BR112020022310A2 - equipamento para o revestimento e método para depositar um revestimento metálico - Google Patents
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Abstract
A invenção se refere a um equipamento
para o revestimento por imersão a quente contínuo de uma tira de metal
que compreende um forno de recozimento, um tanque contendo um banho de
metal líquido, um túnel de imersão conectando o forno de recozimento e o
referido tanque, através do qual a tira de metal corre em uma atmosfera
protetora e a parte inferior do referido túnel de imersão, a ponta do
túnel de imersão, é pelo menos parcialmente imersa no banho de metal
líquido, de modo a definir, com a superfície do banho, e no interior
deste túnel de imersão, uma vedação por líquido e um escoadouro separado
fixado/ preso ao túnel de imersão através de fixações, o referido
escoadouro compreendendo pelo menos uma bandeja, colocada na vizinhança
da tira ao entrar no referido banho de metal líquido e envolvida pela
referida vedação por líquido.
Description
[001] A presente invenção se refere a um equipamento para o revestimento por imersão a quente de uma tira de metal.
[002] Durante o processo de revestimento, a posição de entrada da tira no banho muda com o tempo devido a diferentes fatores, por exemplo, mudanças na posição de entrada da tira e/ ou nível do banho. Assim, a posição ótima do escoadouro (overflow) varia. Consequentemente, o escoadouro precisa ser deslocado e movido para a posição ideal durante o processo.
[003] Além disso, durante o uso, o equipamento se deteriora ou quebra devido a vários efeitos. Por exemplo, a parte submersa do túnel de imersão (snout) está sujeito à corrosão, a bomba ou o indicador de nível do escoadouro apresentam mau funcionamento. Para contornar esses problemas, alguma parte do túnel de imersão ou do escoadouro precisa ser substituída ou consertada, tais operações levam ao corte da tira, uma diminuição da produtividade e aumento do custo de fabricação.
[004] A patente FR 2 816 639 refere-se a um aparelho para o revestimento por imersão contínua de uma tira de metal. Este equipamento melhora a qualidade da superfície da tira, reduzindo sua densidade de defeitos, adicionando um escoadouro ao túnel de imersão. Para tanto, escoadouros são instalados ao longo do túnel de imersão, recolhendo a escória próxima à tira.
[005] A patente WO 2017/187225 descreve um aparelho para o revestimento por imersão contínua de uma tira de metal. Este equipamento melhora o aparelho do FR 2 816 639 explicado acima e permite a afinação da posição do túnel de imersão e dos escoadouros em relação à tira. Para isso, o túnel de imersão é equipado com uma caixa móvel de descarga em rotação em relação à tira de metal em torno de um primeiro eixo de rotação e a caixa de descarga é móvel em rotação em comparação com a parte superior da bainha em torno de um segundo eixo de rotação. Além disso, a articulação que permite a rotação da caixa de descarga em relação à parte superior da bainha é um pivô de conexão.
[006] No entanto, ao usar os equipamentos acima, o ajuste correto do escoadouro é complexo e, se não manuseado corretamente, pode levar a um posicionamento inadequado. A complexidade do ajuste se deve às dificuldades de nivelamento de ambos os lados do escoadouro fazendo um deslocamento horizontal sem deslocamento vertical. Além disso, isso precisa de muitos mecanismos que levam a uma maior probabilidade de falha. Além disso, quando uma parte se quebra, para consertá-la, todo o túnel de imersão deve ser removido e às vezes substituído.
[007] Consequentemente, é necessário encontrar um dispositivo de ajuste de escoadouro mais simples e confiável, bem como um que facilite sua substituição. A solução também deve facilitar o correto posicionamento do escoadouro. Além disso, seria muito vantajoso se o escoadouro pudesse ser removido sem cortar a tira de modo que ela permanecesse roscada e reduzisse o impacto na produção.
[008] Este objetivo é alcançado fornecendo um equipamento de acordo com a reivindicação 1. O equipamento também pode compreender qualquer característica das reivindicações 2 a 11. Este objetivo também é alcançado fornecendo um método de acordo com a reivindicação 12.
[009] Outras características e vantagens da invenção se tornarão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada da invenção.
[0010] Para ilustrar a invenção, várias formas de realização e ensaios dos exemplos não limitativos serão descritos, particularmente com referência à seguintes figuras: - A Figura 1 mostra a invenção em uso; - A Figura 2 mostra os diferentes elementos da invenção; - A Figura 3 é uma repartição dos diferentes elementos da invenção; - A Figura 4 é uma visão ampliada do escoadouro, da bomba e do indicador de nível; - A Figura 5 é uma visão ampliada de cima do escoadouro, da bomba e do indicador de nível; - A Figura 6 é uma vista lateral do escoadouro, da bomba e do indicador de nível; - A Figura 7 exibe uma configuração para a bandeja; e - A Figura 8 exibe uma configuração diferente para a bandeja.
[0011] A invenção se refere a um equipamento para o revestimento por imersão a quente contínuo de uma tira de metal que compreende um forno de recozimento, um tanque contendo um banho de metal líquido, um túnel de imersão conectando o forno de recozimento e o referido tanque, através do qual a tira de metal passa em uma atmosfera protetora e pela parte inferior do referido túnel de imersão, a ponta do túnel de imersão, é pelo menos parcialmente imersa no banho de metal líquido a fim de definir com a superfície do banho, e dentro deste túnel de imersão, uma vedação por líquido e um escoadouro separado anexado ao túnel de imersão através de fixações, o referido escoadouro compreendendo pelo menos uma bandeja, colocada na vizinhança da tira ao entrar no referido banho de metal líquido e envolvido pela referida vedação por líquido.
[0012] Em outras palavras, o túnel de imersão tem um lado na extremidade do forno de recozimento, geralmente no alto, e o outro um pouco abaixo da superfície do banho de metal líquido, criando uma vedação. Tal posicionamento visa proteger a tira de metal contra a oxidação do forno de recozimento até que atinja o banho de metal líquido. O escoadouro está localizado na superfície do banho de metal líquido englobado pelo túnel de imersão. A dita ponta do túnel de imersão também pode ser chamada de sabot.
[0013] No estado da técnica, parece que não é possível remover de forma fácil e rápida apenas o escoadouro para limpá-lo, repará-lo ou trocá-lo.
Além disso, parece que também não é possível retirar apenas a parte do túnel de imersão em contato com o banho para trocá-lo ou limpá-lo sem retirar a totalidade ou grande parte do túnel de imersão. Pelo contrário, com o equipamento de acordo com a presente invenção, é possível remover facilmente o escoadouro sem retirar todo o túnel de imersão. Além disso, é possível separar a parte pelo menos parcialmente imersa no revestimento do túnel de imersão sem retirar todo o túnel de imersão ou grande parte dele.
[0014] Vantajosamente, as referidas fixações são fixadas na parte superior do túnel de imersão. Tal fixação permite a remoção da ponta do túnel de imersão quando o escoadouro é removido.
[0015] Vantajosamente, a referida bandeja é formada por: uma parede interna voltada para um lado da tira, direcionada para a superfície da vedação por líquido, a borda superior da qual a parede interna está posicionada abaixo da superfície do referido banho, uma parede externa voltada para o túnel de imersão, direcionado para a superfície da vedação por líquido, a borda superior da qual a parede externa está posicionada acima da superfície do referido banho, uma parte de conexão entre as referidas bordas inferiores da parede externa e interna, uma parede em cada extremidade compartilhada das paredes mencionadas anteriormente conectando todas as bordas e a borda superior da parede interna é mais baixa que a borda superior da parede externa.
[0016] Vantajosamente, o referido escoadouro é fornecido com meios para manter o nível de metal líquido a um nível abaixo da superfície da vedação por líquido, a fim de estabelecer um fluxo natural do metal líquido nesta bandeja, o referido fluxo natural do metal líquido sendo maior de 50 mm para evitar que as partículas de óxido de metal e as partículas de compostos intermetálicos subam como uma contracorrente ao fluxo do metal líquido. Os meios possíveis para manter o nível de metal líquido na bandeja podem ser um indicador de nível e uma bomba, ambos conectados ao escoadouro. A bomba suga o metal líquido do escoadouro e o libera no banho.
[0017] Vantajosamente, a referida borda superior da primeira parede interna da bandeja compreende, em uma direção longitudinal, uma sucessão de cavidades e saliências. Aparentemente, permite reduzir ou suprimir os salpicos do revestimento na tira e facilitar o escoamento ao longo da parede.
[0018] Vantajosamente, a referida bandeja é suportada por uma peça de suporte fixada às fixações, a referida peça de suporte vai das fixações à vedação por líquido sem entrar em contato com o túnel de imersão.
[0019] Vantajosamente, a referida peça de suporte também pode conter meios para manter o nível de metal líquido na bandeja.
[0020] Vantajosamente, a referida peça de suporte pode ser formada por várias peças.
[0021] Vantajosamente, o referido escoadouro é composto por pelo menos uma bandeja. Aparentemente, é possível que a referida bandeja envolva continuamente a tira de metal.
[0022] Vantajosamente, o referido escoadouro é composto por 2 bandejas posicionadas simetricamente à tira de metal.
[0023] Vantajosamente, o referido escoadouro separado fixado ao túnel de imersão pode ser deslocado verticalmente. Aparentemente, esse deslocamento pode ser feito através do deslocamento dos painéis ao longo do túnel de imersão. Outra forma de deslocar verticalmente o escoadouro é usando porcas e parafusos. Este deslocamento permite um melhor posicionamento do escoadouro de acordo com o nível do banho.
[0024] Vantajosamente, o referido escoadouro separado fixado ao túnel de imersão pode ser deslocado horizontalmente, perpendicularmente ao comprimento da bandeja. Aparentemente, tal deslocamento pode ser feito através do deslocamento da peça em forma de T (25) ao longo da peça em forma de U (21). Este deslocamento permite um melhor posicionamento do escoadouro. Ele permite manter o escoadouro na distância correta da tira.
[0025] A invenção também se refere a um método para depositar um revestimento metálico por revestimento por imersão a quente em uma instalação conforme descrito anteriormente, compreendendo: - o recozimento de recristalização da chapa de aço em um forno de recozimento - a passagem da chapa de aço do forno de recozimento para o banho de revestimento por imersão a quente no túnel de imersão - o revestimento por imersão a quente da chapa de aço recozida em um banho.
[0026] A invenção também se refere a um método para substituir uma parte inferior desgastada de um túnel de imersão de um processo de revestimento por imersão a quente em uma instalação conforme descrito anteriormente, em que: - o escoadouro é removido e/ ou a parte inferior removível do túnel de imersão é removida e substituída por uma nova.
[0027] A descrição a seguir diz respeito a uma instalação para a galvanização contínua de uma tira de metal. Mas, a presente invenção é aplicável a todos os processos de revestimento contínuo em que os poluentes de superfície estão presentes, a vedação por líquido deve permanecer limpa e o escoadouro precisa ser removido facilmente.
[0028] Após a seção de laminação a frio, a tira de metal passa por um forno de recozimento (não representado), em atmosfera redutora, a fim de recristalizar a tira de metal após o endurecimento por deformação devido à laminação a frio e preparar seu estado superficial aumentando a reação química que ocorre durante a galvanização.
[0029] No forno de recozimento, a tira de metal é aquecida a temperaturas geralmente compreendidas entre 650 e 900 °C. Em seguida, a tira de metal (19) passa por uma instalação de galvanização, conforme ilustrado na Figura 1.
[0030] Esta instalação compreende um forno de recozimento (não representado), um tanque (18) contendo um banho de metal líquido, o referido banho de metal líquido é geralmente composto de zinco líquido contendo elementos químicos como alumínio e ferro, bem como elementos de adição como possivelmente magnésio e antimônio. A temperatura do banho é geralmente de cerca de 460 °C.
[0031] Após o forno de recozimento, a tira de metal é resfriada até uma temperatura próxima à do banho e é então imersa no banho de metal líquido (20).
[0032] Durante esta imersão, dependendo dos elementos presentes no banho, é formada uma liga intermetálica, geralmente Fe-Zn-Al, que permite assegurar a ligação entre a tira metálica e o zinco remanescente na referida tira metálica após a secagem.
[0033] Como está representado nas Figuras 2 e 3, uma parte das fixações que prendem o escoadouro ao túnel de imersão são feitas de barras em forma de U (metal) (21). Uma extremidade das barras em forma de U (21) termina com um painel (22) fixado ao túnel de imersão. Porcas e parafusos (23) são usados para fixar as barras em forma de U (21) a painéis retangulares de uma peça em forma de T (metal) (24). Como mencionado anteriormente, a peça em forma de T (24) é feita de um painel retangular posicionado horizontalmente e um barra em forma de U posicionada verticalmente. As duas barras são orientadas de forma que as porcas e os parafusos passem por elas duas vezes.
A extremidade (25) de uma barra em forma de T, não a retangular, é fixada ao indicador de nível enquanto a segunda (26) é fixada à bomba.
[0034] A ampliação representada nas Figuras 4, 5 e 6 mostra o escoadouro. Ele compreende um indicador de nível, uma bomba, um suporte e um escoadouro. O suporte é feito de tubos ocos. Um tubo é horizontal e dois pequenos tubos verticais são fixados nele verticalmente, em cada lado do tubo horizontal. Dois tubos são presos ao tubo horizontal e perpendicularmente aos pequenos tubos verticais. Após um curto segmento reto, eles são curvados para cima. No final dos tubos ocos curvos é fixada uma bandeja. Todo este sistema permite que o líquido dentro da bandeja flua da bandeja para a bomba e o indicador de nível. A bandeja sendo posicionada nas proximidades do túnel de imersão, englobada pela vedação por líquido.
[0035] Como está representado nas Figuras 4 e 5, a referida bandeja (5) é formada por: uma parede interna (7) voltada para um lado da tira, direcionada para a superfície da vedação por líquido, a borda superior (8) da qual a parede interna está posicionada abaixo da superfície do referido banho, uma parede externa (9) voltada para o túnel de imersão, direcionada para a superfície da vedação por líquido, a borda superior da qual a parede externa (10) está posicionada acima da superfície do referido banho (20), uma parte de conexão (11) entre as referidas bordas inferiores de parede externa e interna (27 e 28) respectivamente, e uma parede (12) em cada extremidade compartilhada das paredes mencionadas anteriormente conectando todas as bordas. A borda superior da borda da parede interna é mais baixa do que a borda superior da parede externa.
[0036] Como pode ser visto na Figura 8, a parede interna pode ser levemente inclinada em direção à tira permitindo reduzir o respingo na tira.
[0037] O técnico no assunto deve ter em mente que a largura do escoadouro deve ser maior do que a largura da tira.
EXEMPLOS EXEMPLO 1
[0038] Em uma forma de realização particular, usando os ensinamentos da presente invenção, o comprimento do banho é de 3900 mm e sua largura é de 2720, o comprimento do túnel de imersão é de 2300 mm e 525 mm de largura permitindo a passagem de uma tira de 1300 mm de largura. A altura da ponta do túnel de imersão é de 1283 mm quando em uso. A bandeja tem 1450 mm de comprimento e 150 mm de largura e altura para a parede externa e 100 mm de altura para a parede interna.
[0039] A parte em forma de U da fixação tem 600 mm de comprimento, enquanto a parte em forma de T da fixação tem 750 mm de altura, a peça de suporte.
[0040] Os tubos ocos que compõem a peça de suporte têm diâmetro de 800 mm. A peça de suporte tem 620 mm de comprimento e 390 mm de altura.
[0041] O nível consiste em um pequeno tanque representado (350 x 250 x 485 mm) e um laser de precisão que mede a altura do líquido derretido.
[0042] A bomba é uma bomba comercial de metal fundido.
[0043] A parte superior da parede interna está 120 mm abaixo do lado do banho, enquanto a parede externa está 70 mm abaixo do lado do banho.
A bandeja é fixada de um lado à peça de suporte.
EXEMPLO 2
[0044] Em uma forma de realização preferida, o escoadouro clássico (como em FR 2 816 639) foi substituído pelo escoadouro descrito nesta patente.
[0045] Com o escoadouro clássico, as medidas necessárias para alterar um escoadouro são geralmente as seguintes: A) Parar a linha, B) Resfriar (esperar), C) Remover o hardware do banho, D) Baixar o recipiente, E) Mover o recipiente para a posição de garagem, F) Instalar a plataforma, G) Cortar a tira, H) Remover o túnel de imersão (com o escoadouro), I) Instalar o novo túnel de imersão (com o escoadouro), J) Cortar da tira, K) Soldar a tira, L) Remover a plataforma, M) Mover o recipiente da posição de garagem, N) Levantar o recipiente, O) Instalar o hardware do banho, P) Inserir o túnel de imersão, Q) Aquecer, R) Reiniciar a linha.
[0046] Este procedimento leva cerca de vinte e quatro horas quando o escoadouro clássico é usado. Ao passo que quando o escoadouro removível é montado, apenas as etapas A, F (na parte traseira), H (apenas o escoadouro), I (apenas o escoadouro), L e R são executados. Assim, a substituição do escoadouro removível leva apenas 4 horas, o que possibilita sua substituição durante uma parada de manutenção. Além disso, a tira não precisa ser cortada e soldada.
Claims (12)
1. EQUIPAMENTO PARA O REVESTIMENTO POR IMERSÃO A QUENTE CONTÍNUO DE UMA TIRA DE METAL (19), caracterizado por compreender: - um forno de recozimento, - um tanque (18) contendo um banho de metal líquido, - um túnel de imersão conectando o forno de recozimento e o tanque, através do qual a tira de metal (19) corre em uma atmosfera protetora e a parte inferior do túnel de imersão, a ponta do túnel de imersão (1) é pelo menos parcialmente imersa no banho de metal líquido (20) a fim de definir com a superfície do banho, e dentro desse túnel de imersão (2), uma vedação por líquido, - um escoadouro separado (3) fixado ao túnel de imersão através de fixações (4), o escoadouro compreendendo pelo menos uma bandeja (5), colocada na vizinhança da tira ao entrar no banho de metal líquido (20) e englobada pela vedação por líquido.
2. EQUIPAMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas fixações serem fixadas na parte superior do túnel de imersão (6).
3. EQUIPAMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pela bandeja ser formada por: - uma parede interna (7) voltada para um lado da tira, direcionada para a superfície da vedação por líquido, a borda superior (8) da qual a parede interna (7) está posicionada abaixo da superfície do banho (20), - uma parede externa (9) voltada para o túnel de imersão, direcionada para a superfície da vedação por líquido, a borda superior da qual a parede externa (9) está posicionada acima da superfície do banho (20), - uma parte de conexão (11) entre as bordas inferiores da parede externa e interna (27, 28), - uma parede (12) em cada extremidade compartilhada das paredes mencionadas anteriormente conectando todas as bordas - a borda superior da parede interna mais baixa do que a borda superior da parede externa.
4. EQUIPAMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo escoadouro (3) ser fornecido com meios (13) para manter o nível de metal líquido a um nível abaixo da superfície da vedação por líquido, a fim de estabelecer um fluxo natural do metal líquido nesta bandeja (5), sendo o fluxo natural do metal líquido superior a 50 mm, a fim de evitar que as partículas de óxido metálico e as partículas de compostos intermetálicos subam como uma contracorrente ao fluxo do metal líquido.
5. EQUIPAMENTO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela borda superior da primeira parede interna (7) da bandeja compreender, em uma direção longitudinal, uma sucessão de cavidades e projeções (14).
6. EQUIPAMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela bandeja (5) ser suportada por uma peça de suporte (15) fixada nas fixações (4), a peça de suporte indo das fixações (4) para a vedação por líquido sem entrar em contato com o túnel de imersão.
7. EQUIPAMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelas fixações (4) reterem meios para manter o nível de metal líquido na bandeja (5).
8. EQUIPAMENTO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pela peça de suporte (15) poder ser formada por várias peças.
9. EQUIPAMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo escoadouro (3) ser composto por duas bandejas posicionadas simetricamente à tira de metal.
10. EQUIPAMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo escoadouro (3) fixado ao túnel de imersão poder ser deslocado verticalmente.
11. EQUIPAMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo escoadouro (3) fixado ao túnel de imersão poder ser deslocado horizontalmente, perpendicularmente ao comprimento da bandeja (5).
12. MÉTODO PARA DEPOSITAR UM REVESTIMENTO METÁLICO por revestimento por imersão a quente em uma instalação, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por compreender: - o recozimento de recristalização da chapa de aço em um forno de recozimento, - a passagem da chapa de aço do forno de recozimento para o banho de revestimento por imersão a quente no túnel de imersão, - o revestimento por imersão a quente da chapa de aço recozida no banho de metal líquido (20).
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