BRPI0702829A2

BRPI0702829A2 - método de instalar e configurar bocais de resfriamento por vaporização e aparelho de resfriamento de placas de aço quente

Info

Publication number: BRPI0702829A2
Application number: BRPI0702829-6A
Authority: BR
Inventors: Ryuji Yamamoto; Yoshihiro Serizawa; Shigeru Ogawa; Hironori Ueno; Masahiro Doki; Yasuhiro Nishiyama
Original assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2011-03-15
Also published as: US20110233831A1; WO2008032473A1; BRPI0702829B1; EP1944098B1; DE602007006618D1; KR101000262B1; CN101394947A; US8012406B2; CN101394947B; RU2403110C2; US8197746B2; US20090045557A1; KR20080098400A; TW200812719A; EP1944098A4; RU2008135341A; EP1944098A1; TWI323679B

Abstract

MéTODO DE INSTALAR E CONFIGURAR BOCAIS DE RESFRIAMENTO POR VAPORIZAçãO E APARELHO DE RESFRIAMENTO DE PLACAS DE AçO QUENTE. A presente invenção refere-se a um aparelho para o resfriamento de placas de aço aplicado para o resfriamento controlado de placas de aço quente, obtido por laminação quente, durante o processamento as mesmas são comprimidas por cilindros de compressão e obtido um material de aço excelente e uniforme nas características do formato e apresenta um método de instalação e ajuste de bocais de vaporização que possibilita um resfriamento uniforme em uma direção perpendicular ao processamento e apresenta um método de instalação e ajuste de bocais de vaporização de um aparelho de resfriamento por vaporização que usa dois ou mais tipos de bocais que diferem em quantidades de água e regiões de vaporização para obter uma ampla faixa de ajuste de quantidades de água, no qual os bocais de vaporização estão instalados de modo que um valor de força n das pressões de impacto da água de resfriamento vaporizado a partir de vaporização sobre a superfície de resfriamento integrada na direção de processamento entre pares de cilindros de compressão fica entre -20% do valor mais alto na direção perpendicular ao processamento, onde, 0,05 <243>n <243> 0,2.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DEINSTALAR E CONFIGURAR BOCAIS DE RESFRIAMENTO POR VAPO-RIZAÇÃO E APARELHO DE RESFRIAMENTO DE PLACAS DE AÇOQUENTE".

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a um método de resfriamentocontrolado de placas de aço quentes, obtidas por laminação a quente, du-rante o processamento as mesmas são comprimidas por pares de cilindrosde compressão compostos de cilindros de compressão de topo e fundo,mais particularmente refere-se a um aparelho para resfriamento de placasde aço quentes aplicado para obter um excelente material de aço e uniformenas características do formato.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

Para aperfeiçoar as propriedades mecânicas, a processabilidadee soldabilidade dos materiais de aço, a prática em geral tem sido, por exem-plo, de resfriar aceleradamente um material de aço em condição de altatemperatura imediatamente após ter sido laminado a quente durante o pro-cessamento das mesmas em uma linha de laminação e dando ao materialde aço um histórico predeterminado de resfriamento. No entanto, a ocorrên-cia de um resfriamento irregular ao resfriar um material de aço torna-se acausa de defeitos na configuração ou deformação operacional. Um rápidoaperfeiçoamento é desejável para satisfazer as exigências em relação àqualidade dos materiais de aço.

Para solucionar estes problemas, existe o método de utilizaçãode uma multiplicidade de pares de cilindros de compressão de topo e fundode modo a comprimir o material de aço e evitar deformações por calor. Noentanto, embora se obtenha um material de aço com uma boa configuração,algumas vezes a pressão residual no interior do material de aço manifesta-se como deformação no momento em que o material é trabalhado por partedo cliente. Não é conseqüentemente uma solução fundamental. Conseqüen-temente, um resfriamento uniforme do material de aço é o melhor meio paraa solução.Como um método de resfriamento para atingir um resfriamentouniforme, no método de resfriamento por meio da utilização convencional debocais de vaporização para vaporizar um meio de resfriamento, isto é, águasobre o material de aço, as instalações tem sido projetadas de modo quequantidades uniformes de água sejam vaporizadas na direção da largura domaterial de aço. A figura 1 apresenta a instalação do bocal de um aparelhode resfriamento de material de aço usando um planalto convencional forma-do de vaporizadores planos de distribuição de água. Os bocais de vaporiza-ção 1 estão instalados em uma linha em um afastamento adequado de bocalSO na direção perpendicular ao processamento de modo que a distribuiçãode água em toda a região na direção perpendicular torna-se uniforme. Nadireção de processamento do material de aço, as regiões de vaporizaçãoadjacentes 2 estão instaladas de modo a não interferir umas com as outras.

No entanto, em um aparelho de resfriamento desta instalação debocais, a capacidade de resfriamento fica mais alta no centro das faixas devaporização dos bocais (regiões de vaporização 2) quando comparadas comas periféricas, deste modo não pode ser obtida uma distribuição uniforme dacapacidade de resfriamento no material de aço na direção perpendicular aoprocessamento e algumas vezes ocorre um resfriamento irregular.

Como um método de utilização de bocais de vaporização paraum resfriamento uniforme, a Publicação de Patente Japonesa (A) n- 6-238320 descreve o método de redução da variação na pressão de impactoda água de resfriamento em uma faixa de vaporização simples para dentrode ± 20%. Além disso, a Publicação de Patente Japonesa (A) nQ 8-238518apresenta o método de instalação de bocais de vaporização de modo quesão formadas regiões de interferência de vaporização. Além disso, a Publi-cação de Patente Japonesa (A) n9 2004-306-064 conclui que pode ser al-cançado um resfriamento uniforme pelo fato de ter todos os pontos na dire-ção da largura de uma superfície resfriada que passa através de regiões deimpacto de vaporização de líquido refrigerante, pelo menos, duas vezes.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

A Publicação de Patente Japonesa (A) nQ 6-238320 não propõeum método para tornar a capacidade de resfriamento uniforme para todas asfaixas de resfriamento por vaporização apresentadas em uma multiplicidadede linhas na direção do processamento e direção perpendicular ao proces-samento. Além disso, na Publicação de Patente Japonesa (A) n9 8-238518,fora das regiões de interferência de vaporização do bocal, a capacidade deresfriamento fica mais alta nos centros das faixas de vaporização do bocal,do mesmo modo se usar o método de resfriamento da Publicação de Paten-te Japonesa (A) n9 8-238518, uma distribuição uniforme da capacidade deresfriamento não é obtida. Além disso, no método da Publicação de PatenteJaponesa (A) n9 2004-306064, ao instalar os bocais de vaporização, queapresentam distribuições de capacidades de resfriamento nas regiões deimpacto de líquido refrigerante, em uma linha na direção do processamento,não obstante das regiões de impacto de vaporização de líquido refrigeranteserem passadas pelo menos duas vezes, ocorre uma diferença na capaci-dade de resfriamento entre os centros das regiões de impacto e as extremi-dades das regiões de impacto e, conseqüentemente, não pode ser obtidauma distribuição uniforme da capacidade de resfriamento.

A presente invenção foi efetuada para solucionar os problemasacima e tem como seu objetivo apresentar um método de instalação e ajustede bocais de vaporização de um aparelho de resfriamento por vaporizaçãoque possibilite um resfriamento uniforme na direção perpendicular ao pro-cessamento e para fornecer um método de instalação e ajuste de bocais devaporização de um aparelho de resfriamento por vaporização usando doisou mais tipos de bocais diferindo em quantidades de água e regiões de va-porização para obter uma faixa ampla de ajuste de quantidades de água.

O método de instalação e ajuste de bocais de vaporização dapresente invenção tem como seu ponto principal os seguintes pontos, (1) até(4), para alcançar um resfriamento uniforme de placas de aço quente na di-reção perpendicular ao processamento:

(1) Um método de instalação e ajuste de bocais de vaporizaçãode um aparelho de processamento e resfriamento equipado com uma multi-plicidade de pares de cilindros de compressão para comprimir e processarplacas de aço quente e equipado com uma multiplicidade de linhas de bo-cais de vaporização, capazes de controlar as quantidades de água de resfri-amento vaporizadas, entre pares de cilindros de compressão na direção doprocessamento e/ou na direção perpendicular ao processamento, sendo oreferido método de instalação e ajuste de bocais de vaporização caracteri-zados pela instalação dos bocais de vaporização de modo que um valor deuma força η das pressões de impacto da água de resfriamento sobre a su-perfície de resfriamento integrada na direção do processamento entre paresde cilindros de compressão fique dentro de -20% do mais alto valor na dire-ção perpendicular ao processamento,

onde, 0,05 < η < 0,2.

(2) Um método de instalação e ajuste de bocais de vaporização,conforme estipulado em (1), caracterizado por usar uma multiplicidade detipos de bocais que diferem em quantidades de água ou regiões de vapori-zação de água de resfriamento para cada linha de bocais entre pares de ci-lindros de compressão.

(3) Um método de instalação e ajuste de bocais de vaporização,conforme estipulado em (1) ou (2), caracterizado pelo fato de que os bocaisde vaporização têm estruturas que possibilitam uma vaporização mista deágua e ar.

(4) Um aparelho de resfriamento de placas de aço quente carac-terizado pelo ajuste da instalação de bocais de vaporização usando o méto-do conforme estipulado em qualquer uma das reivindicações de (1) até (3).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma projeção de uma instalação convencional debocal resultando em quantidades constantes de água na direção perpendicu-lar ao processamento.

A figura 2 (a) é um gráfico que mostra a relação entre a quanti-dade de água e a capacidade de resfriamento no mesmo bocal.

A figura 2 (b) é um gráfico que mostra a relação entre a pressãode impacto da água de resfriamento e a capacidade de resfriamento nomesmo bocal.A figura 2 (c) apresenta uma projeção lateral (i) e uma projeçãofrontal (ii) que mostra a relação posicionai entre o bocal de vaporização 1 efaixas M1, M2, M3 na região de vaporização 2.

A figura 3 (a) fornece projeções explanatórias da região de vapo-rização de um bocal alongado, onde (i) é uma projeção lateral e (ii) é umaprojeção frontal.

A figura 3 (b) fornece projeções explanatórias da região de vapo-rização de um bocal de cone completo, onde (i) é uma projeção lateral e (ii)é uma projeção frontal.

A figura 4 é um gráfico que mostra a relação entre a pressão deimpacto da água de resfriamento e a capacidade de resfriamento de oito ti-pos de bocais mostrados na figura 3 (a) e figura 3 (b), diferindo em quanti-dades de água, pressões de cabeçote e regiões de vaporização.

A figura 5 (a) fornece uma projeção lateral (i) e uma projeçãofrontal (ii) para explicar um aparelho de teste de resfriamento com a instala-ção de uma linha de bocais na direção perpendicular ao processamento.

A figura 5 (b) fornece uma projeção lateral (i) e uma projeçãofrontal (ii) para explicar um aparelho de teste de resfriamento com a instala-ção de bocais em uma configuração em ziguezague em duas linhas na dire-ção perpendicular ao processamento.

A figura 6 (a) é um gráfico que mostra a distribuição da capaci-dade de resfriamento e a distribuição da pressão de impacto da água de res-friamento na direção perpendicular ao processamento na instalação de bo-cais da figura 5 (a).

A figura 6 (b) é um gráfico que mostra a distribuição da capaci-dade de resfriamento e a distribuição da pressão de impacto da água de res-friamento na direção perpendicular ao processamento na instalação de bo-cais da figura 5 (b).

A figura 7 é um gráfico que mostra a relação entre o valor daforça de 0,1 da proporção de valor mais baixo e valor mais alto, na direçãoperpendicular ao processamento, dos valores de pressão de impacto da á-gua de resfriamento sobre a superfície de resfriamento integrada na direçãode processamento com a proporção do valor mais baixo e valor mais alto dacapacidade de resfriamento na direção perpendicular ao processamento.

A figura 8 fornece uma projeção lateral (i) e uma projeção frontal(ii) para explicar uma instalação de bocais de um aparelho de teste de resfri-amento com um ângulo em torção em uma linha.

A figura 9 fornece uma projeção lateral (i) e uma projeção frontal(ii) para explicar uma instalação de bocais de vaporização de um aparelhode teste de resfriamento de diferentes tipos e especificações em duas linhas.

A figura 10 (a) fornece uma projeção lateral (i) e uma projeçãofrontal (ii) para explicar um aparelho de teste de resfriamento usado paraestudar a presente invenção, isto é, um aparelho de teste de resfriamentousando um método convencional de ajuste de bocais de vaporização.

A figura 10 (b) fornece uma projeção lateral (i) e uma projeçãofrontal (ii) para explicar um aparelho de teste de resfriamento usado paraestudar a presente invenção, isto é, um aparelho de teste de resfriamentousando um método de ajuste de bocais de vaporização da presente inven-ção.

A figura 11 (a) é um gráfico comparando a distribuição de quan-tidades de água na direção perpendicular à placa de aço entre o aparelho deresfriamento da presente invenção e o aparelho de resfriamento convencio-nal.

A figura 11 (b) é um gráfico comparando a distribuição da pres-são de impacto da água de resfriamento na direção perpendicular à placa deaço entre o aparelho de resfriamento da presente invenção e o aparelho deresfriamento convencional.

A figura 11 (c) é um gráfico comparando a distribuição da tempe-ratura da superfície do material de aço na direção perpendicular à placa deaço entre o aparelho de resfriamento da presente invenção e o aparelho deresfriamento convencional.

MELHOR MODO DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

Os inventores investigaram e pesquisaram os fatores que contri-buem com o resfriamento no resfriamento de vaporização. Os resultadosexperimentais desta (R&D) Pesquisa & Desenvolvimento serão explicadoscom referência aos desenhos.

No resfriamento de um elemento fixo a ser resfriado por um sóbocal, conforme mostrado na figura 2(c), os valores médios das quantidadesde água e capacidades de resfriamento foram medidos nas faixas de 20 mmχ 20 mm M1, M2, M3 da faixa de 300 mm χ 40 mm (região de vaporização 2)da vaporização de água de resfriamento a partir de um bocal alongado (bo-cal de vaporização 1) com um índice de fluxo de 100 l/min e uma pressão decabeçote de 0,3 MPa instalado em uma posição onde a distância L a partirda extremidade frontal do bocal em relação à superfície de resfriamento setorna 150 mm e onde dividida pelo valor mais alto dos valores de medição(quantidade de água e capacidade de resfriamento da faixa M1) para torná-las sem dimensão (normalizá-las). A faixa M1 é a faixa de 20 mm χ 20 mmposicionada na superfície frontal exata do bocal de vaporização 1, a faixa M2é a faixa de 20 mm χ 20 mm adjacente à faixa M1 e a faixa M3 é a faixa de20 mm χ 20 mm adjacente à faixa M2. Estas faixas M1, m2 e M3 estão insta-ladas em série ao longo da direção longitudinal da região de vaporização 2.Observar que para a capacidade de resfriamento, foi operado um teste deresfriamento usando como o elemento de resfriamento material de aço Iami-nado para estruturas gerais (SS400) de uma espessura de placa de 20 mmaquecida a 900-C. O coeficiente de transferência de calor medido no mo-mento de uma temperatura de superfície de material de aço de 3009C foiusado para avaliação como capacidade de resfriamento.

No que diz respeito à distribuição da capacidade de resfriamentona região de vaporização 2, ao comparar as capacidades de resfriamentodas faixas M1, M2 e M3, conforme apresentado na figura 2(a), verificou-seque ocorre uma diferença na capacidade de resfriamento mesmo em posi-ções na mesma vaporização de bocal onde as quantidades de água sãosubstancialmente as mesmas. Isto é, no caso de resfriamento por vaporiza-ção, os fatores que contribuem para o resfriamento não são apenas as quan-tidades de água. Acredita-se que vários fatores, tais como a velocidade dasgotas de líquido, o tamanho das gotas de líquido, o ângulo de impacto dasgotas de líquido sobre o elemento resfriado etc. atuem de modo intrincado.

Os inventores descobriram que o fator de resfriamento capaz deexpressar de modo abrangente estes diversos fatores de resfriamento, inclu-sive as quantidades de água, é a pressão de impacto da água de resfria-mento.

Os inventores mediram a distribuição da pressão de impacto daágua de resfriamento ponderado às faixas de 20 mm χ 20 mm de M1, M2,M3 usando o mesmo bocal e a mesma instalação como aquela usada para afigura 2(a) acima. Isso é mostrado juntamente com a distribuição de capaci-dade de resfriamento na figura 2(b). Observar que como a proporção depressões de impacto, foi usado o valor medido da pressão de impacto daágua de resfriamento (valor médio) dividido pelo maior valor dos valores me-didos para torná-lo sem dimensão (normalizá-lo) e adicionalmente multipli-cado pela força de 0,1. Deste modo, a força de 0,1 da pressão de impactoda água de resfriamento e a capacidade de resfriamento se igualam extre-mamente bem.

Além disso, os inventores investigaram a relação entre a pres-são de impacto da água de resfriamento diretamente sob o bocal e a capaci-dade de resfriamento usando oito tipos de bocais diferindo em quantidadesde água, pressões de cabeçote e regiões de vaporização, mostrados na ta-bela 1.

Tabela 1

<table>table see original document page 9</column></row><table><table>table see original document page 10</column></row><table>

Observar que o bocal de vaporização 1 mostrado na figura 3(a)é um bocal alongado onde a região de vaporização 2 torna-se aiongaaa emuma direção, enquanto que o bocal de vaporização 1, mostrado na figura3(b), é um bocal de cone total onde a região de vaporização 2 torna-se umcírculo. Em decorrência, conforme mostrado na figura 4, independente dostipos, especificações e regiões de vaporização dos bocais, a representaçãopela mesma relação torna-se possível. Ao levar em consideração a seguinteequação <1 >, a pressão de impacto da água de resfriamento P [MPa], é pos-sível encontrar o coeficiente de transferência de calor h[W/(m2.K)].

h = 33300 xP°1 <1>

Neste teste, o resultado foi que o coeficiente de transferência decalor foi proporcional à força 0,1 da pressão de impacto da água de resfria-mento, mas se considerar um erro de medição etc., o coeficiente de transfe-rência de calor pode ser considerado proporcional à força η da pressão deimpacto da água de resfriamento e o valor de η pode ser considerado comosendo na faixa de 0,05 até 0,2.

Isso demonstra que a presente invenção não é dependente dotipo de especificações dos bocais sendo realmente uniforme para o aparelhode resfriamento usando dois ou mais tipos de bocais diferindo em tipos eespecificações de bocais.

Além disso, os inventores investigaram a relação entre a unifor-midade do resfriamento na direção perpendicular ao processamento e apressão de impacto da água de resfriamento em caso de resfriamento de umelemento resfriado em movimento usando múltiplos bocais.

A figura 5 (a) e figura 5 (b) mostram o aparelho de teste de res-friamento em resumo. Conforme mostrado na figura 5 (a), entre os paresfrontais e posteriores dos cilindros de compressão 5, 5 placas de aço detransporte de placa de aço como um elemento de resfriamento 3, os invento-res instalaram três bocais alongados (bocais de vaporização 1), com regiõesde vaporização em formato alongado, voltados para cima a uma distância debocal SO de 150 mm na direção perpendicular ao processamento, ajustaramo elemento resfriado 3 de modo que a distância entre as extremidades fron-tais dos bocais e o elemento resfriado 3 tornou-se 150 mm, e moveram oelemento resfriado 3 a uma velocidade de 1 m/s para o teste de resfriamen-to. Além disso, conforme mostrado na figura 5(b), os mesmos instalaramcinco bocais alongados (bocais de vaporização 1) voltados para cima a umadistância de bocal SO de 150 mm e uma distância S1 na direção do proces-samento de 200 mm em configuração de ziguezague e efetuaram um testede resfriamento similar. Observar que, no que diz respeito à capacidade deresfriamento, do mesmo modo como no caso da figura 2, os inventores efe-tuaram um teste de resfriamento usando conforme o elemento resfriado 3,uma placa com espessura de 20 mm de material de aço laminado para es-truturas em geral (SS400) aquecida a 9005C. O coeficiente de transferênciade calor medido a uma temperatura de superfície de material de aço de300-C foi usada para avaliar como a capacidade de resfriamento. Observarque cada bocal de vaporização 1 é abastecido com água de resfriamentoatravés de um cabeçote 4.

A pressão de impacto da água de resfriamento foi medida pelainstalação de sensores de pressão a intervalos de 20 mm na direção per-pendicular ao processamento na superfície de um elemento resfriado nãoaquecido 3 atingido pela água de resfriamento na instalação de bocal da fi-gura 5(a) e da figura 5(b), medindo continuamente a pressão de impacto daágua de resfriamento a intervalos de 0,01 s a medida que movimentava oelemento resfriado 3 por uma velocidade de 1 m/s e derivando o valor inte-grado das pressões de impacto da água de resfriamento medidas entre ospares de cilindros de compressão 5,5. Além disso, os mesmos dividiram issopelo valor integral da pressão máxima de impacto da água de resfriamentopara torná-lo sem dimensão (normalizando-o) e descobriram a distribuiçãoda pressão de impacto da água de resfriamento na direção perpendicular aoprocessamento.

A distribuição da capacidade de resfriamento e distribuição dapressão de impacto da água de resfriamento na direção perpendicular aoprocessamento na instalação do bocal da figura 5(a) são mostradas na figu-ra 6(a). Além disso, a distribuição da capacidade de resfriamento e distribui-ção da pressão de impacto da água de resfriamento na direção perpendicu-lar ao processamento na instalação do boca! da figura 5(b) são mostradasna figura 6(b). As ordenadas destas figuras indicam os valores da capacida-de máxima para torná-lo sem dimensão (normalizando-o) e o valor da pres-são de impacto da água de resfriamento dividida pelo valor da pressão má-xima de impacto de água de resfriamento para torná-lo sem dimensão (nor-malizando-o) e ainda multiplicado pela força de 0,1. A partir da figura 6(a), aárea próxima a 0 mm que fica exatamente acima de um bocal torna-se amaior pressão de impacto de água de resfriamento e capacidade de resfria-mento, enquanto as áreas de ± 50 até 75 mm entre os bocais torna-se amenor pressão de impacto de água de resfriamento e capacidade de resfri-amento. Esses, apesar de diferirem um pouco na medida, exibem do mesmomodo tendências similares na figura 6(b), assim verificou-se que a distribui-ção da capacidade de resfriamento na direção perpendicular ao processa-mento e a distribuição do valor de pressão de impacto da água de resfria-mento em relação à força 0,1 se igualam bem.

Os inventores modificaram o intervalo do bocal SO na direçãoperpendicular ao processamento usando esta configuração e investigaram arelação entre a distribuição da capacidade de resfriamento na direção per-pendicular à placa de aço e a distribuição na direção perpendicular ao pro-cessamento do valor da força de 0,1 da pressão de impacto da água de res-friamento integrada na direção do processamento. Os mesmos descobrirama distribuição da pressão de impacto da água de resfriamento exigida paraefetuar um resfriamento uniforme na direção perpendicular à placa de aço.

Em decorrência, os inventores descobriram que, conforme mostrado na figu-ra 7, por meio da instalação dos bocais de vaporização de modo que o valormais baixo do valor da força de 0,1 da pressão de impacto da água de res-friamento na superfície de resfriamento integrada na direção de processa-mento fica dentro -20% do valor mais alto na direção perpendicular ao pro-cessamento, a mais baixa capacidade de resfriamento pode ser mantidadentro de, pelo menos, 10% da mais alta capacidade de resfriamento na di-reção perpendicular ao processamento e o resfriamento uniforme torna-sepossível.

O estudo desta figura 7 foi efetuado modificando a força de 0,1para a força de 0,05 e a força de 0,2, mas ao manter o valor integrado dapressão de impacto da água de resfriamento dentro de -20% do valor maisalto na direção perpendicular ao processamento, o resfriamento uniformetorna-se possível na direção perpendicular ao processamento em substanci-almente da mesma maneira conforme o tempo da força de 0,1. A partir dis-so, pode ser afirmado que a distribuição na direção perpendicular ao proces-samento do valor integrado da pressão de impacto da água de distribuiçãosobre a superfície de resfriamento em relação à força de 0,5 até 0,2 torna-seum indicador para resfriamento uniforme na direção perpendicular à placa de aço.

Além disso, no que diz respeito à faixa na qual a integração épossível na direção de processamento, os inventores modificaram o intervalodo bocal S1 na direção de processamento e investigaram os resultados, pormeio dos quais os mesmos descobriram que quando a velocidade de pro-cessamento é 0,25 m/s até 2 m/s e quando a extensão entre os pares decilindros de compressão 5, 5 é 2 m ou menos, é desejável tornar a faixa deintegração toda a extensão entre os pares de cilindros de compressão.

Observar que, conforme mostrado na figura 8, mesmo se nãomodificar o intervalo do bocal SO na direção perpendicular ao processamen-to, mas modificar o ângulo O de torção do bocal, conforme mostrado na figu-ra 9, mesmo ao usar dois ou mais tipos de bocais diferindo em quantidadesde água e regiões de vaporização em combinação, o resfriamento uniformena direção perpendicular ao processamento pode ser alcançado pela insta-lação de bocais de vaporização de modo que o valor de pressão de impactoda água de resfriamento na superfície de resfriamento integrada na direçãode processamento fica dentro de -20% do valor mais alto na direção perpen-dicular ao processamento.

Além disso, quando não ocorrem quaisquer regiões de interfe-rência de água de resfriamento, é possível medir ou criar fórmulas padrãopara a pressão de impacto da água de resfriamento para tipos e especifica-ções individuais de bocais instalados, encontrar a distribuição de pressão deimpacto de água de resfriamento para o caso de virtualmente instalar umamultiplicidade destes bocais e ajustar a instalação de modo que o valor dapressão de impacto da água de resfriamento integrada na direção de pro-cessamento fique dentro de -20% do valor mais alto da direção perpendicu-lar ao processamento de modo a alcançar um resfriamento uniforme na dire-ção perpendicular à direção de processamento.

Além disso, mesmo ao vaporizar água e ar misturado, pela insta-lação de bocais de modo que o valor das pressões de impacto sobre a su-perfície de resfriamento adicionados na direção do processamento fiquedentro de -20% do valor mais alto na direção perpendicular ao processamen-to, a capacidade de resfriamento mais baixa é mantida dentro de aproxima-damente 10% da mais alta capacidade de resfriamento e pode ser alcança-do um resfriamento uniforme na direção perpendicular ao processamento.

EXEMPLOS

A figura 10 (a) e a figura 10 (b) mostram a instalação de bocaisde vaporização no aparelho de teste de resfriamento usado para o estudo dapresente invenção. A figura 10(a) mostra um aparelho de resfriamento com ainstalação de bocais planos (bocais de vaporização 1) pelo método conven-cional de instalação e ajuste de bocais de vaporização de modo que asquantidades de água de resfriamento tornem-se iguais na direção perpendi-cular ao processamento, enquanto a figura 10(b) mostra um aparelho de res-friamento de instalação de bocais alongados (bocais de vaporização 1) pelométodo e instalação e ajuste de bocais de vaporização da presente invençãode modo que o valor da força η das pressões de impacto da água de resfri-amento integrada na direção do processamento fique dentro de -20% do va-lor mais alto na direção perpendicular ao processamento. Neste exemplo,n=0,1. Estes aparelhos de resfriamento foram usados para testes de resfri-amento e comparados entre si. Esses usaram as mesmas instalações debocais (SO=75 mm, L=150 mm) e quantidades de água para resfriar materi-ais de aço laminado para estruturas em geral (SS400) de espessura de 20mm χ 300 mm de largura e 200 mm de extensão de aproximadamente9009C até aproximadamente 400-C por aproximadamente 20 segundos. Asproporções destas quantidades de água, as proporções de forças de 0,1 depressões de impacto de água de resfriamento e uma comparação da distri-buição das temperaturas de superfície após o resfriamento estão apresenta-das na figura 11 (a), figura 11 (b) e figura 11 (c). Observar que a distribuiçãoda temperatura da superfície após o resfriamento foi medida usando um ter-mômetro de foco luminoso.

Conforme está claro a partir da figura 11 (a), figura 11 (b) e figu-ra 11(c), no método convencional de instalação de bocais de vaporização,comparado com o método da presente invenção de instalação de bocais devaporização, a distribuição das quantidades de água de resfriamento na di-reção perpendicular ao processamento é uniforme, mas ocorrem temperatu-ras irregulares no mesmo intervalo como o intervalo dos bocais de vaporiza-ção. No entanto, o método de instalação de bocais da presente invenção,onde o valor da força de 0,1 das pressões de impacto da água de resfria-mento integrado na direção do processamento fica dentro de -20% do valormais alto na direção perpendicular ao processamento, resulta em uma distri-buição mais uniforme das temperaturas da superfície que a instalação con-vencional de bocais de vaporização. Conseqüentemente, em um aparelhode resfriamento onde a instalação de bocais é ajustada pelo método de ajus-te de bocais de vaporização da presente invenção, é possível um resfria-mento uniforme na direção perpendicular ao processamento.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

De acordo com a presente invenção, em um aparelho de resfri-amento usando bocais de vaporização, ao utilizar tipos de bocais e instala-ção de bocais, definindo como o fator de resfriamento a nunca antes consi-derada pressão de impacto de água de resfriamento, é possível fabricar umaparelho de resfriamento que apresenta uma alta uniformidade de resfria-mento na direção perpendicular ao processamento.

Isto é, é possível categorizar a capacidade de resfriamento pelofator de resfriamento da pressão de impacto da água de resfriamento, assimao ajustar experimentalmente uma instalação de bocais, mesmo se não utili-zar realmente uma placa quente para realizar o teste de resfriamento, é pos-sível encontrar uma instalação de bocais que fornece uma alta uniformidadede resfriamento na direção perpendicular ao processamento por obter expe-rimentalmente a distribuição na direção perpendicular ao processamento dovalor da força η das pressões de impacto integradas na direção do proces-samento. Além disso, ao tomar conhecimento da distribuição da pressão nasuperfície de impacto para o bocal usado, é possível encontrar uma instala-ção de bocais que fornece uma alta uniformidade de resfriamento na direçãoperpendicular ao processamento através do cálculo da distribuição na dire-ção perpendicular ao processamento do valor da força η das pressões deimpacto integradas na direção de processamento.

Além disso, de acordo com o método de instalação e ajuste dosbocais de vaporização da presente invenção, mesmo ao utilizar dois ou maistipos de bocais que diferem em quantidades de água e regiões de vaporiza-ção, é alcançada uma uniformidade de resfriamento similar na direção per-pendicular ao processamento, portanto é possível efetuar um aparelho deresfriamento por vaporização que apresenta uma capacidade uniforme deresfriamento na direção perpendicular ao processamento e que tem umaampla faixa de ajustes de quantidades de água.

Além disso, a presente invenção possibilita um ajuste de umainstalação de bocais de vaporização que podem efetuar um resfriamentouniforme da mesma maneira, mesmo em bocais de vaporização que temestruturas que possibilitem uma mistura de vaporização de água e ar.

Claims

1. Método de instalação e ajuste de bocais de vaporização deum aparelho de processamento e resfriamento equipado com uma multiplici-dade de pares de cilindros de compressão para a compressão e processa-mento de placas de aço quente e equipado com uma pluralidade de bocaisde vaporização, capazes de controlar as quantidades de água de resfria-mento vaporizadas, entre pares de cilindros de compressão na direção deprocessamento e/ou direção perpendicular ao processamento, sendo o ditométodo de instalação e ajuste de bocais de vaporização caracterizados pelainstalação de bocais de vaporização de modo que um valor de uma força ndas pressões de impacto da água de resfriamento na superfície de resfria-mento integrada na direção de processamento entre pares de cilindros decompressão fica entre -20% do valor mais alto na direção perpendicular aoprocessamento,onde, 0,05 < n < 0,2.

2. Método de instalação e ajuste de bocais de vaporização deacordo com a reivindicação 1, caracterizado por usar uma multiplicidade detipos de bocais que diferem em quantidades de água ou regiões de vapori-zação de água de resfriamento para cada linha de bocais entre pares de ci-Iindros de compressão.

3. Método de instalação e ajuste de bocais de vaporização deacordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os bocaisde vaporização têm estruturas que possibilitam uma vaporização mista deágua e ar.

4. Aparelho de resfriamento de placas de aço quente caracteri-zado pelo ajuste da instalação de bocais de vaporização usando o métodocomo definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 3.