BRPI0516938B1 - Processo de resfriamento de uma câmara de resfriamento de gás insuflado ou de uma seção de resfriamento de ar insuflado de uma linha de tratamento térmico de aço ou alumínio e dispositivo de execução do processo - Google Patents

Description

“PROCESSO DE RESFRIAMENTO DE UMA CÂMARA DE RESFRIAMENTO DE GÁS

INSUFLADO OU DE UMA SEçãO DE RESFRIAMENTO DE AR INSUFLADO DE UMA

LINHA DE TRATAMENTO TÉRMICO DE AçO OU ALUMÍNIO E DISPOSITIVO DE EXECUçãO DO PROCESSO” A presente invenção se refere de um modo geral a um processo de melhoria do resfriamento de uma câmara de resfriamento de gás insuflado ou de uma seção de resfriamento de ar insuflado de uma linha de tratamento térmico do aço ou do alumínio e/ou de melhoria da qualidade dos produtos a tratar.

Mais precisamente, o processo objeto da invenção se refere às linhas de tratamento de tiras de aço ou de alumínio que utilizam pelo menos uma câmara de resfriamento por jatos de gás ou de ar, ou uma seção de resfriamento por jatos de gás ou de ar, tais como as linhas de tratamento térmico, em especial as linhas de recozimento contínuo, ou tais como as linhas de revestimentos, em especial as linhas de revestimentos metálicos ou não metálicos.

Esse processo visa aumentar o resfriamento da tira ao mesmo tempo em que evita os fenômenos vibratórios na tira.

PLANO DE FUNDO DA INVENçãO

Vai ser apresentada, em referência às figuras 1 a 8, uma descrição geral das linhas de tratamento das tiras de aço ou de alumínio.

Uma câmara vertical de resfriamento de uma linha de tratamento de tiras de aço ou de alumínio realizada de acordo com o estado da arte é construída de acordo com o princípio representado na figura 1, na qual se distingue uma câmara de resfriamento 4 de um forno de tratamento, na qual circula uma tira de aço ou de alumínio 1, que é submetida à ação de elementos de resfriamento 2 quando ela passa sobre rolos de transmissão superiores 3 e rolos de transmissão inferiores 3’. A tira 1 é resfriada na câmara 4 principalmente pelos elementos de resfriamento 2 constituídos por conjuntos de insuflação de gás a uma temperatura inferior à temperatura de tira.

Por ocasião de sua passagem na câmara de resfriamento 4, a tira 1 é resfriada em suas duas faces pelos elementos de resfriamento 2 situados de um lado e de outro da linha de passagem, e em caso de resfriamento em várias linhas de passagem, a dita tira troca de linha de passagem a cada rôo de transmissão 3 ou 3’. A curva de resfriamento da tira na câmara é controlada pela indexação dos diferentes elementos de resfriamento 2 ou grupos de elementos de resfriamento que funcionam de modo idêntico.

Uma seção vertical de resfriamento de uma linha de tratamento de tiras de aço ou de alumínio realizada de acordo com o estado da arte é construída de acordo com o princípio representado na figura 2, na qual se distingue uma seção vertical de resfriamento 10, na qual circula uma tira 11 que é submetida à ação de elementos de resfriamento 12. A tira 11 é resfriada na seção principalmente pelos elementos de resfriamento 12 constituídos por conjuntos de insuflação de ar a uma temperatura inferior à temperatura de tira. A linha de passagem teórica da tira 11 é determinada pelo rolo de transmissão superior 13 e pelo rolo de transmissão inferior 13’.

Por ocasião de sua passagem na seção de resfriamento 10, a tira 11 é resfriada em suas duas faces pelos elementos de resfriamento 12 situados de um lado e de outro da linha de passagem. A curva de resfriamento da tira na seção é controlada pela indexação dos diferentes elementos de resfriamento 12 ou grupos de elementos de resfriamento que funcionam de modo idêntico.

PRODUTIVIDADE DA LINHA E QUALIDADE DO PRODUTO FINAL A produtividade da câmara ou da seção de resfriamento é determinada pela capacidade de assegurar uma transferência térmica de resfriamento a fim de atingir temperaturas de tira na saída da câmara ou da seção de resfriamento e inclinações de resfriamento (expressas em °C/segundo) que determinam a qualidade metalúrgica do produto final. Essa transferência térmica é dependente da distância de insuflação entre a tira e o sistema de resfriamento, da geometria da insuflação, e da velocidade de insuflação. A transferência térmica será por outro lado mais eficaz se a distância de insuflação é pequena e/ou se a velocidade de insuflação é grande. O aumento da velocidade de insuflação e a diminuição da distância entre a tira e o sistema de insuflação geram, a partir de certo limite, vibrações e/ou oscilações da tira que podem provocar um contato entre a tira e o sistema de insuflação (ou as proteções do sistema de insuflação), provocando marcas (scratchs) incompatíveis com a qualidade de superfície procurada, e mesmo nos casos extremos rupturas de tira.

VIBRAçÕES DA TIRA O aumento dos desempenhos das linhas de tratamento de aço ou de alumínio impõe inclinações de resfriamento maiores em produtos cada vez mais finos e cada vez mais largos.

Por exemplo, no que diz respeito ao recozimento das tiras de aço, não é raro especificar na câmara de resfriamento de um forno de recozimento contínuo, necessidades de inclinações de resfriamento elevadas (tipicamente superiores a 80°C/segundo) para os aços ditos DQ (Drawing Quality), DDQ (Deep Drawing Quality) e HSS (High Strenght Steel). As inclinações de resfriamento são menores (tipicamente 20°C/segundo) para os aços de qualidade comercial ditos CQ (Commercial Quality). O documento EP 0 803 583 A2 descreve essa necessidade e as diversas aplicações. É preciso notar que a proporção de aços de alto limite de embutimento (por exemplo, de tipo DDQ) ou de alto limite elástico (por exemplo, tipo HSS) aumenta de modo significativo.

Do mesmo modo, para ganhar peso, em especial nas aplicações automobilísticas, a espessura média dos aços diminui, enquanto que a largura média das folhas a tratar aumenta com a otimização dos meios de embutimento.

Finalmente, as capacidades das linhas de tratamento, em especial as linhas de galvanização ou de recozimento, evoluem para as capacidades maiores.

Essa evolução combinada dos diferentes parâmetros acima acarreta o aparecimento de um novo problema nas câmaras ou nas seções de resfriamento, a saber, as vibrações da tira, esse fenômeno sendo limitado ou mesmo desconhecido nos equipamentos realizados de acordo com o estado anterior da técnica. O fenômeno é evidentemente muito crítico para as câmaras ou seções verticais tais como representadas nas figuras 1 e 2, mas existe também com uma linha de passagem horizontal, ainda que esse fenômeno seja então atenuado pelo peso próprio da tira. A zona de resfriamento depois de revestimento de uma linha de galvanização a quente representada na figura 3 é, ela também, muito sensível a esse fenômeno. Depois de revestimento por uma imersão de uma tira de aço 21 em um banho 22 de liga de zinco em fusão, a espessura do revestimento é controlada por enxugamento ao ar ou ao nitrogênio do revestimento líquido. Esse enxugamento é geralmente realizado por um par de bicos de insuflação 23, 23’. A zona de resfriamento vertical 24 que segue é destinada a fixar o revestimento e a atingir uma temperatura ao nível do rolo defletor de alto de torre 25 que seja compatível com o processo, em especial evitando qualquer traço sobre o revestimento. O aumento das capacidades das linhas faz com que a altura de trecho livre da tira 21 entre o ultimo rolo 26 imerso no banho de zinco em fusão 22 e o rolo defletor de alto de torre 25 pode exceder 50 metros nas linhas de grande capacidade.

Uma redução dessa altura, que é desejável por razões técnico- econômicas, imporia coeficientes de troca maiores que aí ainda geram vibrações não compatíveis com a qualidade do produto final. Essas vibrações podem gerar marcas por contato entre a tira e os elementos exteriores, mas são também prejudiciais para a regularidade do revestimento de zinco. De fato, um dos parâmetros essenciais do enxugamento é a distância entre o bico de insuflação 23 ou 23’ e a tira 21, cuja linha de passagem é idealmente fixa. As vibrações da tira 21 acarretam uma troca de linha de passagem no sentido longitudinal e/ou transversal da tira, e, portanto um revestimento não uniforme.

ESTADO DA TÉCNICA A fim de limitar os efeitos indesejáveis das vibrações da tira, tentou-se, em uma técnica anterior, limitar as vibrações por uma redução do comprimento dos caixões (ou zonas) de insuflação, isso a fim de instalar rolos estabilizadores. No entanto, essa técnica limita o comprimento concernido pelo resfriamento e, portanto a eficácia do resfriamento da zona, e, além disso, essa técnica impõe um contato entre atira e os rolos estabilizadores, o que é incompatível com aplicações em zonas de resfriamento depois de galvanização a quente, pois o revestimento ainda não está completamente fixado.

Sistemas de estabilização hidrodinâmica também foram propostos para substituir os rolos estabilizadores precitados. Esses sistemas são relativamente eficazes e podem contribuir para o resfriamento, mas eles não são otimizados para favorecer o coeficiente de troca, e, portanto para otimizar o resfriamento. Por outro lado o consumo de energia é relativamente grande.

Outra tentativa consistiu em aumentar a tração de tira, mas essa solução só pode ser considerada para tiras de grande espessura, e para temperaturas de tira reduzidas, pois as tensões termomecânicas geradas em tiras finas a alta temperatura podem exceder o limite elástico das tiras e podem gerar deformações permanentes, e mesmo quebras de tira.

Outra solução consiste em controlar as vibrações da tira adaptando-se a velocidade de insuflação e/ou a distância entre a tira e os elementos de insuflação e/ou a vazão de insuflação em caso de aparecimento de vibrações. Isso acarreta então uma limitação da eficácia do resfriamento, e, portanto dos desempenhos da instalação.

Outra solução ilustrada na figura 4 foi proposta, para favorecer um escoamento lateral do gás insuflado. Essa solução consiste em dispor tubos de insuflação 31, 31’ em caixões de insuflação 32, 32’ situados de um lado e de outro da tira 33 que se desloca em uma direção anotada 100. Os tubos de insuflação 31, 31’, permitem assim guiar os jatos de insuflação 34, 34’ emitidos em uma direção que é perpendicular ao plano da tira 33 em deslocamento. Ainda que esse sistema acarrete uma melhoria em relação a caixões simplesmente furados, a solução não é satisfatória, e as flutuações de tira observadas em tais sistemas levam ou a deteriorações dos tubos quando a tira é espessa, ou a quebras de tira quando a tira é fina. Como a evacuação do gás depois de insuflação só pode ser feita na direção da borda dos caixões, seja no sentido de deslocamento da tira, seja lateralmente, disso resulta uma vazão grande de gás que circula paralelamente à tira, em um volume que é confinado entre a tira e os caixões na direção das bordas dos ditos caixões. A presença de tubos 31, 31’ aumenta de fato o volume disponível confinado entre a tira e os caixões, em relação a caixões simplesmente furados.

As perturbações que foram observadas com a disposição da figura 4 são ilustradas nas figuras 5 e 6, que são vistas de topo de acordo com a flecha A da figura 4.

Na figura 5, as simulações de mecânica dos fluidos em geometrias industriais mostram que, quando a tira 33 é descentrada na direção de um dos dois caixões, aqui o caixão 32’, a resultante das pressões sobre a tira exerce uma força F que tende a aproximar ainda mais a tira do dito caixão. O sistema é, portanto instável, e não tem tendência a estabilizar a tira em uma linha de passagem centrada entre os caixões.

Na figura 6, as simulações de mecânica dos fluidos em geometrias industriais mostram que, quando a tira 33 está inclinada, a resultante das pressões exercidas sobre a tira exerce um torque C, que tende a inclinar ainda mais a tira e, portanto, a aproximar as bordas da tira dos caixões. O sistema é aí também instável, e não tem tendência a estabilizar a tira em uma linha de passagem centrada entre os caixões. Os resultados das figuras 5 e 6 foram demonstrados por simulação de softwares de mecânica dos fluidos, e por um cálculo da resultante das pressões exercida em cada face da tira. A resultante das pressões exercidas sobre cada face da tira é a resultante de pressões positivas ao nível de zonas que são sensivelmente perpendiculares aos tubos de insuflação, e de depressões ao nível das partes que não estão situadas perpendiculares a esses tubos.

Foi proposto canalizar o fluxo do gás insuflado prevendo-se uma inclinação dos tubos de insuflação para as bordas da tira, principalmente para melhorar o resfriamento, como descrito no documento WO-A-01/09397, mas a modelação leva somente a uma ligeira melhoria dos efeitos ilustrados esquematicamente nas figuras 5 e 6. O documento US-A-6 054 095 ensina também inclinar para as bordas da tira os tubos de insuflação que equipam caixões, mas para ter uma melhor homogeneidade da temperatura da tira, portanto sem se preocupar com a estabilidade do deslocamento da dita tira. Em variante, o documento US-A-4 673 447 descreve a utilização de caixões de insuflação com furos, os ditos furos sendo dispostos em uma placa espessa para apresentar uma inclinação dos jatos de gás. Deve ser notado que os jatos são inclinados não para as bordas, mas ao contrário para um plano mediano, simetricamente em relação ao dito plano. Trata-se, portanto, mais de um simples patim de estabilização. O documento EP-A-1 108 795 descreve uma variante das técnicas precedentes, na qual são utilizados caixões com tubos de insuflação retos (perpendiculares ao plano da tira). Procura-se de fato somente modificar a intensidade do resfriamento agindo-se sobre o comprimento dos tubos, que são escolhidos mais curtos ao nível das bordas da tira. O documento EP-A-1 029 933 descreve outra variante com caixões com bicos em lâminas. As lâminas transversais não produzem nenhum jato inclinado, e os caixões não permitem organizar uma retomada dos gases de insuflação perpendicularmente à tira, como já foi indicado mais acima.

De acordo com outra concepção, e a fim de limitar o fluxo de gás em uma direção paralela à direção de deslocamento da tira, uma solução comumente utilizada é representada nas figuras 7 e 8 (a figura 8 sendo um corte de acordo com VIII- VIII da figura 7). Essa solução consiste em utilizar bicos tubulares de insuflação 41 de eixo 48, que têm fundos 46 e uma entrada de gás 47, os ditos bicos sendo perfurados com vários furos circulares 42, que são oblongos ou em forma de fenda, permitindo uma insuflação de jatos 45 sobre a tira 43 em deslocamento na direção 100, em uma direção normal ao plano da tira. Mesmo se o confinamento entre a tira 43 e os bicos de insuflação 41 é mais reduzido do que com as disposições que utilizam caixões com tubos, e permite certa retomada dos gases em uma direção normal ao plano da tira entre os bicos de insuflação, esse confinamento gera efeitos de pressão muito desfavoráveis que levam aos mesmos fenômenos que aqueles descritos em referência às figuras 5 e 6. Esse resultado pode ser demonstrado por uma modelação das pressões geradas por essa configuração, e a tira não é estabilizada em uma linha de passagem ótima, quer dizer centrada entre os bicos de insuflação.

Finalmente, o documento EP 1 067 204 A1 descreve uma solução de supressão das vibrações por ajuste da pressão e/ou da vazão de gás insuflado no sentido transversal da tira. Além da complexidade da regulagem a adaptar a cada produto a tratar, esse método apresenta dois inconvenientes maiores. Em primeiro lugar, a tira pode ser levada a não estar paralela aos dispositivos de insuflação, reduzindo assim a distância entre a tira e o dispositivo, e aumentando os riscos de contato.

Finalmente, a capacidade de resfriamento não é máxima, e a redução da velocidade e/ou da pressão em uma face não pode ser compensada por um aumento da velocidade ou da pressão dos jatos na outra face se os limites de velocidade ou de capacidade de insuflação já foram atingidos.

OBJETO DA INVENçãO A invenção visa propor um processo de resfriamento que otimiza ao mesmo tempo os aspectos térmicos e hidrodinâmicos, quer dizer que maximiza o resfriamento, ao mesmo tempo em que minimiza as vibrações ou os desvios de tira por um efeito autocentralizador que tende a levar a tira em uma linha de passagem ideal quando essa última é desviada ou quando ela apresenta uma rotação em relação a sua linha de passagem teórica.

Os princípios fundamentais da abordagem da invenção consistem em combinar as vantagens de um confinamento minimizado, e de uma limitação da circulação dos gases em um plano paralelo à tira com uma insuflação otimizada por jatos dirigidos que asseguram ao mesmo tempo o resfriamento e a estabilidade da tira.

Essa abordagem exclui, portanto as soluções anteriores que utilizam caixões de resfriamento (de acordo com as figuras 4 a 6) que por natureza limitam de fato o volume disponível entre a tira e os caixões (e isso mesmo no caso de tubos de insuflação acrescentados).

Essa abordagem é também muito afastada das soluções anteriores com bicos de insuflação perfurados com furos (de acordo com as figuras 7 e 8) que deixam subsistir um confinamento grande entre a tira e os bicos. Além disso, a espessura habitualmente reduzida dos bicos de insuflação não permite dirigir os jatos por simples perfuração ou usinagem dos bicos de insuflação.

DEFINIçãO GERAL DA INVENçãO O problema técnico precitado é resolvido de acordo com a invenção graças a um processo de melhoria do resfriamento de uma câmara de resfriamento de gás insuflado ou de uma seção de resfriamento de ar insuflado de uma linha de tratamento térmico do aço ou do alumínio e/ou de melhoria da qualidade dos produtos a tratar por redução das variações geradas por esse resfriamento, no qual se projeta jatos de gás ou de ar na direção de cada uma das faces da tira em deslocamento na dita câmara ou seção, os jatos de gás ou de ar sendo emitidos a partir de tubos de insuflação que equipam bicos tubulares dispostos à distância um do outro transversalmente à direção de deslocamento da tira, os ditos jatos sendo dirigidos para a face concernida da tira sendo para isso inclinados ao mesmo tempo essencialmente para as bordas da dita tira em um plano perpendicular ao plano da tira e na direção de deslocamento da dita tira, e para a montante ou a jusante da tira em um plano perpendicular ao plano da tira e paralelo à direção de deslocamento da dita tira.

Vantajosamente, os jatos de gás ou de ar emitidos a partir de um mesmo bico tubular são inclinados para a montante e a jusante da tira. Obtém-se assim um melhor rendimento de insuflação para o mesmo número de bicos tubulares.

De preferência também, a distância entre dois bicos tubulares adjacentes de um mesmo lado da tira é escolhida de tal modo que os pontos de impacto dos jatos de gás ou de ar sobre a tira sejam sensivelmente eqüidistantes em uma direção paralela à direção de deslocamento da dita tira. Isso é muito favorável para a estabilidade da tira por ocasião do deslocamento dessa última.

Vantajosamente ainda, os jatos de gás ou de ar emitidos a partir de um mesmo bico tubular são inclinados essencialmente para as bordas da tira de tal modo que os pontos de impacto dos ditos jatos sobre a dita tira sejam sensivelmente eqüidistantes em uma direção perpendicular à direção de deslocamento da tira. Em especial, os jatos de gás ou de ar emitidos a partir de um mesmo bico tubular são inclinados essencialmente para as bordas da tira de acordo com uma inclinação crescente, a partir da linha mediana da tira indo-se na direção das bordas da dita tira, de cerca de 0o a um ângulo inferior a 15°.

De preferência ainda, os jatos de gás ou de ar são organizados para apresentar uma distância de jato sensivelmente constante qualquer que seja a inclinação dos mesmos. A invenção também se refere a um dispositivo destinado a executar um processo de melhoria que apresenta pelo menos uma das características precitadas, o dito dispositivo sendo notável pelo fato de que ele compreende, de um lado e de outro da tira em deslocamento, uma pluralidade de bicos tubulares dispostos à distância um do outro transversalmente à direção de deslocamento da tira, cada bico tubular sendo equipado com tubos de insuflação que apontam na direção de uma face da tira, os ditos tubos de insuflação sendo inclinados ao mesmo tempo essencialmente para as bordas da dita tira em um plano perpendicular ao plano da tira e na direção de deslocamento da dita tira, e para a montante ou a jusante da tira em um plano perpendicular ao plano da tira e paralelo à direção de deslocamento da dita tira. É interessante prever que cada bico tubular é equipado com duas fileiras de tubos de insuflação, os tubos de uma fileira sendo inclinados para a montante enquanto que os tubos da outra fileira são inclinados para a jusante, de preferência com o mesmo ângulo de inclinação. Em especial, a distância entre dois bicos tubulares adjacentes de um mesmo lado da tira é escolhida de tal modo que os pontos de impacto dos jatos emitidos a partir das fileiras de tubos de insuflação sejam sensivelmente eqüidistantes em uma direção paralela à direção de deslocamento da dita tira.

Vantajosamente então, os tubos de insuflação de cada fileira de um mesmo bico tubular são inclinados essencialmente para as bordas da tira de tal modo que os pontos de impacto dos jatos emitidos a partir dos tubos de insuflação da dita fileira sejam sensivelmente eqüidistantes em uma direção perpendicular à direção de deslocamento da dita tira. Em especial, os tubos de insuflação de uma mesma fileira são inclinados essencialmente para as bordas da tira de acordo com uma inclinação crescente, a partir da linha mediana da tira indo-se para as bordas da dita tira, de cerca de 0o a um ângulo inferior a 15°.

De preferência ainda, os tubos de insuflação de cada bico tubular são dimensionados em comprimento de tal modo para que os jatos de gás ou de ar emitidos pelos ditos tubos apresentem uma distância de jato sensivelmente constante qualquer que seja a inclinação dos mesmos.

Será possível finalmente prever que os bicos tubulares têm uma seção circular, oblonga, triangular, quadrada, retangular ou poligonal.

Outras características e vantagens da invenção aparecerão mais claramente à luz da descrição que vai se seguir de um modo de realização especial, em referência às figuras 9 e 10, a figura 9 sendo um corte de acordo com IX-IX da figura 10.

DESCRIçãO DETALHADA DOS MEIOS DE EXECUçãO DA INVENçãO

Fundamentalmente, os meios de execução da invenção em uma câmara ou uma zona de resfriamento consistem em combinar os efeitos técnicos expostos abaixo. - Possibilidade de retomada dos gases insuflados depois de impacto sobre a tira em uma direção sensivelmente normal ao plano da tira por utilização de bicos de insuflação de seção preferencialmente circular, oblonga, quadrada ou retangular, ou poligonal, permitindo uma retomada dos gases insuflados nos espaços situados entre os bicos. - Limitação do confinamento entre a tira e os dispositivos de insuflação aumentando-se o volume disponível entre os bicos de insuflação e a tira, a fim de ter uma força (respectivamente um torque) de retomo que tende a levar a tira de volta para sua linha de passagem teórica quando essa última apresenta um desvio (respectivamente uma rotação) em relação a sai linha de passagem teórica, isso sem aumentar a distância de insuflação. Essa limitação do confinamento pode ser realizada aumentando-se a distância entre a tira e os bicos sem aumentar a distância de insuflação por utilização de tubos vazados de insuflação fixados nos bicos em uma ou várias fileiras. - Canalização ou guia dos jatos de insuflação para as bordas da tira a fim de ter uma força (respectivamente um torque) de retorno que tende a levar a tira de volta para sua linha de passagem teórica quando essa última apresenta um desvio (respectivamente uma rotação) em relação a sua linha de passagem teórica. Essa orientação dos jatos por inclinação da totalidade ou de parte dos tubos em relação a uma direção normal ao plano da tira é compatível com um resfriamento otimizado, quer dizer uma rede dos pontos de impacto do gás insuflado sensivelmente constante e uma distância de insuflação sensivelmente constante.

Assim, o resfriamento e a estabilidade de tira são otimizados.

Agora vai ser feito referência às figuras 9 e 10 para descrever de modo mais concreto e detalhado um modo de realização especial da invenção.

As figuras 9 e 10 ilustram um dispositivo de resfriamento 50, do qual só foram representados dois pares de bicos tubulares de insuflação 51, esses bicos de insuflação sendo situados de um lado e de outro da tira 53 que se desloca em uma direção de deslocamento anotada 100. Os bicos de insuflação 51 têm preferivelmente uma seção circular como está ilustrado aqui, com um eixo 56, mas podem de acordo outros modos de realização da invenção ter uma seção oblonga, triangular, quadrada, retangular ou poligonal.

Tubos de insuflação vazados 52 são fixados nos bicos tubulares 51.

Esses tubos são dispostos de acordo com uma ou várias fileiras. A disposição e o número de fileira dos tubos de insuflação devem ser previstos a fim de que se tenha uma rede dos pontos de impacto sobre a tira que seja sensivelmente eqüidistante para otimizar o resfriamento e limitar as tensões termomecânicas exercidas sobre a tira.

Como está ilustrado na figura 9, os bicos tubulares 51 são dispostos à distância um do outro transversalmente à direção 100 de deslocamento da tira, cada bico tubular 51 sendo equipado com tubos de insuflação 52 que apontam para uma face da tira, com uma disposição simétrica em relação ao plano da dita tira de modo a que se tenha pontos de impacto dos jatos 58 emitidos que estão em correspondência em cada uma das faces da tira 53.

De acordo com uma característica da invenção, os tubos de insuflação 52 são inclinados ao mesmo tempo essencialmente para as bordas da tira 53 em um plano perpendicular ao plano da tira e à direção 100 de deslocamento da dita tira (como está visível na figura 10), e para a montante ou a jusante da tira 53 (por referência ao sentido de deslocamento) em um plano P perpendicular ao plano da tira e paralelo à direção 100 de deslocamento da dita tira (como está visível na figura 9). O termo “essencialmente” utilizado mais acima visa indicar que alguns tubos de insuflação 52, próximo da linha mediana LM da tira 53, podem emitir jatos que são perpendiculares ao plano da tira, a grande maioria dos tubos de insuflação 52 apresentam entretanto uma inclinação de acordo com um ângulo α em relação à normal ao plano da tira. Essa inclinação é de preferência crescente, a partir da linha mediana LM da tira indo-se para as bordas da dita tira, de cerca de 0o a um ângulo inferior a 15°.

Os tubos de insuflação 52 são nesse caso inclinados para as bordas da tira de um ângulo α que vai de 0o a 15° ao máximo, como o representa a figura 10, que é uma vista de acordo com B da figura 9. Essa inclinação pode concernir a totalidade ou parte dos tubos de acordo com diferentes modos de realização da invenção. Isso permite canalizar o fluxo residual de gás (quer dizer o fluxo não evacuado para uma direção traseira perpendicular ao plano da tira depois de troca térmica com a dita tira) em direções preferenciais para as bordas de tira que tendem a estabilizar a dita tira.

Um dos parâmetros de desempenho do resfriamento é a distância de insuflação, quer dizer a distância do jato emitido 58, entre a extremidade livre 54 de um tubo 52 e o ponto de impacto correspondente 55 na tira, para o jato emitido por esse tubo. A fim de conservar uma capacidade de resfriamento homogênea na tira qualquer que seja a inclinação dos tubos, o comprimento de cada tubo 52 pode ser determinado em função de sua inclinação a fim de que se tenha distâncias de jato sensivelmente constantes, e, portanto uma capacidade de resfriamento homogênea. Na prática, quanto maior for a inclinação a, maior será o comprimento dos tubos. As modelações numéricas mostram um efeito ótimo de estabilização para um ângulo de inclinação dos tubos que permanece inferior a 15/ na direção das bordas da tira. A modelação numérica dessa configuração mostra um efeito auto- estabilizador por ocasião de uma descentragem ou de uma rotação da tira em relação à linha de passagem teórica. A resultante das pressões tem assim tendência a levar a tira de volta ao centro.

Deve ser notado que o retorno da tira para a posição é efetuado de modo natural sem regulagem especial, e sem ação de operador ou de calculador, e que a capacidade de resfriamento ótima é preservada.

Na figura 10, foi anotada D a distância entre os bicos tubulares 51 e a tira 53. Essa distância D é maior do que aquela que existiría com bicos simplesmente furados com distância de insuflação iguais.

Os tubos de insuflação 52 são por outro lado inclinados para a montante ou a jusante da tira 53 em um plano perpendicular ao plano da tira e paralelo à direção 100 de deslocamento da dita tira.

Seria possível prever bicos tubulares 51 de uma só fileira de tubos de insuflação 52, orientados ou para a jusante, ou para a montante. Para uma maior eficácia e uma melhor compacidade, é interessante prever, como ilustrado na figura 9, que cada bico tubular 51 seja equipado de duas fileiras de insuflação 52, os tubos de uma fileira sendo inclinados para a montante enquanto que os tubos da outra fileira são inclinados para a jusante, e isso de preferência com o mesmo ângulo de inclinação anotado aqui β.

Os pontos de impacto 55 dos jatos 58 emitidos a partir das duas fileiras de tubos 52 de cada bico tubular 51 estão a uma distância anotada i. É então interessante escolher a distância d entre dois bicos tubulares adjacentes 51 situados de um mesmo lado da tira 53 de tal modo para que todos os pontos de impacto 55 sejam eqüidistantes (distância i). Consegue-se assim obter uma rede regular e otimizada dos pontos de impacto da insuflação 55. Essa distância d permite então uma retomada normal dos gases, em uma direção sensivelmente normal ao plano da tira, o que tem como efeito de diminuir as depressões que podem existir entre as zonas de impacto.

Finalmente, é interessante prever que os tubos de insuflação 52 sejam todos dimensionados em comprimento de tal modo para que os jatos de gás ou de ar 58 apresentem uma distância de jato a (entre o orifício de saída 54 de um tubo 52 e o ponto de impacto 55 correspondente) que é sensivelmente constante qualquer que seja a inclinação dos mesmos.

Se está assim assegurado de fornecer uma potência de resfriamento repartida de modo perfeitamente homogêneo na parte da tira que é submetida aos jatos de gás ou de ar. A invenção proporciona vantagens muito grandes, que são lembradas abaixo: - ganho de produtividade da linha, por aplicação de uma capacidade de resfriamento superior àquela das soluções convencionais, sem vibrações da tira; - ganho de qualidade e de produtividade por garantia de não marcação da tira por contato devido às vibrações (com as consequências associadas de produção de segunda escolha, de desaceleração de linha, ou de quebra de tira); - ganho de flexibilidade pelo desaparecimento de qualquer regulagem e/ou ação que visa reduzir o aparecimento de vibrações nas soluções tradicionais; - aumento da capacidade das instalações: o processo reduz as vibrações ao mesmo tempo em que otimiza o resfriamento, o que permite reduzir a distância entre os apoios de tiranas câmaras ou nas zonas de resfriamento. Um exemplo de vantagem especialmente grande é a possibilidade de redução de altura das torres de resfriamento depois de galvanização a aquente de acordo com a figura 3. A invenção não está limitada aos modos de realização que acabam de ser descritos, mas ao contrário engloba qualquer variante que retoma, com meios equivalentes, as características essenciais enunciadas mais acima.

Claims (13)

1. Processo de resfriamento de uma câmara de resfriamento de gás insuflado ou de uma seção de resfriamento de ar insuflado de uma linha de tratamento térmico de aço ou alumínio, no qual se projeta jatos de gás ou de ar na direção de cada uma das faces da tira em deslocamento na dita câmara ou seção, caracterizado pelo fato de que os jatos de gás ou de ar (58) são emitidos a partir de tubos de insuflação (52) que equipam bicos tubulares (51) dispostos à distância um do outro transversalmente à direção (100) de deslocamento da tira (53), os ditos jatos sendo dirigidos para a face concernida da tira sendo para isso inclinados ao mesmo tempo para as bordas da dita tira em um plano perpendicular ao plano da tira e na direção (100) de deslocamento da dita tira, e para a montante ou a jusante da tira em um plano perpendicular ao plano da tira e paralelo à direção (100) de deslocamento da dita tira.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os jatos de gás ou de ar (58) emitidos a partir de um mesmo bico tubular (51) são inclinados para a montante e a jusante da tira.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a distância (d) entre dois bicos tubulares (51) adjacentes de um mesmo lado da tira (53) é escolhida de tal modo que os pontos de impacto (55) dos jatos de gás ou de ar (58) sobre a tira sejam equidistantes em uma direção paralela à direção (100) de deslocamento da dita tira.

4. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os jatos de gás ou de ar (58) emitidos a partir de um mesmo bico tubular (51) são inclinados para as bordas da tira (53) de tal modo que os pontos de impacto (55) dos ditos jatos sobre a dita tira sejam equidistantes em uma direção perpendicular à direção (100) de deslocamento da tira.

5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os jatos de gás ou de ar (58) emitidos a partir de um mesmo bico tubular (51) são inclinados para as bordas da tira (53) de acordo com uma inclinação crescente, a partir da linha mediana da tira indo-se na direção das bordas da dita tira, de 0o a um ângulo inferior a 15°.

6. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que os jatos de gás ou de ar (58) são organizados para apresentar uma distância de jato (a) constante qualquer que seja a inclinação dos mesmos.

7. Dispositivo de execução do processo como definido em uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que ele compreende, de um lado e de outro da tira (53) em deslocamento, uma pluralidade de bicos tubulares (51) dispostos à distância um do outro transversalmente à direção (100) de deslocamento da tira, cada bico tubular (51) sendo equipado com tubos de insuflação (52) que apontam na direção de uma face da tira, os ditos tubos de insuflação sendo inclinados ao mesmo tempo para as bordas da dita tira em um plano perpendicular ao plano da tira e na direção (100) de deslocamento da dita tira, e para a montante ou a jusante da tira em um plano perpendicular ao plano da tira e paralelo à direção (100) de deslocamento da dita tira.

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que cada bico tubular (51) é equipado com duas fileiras de tubos de insuflação (52), os tubos de uma fileira sendo inclinados para a montante enquanto que os tubos da outra fileira são inclinados para a jusante com o mesmo ângulo de inclinação.

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a distância (d) entre dois bicos tubulares (51) adjacentes de um mesmo lado da tira (53) é escolhida de tal modo que os pontos de impacto (55) dos jatos (58) emitidos a partir das fileiras de tubos de insuflação (52) sejam equidistantes em uma direção paralela à direção (100) de deslocamento da dita tira.

10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8 ou a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os tubos de insuflação (52) de cada fileira de um mesmo bico tubular (51) são inclinados para as bordas da tira (53) de tal modo que os pontos de impacto (55) dos jatos (58) emitidos a partir dos tubos de insuflação da dita fileira sejam equidistantes em uma direção perpendicular à direção (100) de deslocamento da dita tira.

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os tubos de insuflação (52) de uma mesma fileira são inclinados para as bordas da tira (53) de acordo com uma inclinação crescente, a partir da linha mediana da tira indo-se para as bordas da dita tira, de 0o a um ângulo inferior a 15°.

12. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de que os tubos de insuflação (52) de cada bico tubular (51) são dimensionados em comprimento de tal modo para que os jatos de gás ou de ar (58) emitidos pelos ditos tubos apresentem uma distância de jato (a) constante qualquer que seja a inclinação dos mesmos.

13. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12, caracterizado pelo fato de que os bicos tubulares (51) têm uma seção circular, oblonga, triangular, quadrada, retangular ou poligonal.