção mais quente não selecionada 206 (por exemplo, meio) da tira 102. Como a temperatura ao longo da largura 202 da tira 102 não é uniforme, existe tensão diferencial ao longo da largura 202 da tira 102. Se esta distribuição de tensão imposta não for equalizada logo depois de ser aplicada (por exemplo, por rolos de suporte intervenientes ou de outro modo) e a tira 102 estiver suficientemente quente para escoar ligeiramente sob a tensão diferencial, a temperatura diferencial transmitida pelo resfriamento diferencial pode fazer a tira 102 alongar ligeiramente ao longo da porção mais fria da largura 202 (por exemplo, as porções selecionadas 204) da tira 102. Escoamento, como aqui utilizado, pode ser considerado uma deformação permanente ou alongamento da tira 102, o que alivia parcialmente a tensão aplicada (por exemplo, a partir da distribuição de tensão imposta). A tensão necessária para provocar deformação permanente diminui à medida que a temperatura da tira 102 aumenta. Como aqui utilizado com referência à tira 102, escoamento inclui deformação permanente em níveis de tensão de escoamento convencionalmente aceitos, assim como níveis de tensão abaixo de níveis de tensão de escoamento convencionalmente aceitos, tal como a deformação permanente que pode ocorrer a partir de fluência rápida. Portanto, para uma tira 102 escoar, como o termo é aqui usado, não é necessário induzir tensão diferencial que forneça níveis de tensão em ou acima da tensão de escoamento convencionalmente aceita da tira 102.

[0020] Independentemente de se ou não o gradiente de temperatura real imposto na tira 102 é conhecido, o gradiente de temperatura é baseado no resfriamento diferencial o qual pode ser baseado em vários fatores, tal como modelos, medições de planicidade ou outros, como aqui divulgado.

[0021] Resfriamento diferencial das bordas 208 de uma tira 102 provoca uma concentração local de tensão de tração suficiente para colocar a tira 102 em escoamento e esticar as bordas 208, corrigindo quaisquer ondas centrais ou distorção presente na tira 102. Desta forma, a planicidade da tira 102 pode ser ajustada e/ou melhorada utilizando um resfriamento diferencial. Quando resfriamento diferencial ativo da tira 102 é descontinuado, o perfil de temperatura da tira 102 através de sua largura 202 eventualmente equalizará, mas quaisquer mudanças devidas ao escoamento permanecerão e, portanto, a planicidade melhorada será mantida.

[0022] Agente de resfriamento 112 pode ser distribuído pela unidade de resfriamento 108 de qualquer maneira adequada. Numa modalidade, como mostrado nas FIGS. 1-2, o agente de resfriamento 112 é distribuído através de bocais 110 da unidade de resfriamento 108. Numa modalidade, tais bocais 110 são dispostos em uma matriz 212 de bocais discretos 110. Com referência à FIG. 2, o agente de resfriamento 112 pode ser distribuído através de linhas de alimentação 214 para os injetores 110. Uma válvula 210 associada com cada bocal 110 se move entre uma posição fechada, na qual o agente de resfriamento 112 é bloqueado, e uma posição aberta, na qual o agente de resfriamento 112 é permitido passar. Em tais modalidades, as válvulas 210 podem ser controladas para determinar quais bocais 110 distribuem agente de resfriamento 112 e quais bocais 110 não. Adicionalmente, o fechamento parcial de algumas válvulas 210 pode permitir que alguns bocais 110 distribuam menos agente de resfriamento 112 que outros bocais nas proximidades 110 com válvulas totalmente abertas 210. Válvulas 210 podem ser ajustáveis manualmente ou automaticamente ajustáveis. Em algumas modalidades, válvulas 210 são dinamicamente controladas por um sistema de controle 118.

[0023] FIG. 3 é uma representação esquemática de um bocal 110 que é um bocal de fenda contínua 302 tendo uma fenda contínua 304. Em vez de matrizes 212 de bocais discretos 110, como mostrado nas FIGS. 1-2, o bocal de fenda contínua 302 da FIG. 3 inclui pelo menos uma fenda contínua 304. Em outras modalidades, outra estrutura adequada para distribuir agente de resfriamento 112 é utilizada em vez de, pelo menos, uma fenda contínua 304. Como mostrado na FIG. 3, o bocal de fenda contínua 302 inclui uma luva 306 que bloqueia parcialmente agente de resfriamento 112 de ser aplicado à tira 102. Desta forma, o agente de resfriamento 112 pode ser dirigido a porções selecionadas (por exemplo, as bordas 204, 208) da tira 102 para resfriar a tira 102 na porção selecionada 204 (por exemplo, aquelas bordas 208). Como também descrito acima, a aplicação de agente de resfriamento 112 pode ser controlada através da largura 202 da tira 102, de modo que o resfriamento seja não uniforme transversalmente através da largura 202 da tira 102. A aplicação de agente de resfriamento 112 pode ser total ou parcialmente suprimida através de porções não selecionadas 206 da tira.

[0024] FIG. 4 é uma vista isométrica de uma luva 306 (por vezes denominada como uma tampa) de acordo com uma modalidade. A luva 306 inclui uma ou mais aberturas 402 através das quais o agente de resfriamento 112 pode ser permitido fluir. As aberturas 402 podem ser de várias formas e tamanhos. A porção de luva 306 entre as aberturas 402 é uma porção de oclusão 404 a qual bloqueia agente de resfriamento 112 de ser aplicado à tira 102.

[0025] FIG. 5 é uma vista isométrica de um bocal de fenda contínua 302 com uma luva 306 de acordo com outra modalidade. A luva 306 inclui pelo menos uma porção de oclusão 404. Como descrito acima, a fenda contínua 304 é configurada para aplicar agente de resfriamento 112 à tira 102. A luva 306 representada na FIG. 5 inclui uma porção de oclusão 404 a qual oclui pelo menos parte da largura da fenda contínua 304, desse modo bloqueando o agente de resfriamento 112 de ser aplicado à tira 102, onde a luva 306 oclui a fenda contínua 304. A porção de oclusão 404 da luva corresponde aproximadamente à porção não selecionada 206 da tira 102. Em algumas modalidades, a(s) porção(ões) de oclusão 404 pode(m) ser projetada(s) para limitar parcialmente, em oposição a bloquear completamente, a quantidade de agente de resfriamento 112 aplicada à porção não selecionada 206 da tira 102. A(s) porção(ões) de oclusão 404 pode(m) ser projetada(s) para limitar pelo menos parcialmente a distribuição de agente de resfriamento 112 de várias maneiras incluindo, por exemplo, tendo orifícios ou sendo feitas de um material de malha.

[0026] Em algumas modalidades, a luva 306 pode ser móvel e/ou ajustável para ajustar o tamanho e/ou a posição da porção de oclusão 404 com respeito à fenda contínua 304. A luva 306 pode incorporar duas luvas sobrepostas 306 que se movem de forma deslizante com respeito uma à outra, em que cada uma de suas porções de oclusão 404 pode se sobrepor até graus diferentes a fim de ajustar o tamanho da porção de oclusão 404 real com respeito à fenda contínua 304. A luva 306 pode ser ajustável manualmente ou automaticamente ajustável. Em algumas modalidades, a luva 306 pode ser dinamicamente ajustada por um sistema de controle 118. A luva 306 pode ser ajustada dependendo do caminho de distribuição desejado do agente de resfriamento 112 e da planicidade desejada da tira 102. Em algumas modalidades, cada luva 306 pode ser ajustada de forma diferente ao longo da tira 102 (por exemplo, ao longo de cada borda 208 da tira 102) para proporcionar controle independente, de modo que a tira 102 possa ser resfriada de forma assimétrica em relação a um ponto médio da largura 202 da tira 102.

[0027] Em algumas modalidades, o resfriamento diferencial descrito acima pode ser aplicado e ajustado utilizando informação obtida a partir de um circuito de controle de feedback. FIG. 6 é um fluxograma de uma porção de um processo de trabalho de metal 600 incluindo um circuito de controle de feedback exemplar para calcular e aplicar resfriamento diferencial. Com referência à FIG. 6, uma tira de metal 102 é laminada no bloco 602. A tira 102 é opcionalmente revestida no bloco 604. A tira 102 é opcionalmente aquecida no bloco 606. Resfriamento diferencial é aplicado à tira 102 por uma unidade de resfriamento 108 no bloco 608 de acordo com parâmetros de resfriamento no bloco 610. Parâmetros de resfriamento podem ser armazenados no sistema de controle 118. Após a tira 102 ser diferencialmente resfriada no bloco 608, a tira 102 é permitida escoar no bloco 612. No bloco 612, a tira 102 pode ser mantida longe de porções do processo de trabalho de metal (por exemplo, rolos de suporte interveniente ou de outro modo) que podem equalizar o gradiente de temperatura em toda a largura 202 da tira 102 ou mecanicamente equalizar a distribuição de tensão imposta em toda a largura 202 da tira 102 (por exemplo, pela tira 102 enrolando em torno de um rolo interveniente), antes de a tira 102 ter sido permitida escoar. O planicidade da tira 102 é medida no bloco 614. Os resultados da medição de planicidade do bloco 614 são usados para calcular o resfriamento diferencial necessário para a planicidade desejada no bloco 616. Os parâmetros de resfriamento são ajustados no bloco 610 com base no resfriamento diferencial calculado do bloco 616. Em algumas modalidades, parâmetros de resfriamento atualizados são enviados para a unidade de resfriamento 108 para fazer ajustes para a distribuição de agente de resfriamento 112. Em modalidades alternativas, parâmetros de resfriamento são armazenados num dispositivo de armazenamento e atualizados conforme necessário. Nestas modalidades, a unidade de resfriamento 108 acessa (por exemplo, acessa rotineiramente ou de outra forma é solicitada a acessar) o dispositivo de armazenamento para determinar como distribuir o agente de resfriamento 112.

[0028] Como descrito acima, o sistema 100 mostrado na FIG. 1 pode incluir opcionalmente um sistema de controle de circuito de feedback 118 que permite controle e/ou ajuste automático do resfriamento diferencial com base em medições da planicidade da tira 102. Em algumas modalidades, o sistema de controle de circuito de feedback 118 prossegue tal como ilustrado na FIG. 6. A medição da planicidade da tira 102 pode ser feita a montante ou a jusante da unidade de resfriamento 108. A ordem dos blocos na FIG. 6 pode ser ajustada em conformidade.

[0029] O dispositivo de medição de planicidade 114 da FIG. 1 pode ser um rolo de tensão segmentado (por exemplo, um rolo de medidor de tensão produzido pela ABB Ltd), um dispositivo óptico (por exemplo, um dispositivo de medição de planicidade óptico VIP produzido por Volmer America, Inc., ou um sistema de laser sem contato, tal como produzido por Shapeline in Linkoping, Suécia) ou uma técnica de medição adequada diferente capaz de medir a planicidade da folha a fim de proporcionar um sinal de planicidade 116 para o sistema de controle 118.

[0030] Em algumas modalidades, o dispositivo de medição de planicidade 114 é posicionado de modo que ele seja mais alto que a tira 102. Em outras modalidades, o dispositivo de medição de planicidade 114 é posicionado em qualquer altura adequada e em qualquer local adequado. Em algumas modalidades, a planicidade real da tira 102 é medida a jusante da unidade de resfriamento 108 ou em outro local onde a temperatura 102 da tira é aproximadamente uniforme (por exemplo, o perfil de temperatura da tira foi substancialmente equalizada de modo que o gradiente de temperatura não esteja substancialmente mais presente) para obter uma leitura precisa de planicidade.

[0031] O sistema de controle 118 pode utilizar o sinal de planicidade 116 para determinar quaisquer ajustes necessários que serão feitos na unidade de resfriamento 108 a fim de conseguir a planicidade desejada. O sistema de controle 118 pode comparar a planicidade medida do dispositivo de medição de planicidade 114 com uma planicidade desejada que tenha sido previamente selecionada e/ou armazenada na memória do sistema de controle 118. O sistema de controle 118 pode, então, enviar um sinal de resfriamento 120 para a unidade de resfriamento 108. O sinal de resfriamento 120 pode dirigir a unidade de resfriamento 108 a ajustar a dispersão de agente de resfriamento 112, como aqui descrito. Podem ser feitos ajustes no volume e/ou na temperatura do agente de resfriamento 112 e/ou nos locais para os quais o agente de resfriamento 112 será aplicado em relação à tira 102 (por exemplo, o tamanho e a posição das porções selecionadas 204).

[0032] Numa modalidade, a distribuição do agente de resfriamento 112 é ajustada ajustando as uma ou mais luvas 306, como aqui descrito. Em outras modalidades, a distribuição de agente de resfriamento 112 é ajustada ajustando válvulas 210 nas linhas de alimentação 214 para bocais de resfriamento discretos 110. Deste modo, a medição de planicidade de uma tira 102 pode ser usada para ajustar automaticamente e dinamicamente e controlar o resfriamento diferencial para melhorar a planicidade da tira 102. O sistema de controle de feedback permite ao resfriamento diferencial da tira 102 servir como um atuador ajustável para ajustar e corrigir qualquer empenamento e/ou curvatura da tira 102, de modo que sua planicidade atinja um nível desejado. A planicidade, então, pode ser otimizada por controle direto ou de feedback de alimentação automático dependendo da medição de planicidade real.

[0033] Em algumas modalidades, o sistema de controle 118 pode utilizar informação de uma abordagem com base em modelo (por exemplo, um modelo de tensão de bobina) em vez de medições de planicidade para determinar o resfriamento diferencial necessário a ser aplicado à tira 102. Um dispositivo de medição de planicidade 114 pode ser omitido em algumas modalidades. Em algumas modalidades, o uso de uma abordagem baseada em modelo elimina ou reduz a necessidade de medições reais da planicidade da tira 102, de modo que a determinação de qual resfriamento diferencial será aplicado possa ser feita com base no modelo.

[0034] Pode ser desejável resfriar diferencialmente tiras 102, como aqui descrito, depois da laminação, pelo menos porque distorções podem aparecer na tira 102 após laminação, embora o resfriamento diferencial aqui descrito não seja assim limitado. Pode ser desejável resfriar diferencialmente tiras 102, como é aqui descrito, depois de a tira 102 ter sido revestida e passada através de um forno de 106, pelo menos porque os estágios de revestimento e de aquecimento podem induzir distorções na tira 102. No entanto, o resfriamento diferencial não está limitado à utilização em seções de resfriamento depois de a tira 102 passar através de uma linha de revestimento. Em vez disso, o resfriamento diferencial pode ser aplicado em qualquer outra linha de processo adequada ou em qualquer outro estágio no processo. Por exemplo, o resfriamento diferencial pode ser aplicado na seção de resfriamento de uma linha de recozimento contínua, ou em qualquer outra linha ou estágio adequado do processo. Além disso, o resfriamento diferencial acima descrito também pode ser usado para controlar a curvatura (por vezes denominada como o arco lateral) da tira aplicando resfriamento diferencial resultante num gradiente de temperatura assimétrico. Várias modalidades podem aplicar resfriamento diferencial, como descrito acima, em diversas formas desejadas ao longo de qualquer linha térmica adequada, incluindo laminadores a frio.

[0035] Pode ser desejável resfriar diferencialmente tiras 102, como aqui descrito, em vez de utilizar outros dispositivos de planicidade num esforço para melhorar a planicidade da tira 102, pelo menos porque outros dispositivos de planicidade podem adicionar algum grau de não planicidade, revestimentos prejudiciais e/ou acabamentos da tira 102 e/ou podem ter efeitos negativos (por exemplo, formabilidade reduzida da tira 102 devido ao nivelamento) em certas propriedades mecânicas da tira 102. Pode ser desejável resfriar diferencialmente tiras 102, como aqui descrito, em vez de utilizar outros métodos, pelo menos porque o resfriamento diferencial aqui descrito pode produzir tiras 102 com elevada uniformidade através da largura 202 da tira 102. Pode ser desejável resfriar diferencialmente tiras 102, como aqui descrito, sobre outros métodos, pois isso pode reduzir a quantidade de nivelamento que pode ser necessário a jusante.

[0036] Todas as patentes, publicações e resumos citados acima são aqui incorporadas por referência na sua totalidade. Várias modalidades foram descritas. Deve ser reconhecido que estas modalidades são meramente ilustrativas dos princípios da presente divulgação. Numerosas modificações e adaptações das mesmas serão prontamente evidentes para os peritos na arte sem se afastar do espírito e do escopo da presente invenção como definido nas reivindicações seguintes.

Claims

1. Sistema (100) para melhorar planicidade de metal laminado, o sistema que compreende: uma unidade de resfriamento (108) compreendendo pelo menos um bocal (110) para distribuir agente de resfriamento (112) para uma tira (102), em que a unidade de resfriamento (108) é operável para resfriar porções selecionadas (204) de uma largura (202) da tira (102) mais do que uma porção não selecionada (206) da largura (202) da tira (102); um sistema de controle (118) adaptado para receber medições de planicidade a partir de um dispositivo de medição de planicidade (114) do sistema e para controlar a unidade de resfriamento (108), em que o sistema é usado para criar um gradiente de temperatura não-homogêneo desejado através da largura da tira (102), caracterizado pelo fato de que as porções selecionadas (204) são as bordas (208) da tira e a porção não selecionada (206) é um meio da tira (102) e em que o sistema é usado para criar o gradiente de temperatura não-homogêneo desejado através da largura da tira (102) de tal maneira que ondas centrais presentes na tira (102) antes de entrar na unidade de resfriamento (108) são reduzidas ou removidas.

2. Sistema (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um bocal (302) compreende uma fenda contínua (304) para distribuir o agente de resfriamento (112) e uma luva (306) compreendendo uma porção de oclusão (404) posicionada para bloquear a distribuição do agente de resfriamento (112) para a porção não selecionada da tira (102).

3. Sistema (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o pelo menos um bocal (110) compreende uma pluralidade de bocais (110) para aplicar o agente de resfriamento (112) à tira (102); uma ou mais válvulas (210) conectando fluidamente respectivos bocais da pluralidade de bocais (110) a uma fonte do agente de resfriamento (112), cada uma das uma ou mais válvulas (210) sendo atuável para restringir fluxo do agente de resfriamento (112) dos respectivos bocais dos bocais (110); e a unidade de resfriamento (108) é adaptada para atuar as uma ou mais válvulas (210) da pluralidade de bocais (110) para bloquear a distribuição do agente de resfriamento (112) na porção não selecionada (206) da largura (202) da tira (102).

4. Sistema (100) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que: a unidade de resfriamento (108) é ainda adaptada para resfriar uma primeira porção do agente de resfriamento (112) distribuível através de um primeiro conjunto da pluralidade de bocais até uma temperatura abaixo de uma segunda porção do agente de resfriamento (112) distribuível através de um segundo conjunto da pluralidade de bocais; o primeiro conjunto da pluralidade de bocais é posicionado para distribuir a primeira porção do agente de resfriamento para as porções selecionadas (204) da largura (202) da tira (102); e o segundo conjunto da pluralidade de bocais é posicionado para distribuir a segunda porção do agente de resfriamento para a porção não selecionada da largura (202) da tira (102).

5. Sistema (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente de resfriamento (112) é ar soprado através do pelo menos um bocal (110).

6. Sistema (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o dispositivo de medição de planicidade (114) emite um sinal de planicidade (116) indicativo da planicidade da tira ao longo da largura (202) da tira (102); e a unidade de resfriamento (108) é adaptada para resfriar as porções selecionadas (204) da largura (202) da tira (102) mais do que a porção não selecionada da largura (202) da tira (102) com base no sinal de planicidade (116).

7. Sistema (100) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que: o sistema de controle (118) é operável para comparar o sinal de planicidade (116) com a planicidade desejada e emitir um sinal de resfriamento (120) para a unidade de resfriamento (108); e a unidade de resfriamento (108) é acoplada ao sistema de controle (118) para resfriar as porções selecionadas (204) da largura (202) da tira (102) mais do que a porção não selecionada da largura (202) da tira (102) com base no sinal de resfriamento (120).

8. Sistema (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios para revestir a tira (102) disposta a montante da unidade de resfriamento.

9. Sistema (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de resfriamento (108) é adaptada para aceitar a tira (102), que é uma tira revestida e aquecida; e em que o sistema compreende ainda: uma pluralidade de bocais (110) conectados fluidamente a uma fonte de agente de resfriamento (112) e posicionados na unidade de resfriamento (108); em que um sistema de controle (118) é acoplado à unidade de resfriamento (108) para controlar a pluralidade de bocais (110) para distribuir agente de resfriamento (112) a porções selecionadas (204) da tira (102) revestida e aquecida para induzir um gradiente de temperatura ao longo de uma largura (202) da tira (102) revestida e aquecida; e em que um dispositivo de medição de planicidade (114) é posicionado para medir uma planicidade da tira (102) revestida e aquecida e acoplado ao sistema de controle (118) para transmitir um sinal de planicidade (116) para o sistema de controle (118); em que o gradiente de temperatura é baseado numa comparação do sinal de planicidade (116) e uma planicidade desejada da tira (102) revestida e aquecida.

10. Sistema (100) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que: o agente de resfriamento (112) é ar; as porções selecionadas (204) da tira (102) revestida e aquecida são bordas (208) da tira (102) revestida e aquecida; o gradiente de temperatura inclui um meio da tira (102) revestida e aquecida tendo uma primeira temperatura na ou acima de uma temperatura de escoamento da tira (102) revestida e aquecida; e o gradiente de temperatura inclui as porções selecionadas (204) da tira (102) revestida e aquecida, cada uma tendo uma segunda temperatura abaixo da primeira temperatura.

11. Método para melhorar planicidade em metal laminado, que inclui: aquecer uma tira (102); fornecer uma unidade de resfriamento (108); resfriar seletivamente a tira (102) usando a unidade de resfriamento (108) para induzir uma distribuição de temperatura na tira (102) através de uma largura (202) da tira (102); manter a distribuição de temperatura na tira (102) por uma quantidade de tempo desejada, fornecer um dispositivo de medição de planicidade (114) e uma unidade de controle (118) adaptados para receber medições de planicidade do dispositivo de medição de planicidade (114) e para controlar a unidade de resfriamento (108), em que a distribuição de temperatura é um gradiente de temperatura não-homogêneo através da largura da tira (102), caracterizado pelo fato de que os resultados de resfriamento seletivos em cada borda da largura da tira (102) tendo uma primeira temperatura mais fria do que uma segunda temperatura de um meio da tira (102) de modo que ondas centrais presentes na tira (102) antes de entrar na unidade de resfriamento (108) são reduzidas ou removidas.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o resfriamento seletivo inclui: aplicar um agente de resfriamento (112) a porções selecionadas (204) da largura (202) da tira (102), em que a aplicação do agente de resfriamento (112) inclui preferivelmente: atuar pelo menos uma válvula (210) de uma matriz de válvulas em uma matriz (212) de bocais (110) para bloquear seletivamente distribuição do agente de resfriamento (112) de cada um da matriz (212) de bocais (110) posicionados adjacentes a uma porção não selecionada da largura (202) da tira (102), ou aplicar o agente de resfriamento (112) a partir de uma fenda contínua (304) de um bocal (302); e posicionar uma porção de oclusão de uma luva (306) sobre a fenda contínua (304) para bloquear distribuição do agente de resfriamento (112) a partir da fenda contínua (304) para uma porção não selecionada da largura (202) da tira (102).

13. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: medir uma planicidade da tira (102), em que o gradiente de temperatura é baseado numa medição de planicidade da tira.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: comparar a medição de planicidade da tira com uma planicidade desejada para gerar um sinal de resfriamento (120), em que o gradiente de temperatura é baseado no sinal de resfriamento (120).

15. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que: o gradiente de temperatura é induzido de modo que uma primeira porção da largura (202) da tira (102) seja resfriada até uma temperatura abaixo de uma segunda porção da largura (202) da tira (102); e a primeira porção da largura (202) da tira (102) tem uma primeira magnitude de tensão de tração maior que uma segunda magnitude de tensão de tração da segunda porção da largura (202) da tira (102).

16. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a aplicação de um revestimento à tira (102) antes de resfriar seletivamente a tira (102).