BRPI0702834B1

BRPI0702834B1 - Aparelho de resfriamento controlado e método de resfriamento de placas de aço

Info

Publication number: BRPI0702834B1
Application number: BRPI0702834-2A
Authority: BR
Inventors: Hironori Ueno
Original assignee: Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2019-07-09
Also published as: KR101045363B1; EP2058060A4; EP2058060B1; KR20090014220A; US8349247B2; US20090194917A1; WO2008139632A1; CN101500721B; CN101500721A; EP2058060A1; BRPI0702834A2

Abstract

aparelho de resfriamento controlado e método de resfriamento de placas de aço. a presente invenção apresenta um método de resfriamento de placas de aço, em resfriamento controlado de placas de aço de espessura grossa, que efetua uniformemente o resfriamento de placas de aço em toda sua extensão e elimina deformações de placa, isto é, um método para transportar e resfriar as superfícies do topo e do fundo de placas de aço em uma condição de alta temperatura após laminação a quente e ao mesmo tempo comprimir as placas de aço laminadas de alta temperatura por uma multiplicidade de conjuntos ou cilindros de drenagem de topo e fundo, caracterizado pelos bocais de resfriamento, que possuem um grande número de aberturas de bocais que, individualmente ou simultaneamente, vaporizam os dois fluidos de ar e água que são usados para resfriar as placas de aço, sendo o método de resfriamento de placas de aço caracterizado pelo fato de fornecer um padrão estável pela expulsão do ar que tenta invadir o trajeto de fluxo que atinge a extremidade frontal do aparelho de resfriamento quando a quantidade ou pressão de água alimentada está baixa. além disso, o aparelho para operar este método é um aparelho de resfriamento de placas de metal composto de um cabeçote externo que apresenta um sistema de alimentação de ar, uma multiplicidade de bocais de vaporização de ar instalados na superfície de vaporização de ar deste cabeçote, um cabeçote interno que apresenta um sistema de alimentação de água e uma multiplicidade de bocais de vaporização de água instalados em uma superfície de vaporização de água de resfriamento deste cabeçote.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para APARELHO DE RESFRIAMENTO CONTROLADO E MÉTODO DE RESFRIAMENTO DE PLACAS DE AÇO.

Campo Técnica

A presente invenção refere-se a um método de resfriamento controlado de placas de aço, refere-se em particular a um aparelho e método de resfriamento de placas de aço usadas por ocasião de laminação a quente, então resfriamento por água de placas de aço em condição de alta temperatura a partir de direções do topo e do fundo.

Antecedentes da Técnica

Nos últimos anos, as exigências em relação à qualidade dos aparelhos de metal ferroso tais como a precisão da espessura de placas, qualidade de material, nível de exigência da superfície etc. se tornaram cada vez mais rigorosas. Em especial, no caso da produção de placas de aço de βει 5 pessura grossa, foi utilizado um método de controle de resfriamento que usa um controle em linha visando a redução de ingredientes de liga, racionalização do método de tratamento quente etc. Este método de controle de resfriamento que usa o controle em linha resfria a placa de aço de espessura grossa que está em uma condição de alta temperatura após laminação 20 quente, imediatamente ou dez ou alguns segundos depois por um índice de resfriamento pré-determinado até uma temperatura pré-determinada de interrupção de resfriamento de modo a reduzir o teor de ingredientes de liga dispendiosos e ainda assim obter a resistência, dureza e rigidez desejada. Normalmente, neste método, a quantidade de água de resfriamento e o tem25 po de resfriamento por água são ajustados para controlar o índice de resfriamento e a temperatura para interromper o resfriamento, respectivamente.

Visto que os aparelhos usados para o resfriamento controlado acima, geralmente são utilizados um método de resfriamento de jato de corte e um método de resfriamento de jato de névoa múltipla, no entanto, há os 30 problemas de uma área de resfriamento efetivo muito estreita, de manutenção constante de um gabarito de fenda de corte na direção da largura da placa de diversos milímetros, do local da instalação de uso etc. Os bocais de resfriamento de água aerada com amplas faixas de controle das quantidades de água estão sendo amplamente utilizados, porém para o resfriamento estável e uniforme de uma placa de aço é desejável uma instalação de bocais de alta densidade, mas com essa configuração de bocais e a crescente 5 complexidade torna-se necessário um aparelho de resfriamento do tipo caixa. Este aparelho de resfriamento do tipo caixa apresenta a vantagem de uso dos bocais de um tipo de abastecimento de água ou ar diretamente a múltiplos bocais a partir de um cabeçote de água ou ar e, conseqüentemente, uma estrutura simples. Como a configuração de bocais deste aparelho de 10 resfriamento do tipo caixa, conforme publicado na Publicação de Modelos de

Utilidade Japoneses (A) n- 63-111208, está apresentado um aparelho de resfriamento composto de cabeçotes externos e internos que apresentam, respectivamente, sistemas independentes de abastecimento de água de resfriamento nos quais o cabeçote externo está equipado com um grande nú15 mero de bocais com boca de sino que têm partes estreitadas de ângulos pré-determinados na superfície de vaporização de água de resfriamento, e o cabeçote interno está equipado com um grande número de bocais com extremidades frontais curvadas afuniladas de modo a gerar fluxos dé impacto em forma de anel, conforme publicado na Publicação de Modelos de Utilida20 de Japoneses (A) n^e 1-135108, está apresentado um método para obtenção de um excelente desempenho de resfriamento, mesmo sob condições onde a pressão de um fluxo de impacto direto e uma pressão de um fluxo oblíquo afunilado é o mesmo, pelo fato de efetuar o tamanho do orifício em uma abertura de descarga de um bocal de boca de sino simultaneamente vapori25 zar um fluxo de impacto direto e um fluxo oblíquo menor que o tamanho do orifício de uma abertura de introdução de um fluxo de impacto direto e afunilando a abertura de introdução do fluxo oblíquo.

Descrição da Invenção

No entanto, há o problema que se apresenta pelo fato de que ao 30 reduzir a quantidade de ar, a névoa vaporizada ficará instável e o padrão de resfriamento desejável incapaz de ser mantido. Em particular, em caso da pressão da água de abastecimento baixar, o ar invade o trajeto de circulação (Π da água e a vaporização de névoa torna-se instável em um fenômeno denominado segundo vento e, em razão disso, o resfriamento torna-se extremamente instável.

A presente invenção apresenta, em um método de resfriamento de placa de aço de laminação a quente, um aparelho de resfriamento de placas de aço que fornece um padrão de vaporização estável pelo fato de expulsar o ar que está tentando invadir um trajeto do fluxo em direção à extremidade frontal do aparelho de resfriamento mesmo quando a água que está sendo abastecida é baixa em quantidade ou baixa em pressão e um método de resfriamento usando o mesmo e tem como seu ponto principal o seguinte:

(1) Um aparelho de resfriamento para misturar e vaporizar ar e água para resfriar placas de aço, sendo o referido aparelho de resfriamento controlado para placas de aço caracterizado pelo fato de que o referido aparelho de resfriamento está equipado com um cabeçote de ar para o ar de alimentação e uma multiplicidade de bocais conectados a este cabeçote de ar, sendo que cada um possui uma abertura de introdução de ar em seu topo, aberturas de introdução de água de resfriamento em seu corpo e uma abertura de descarga para ar e água de vaporização em seu fundo, a área em torno das aberturas de introdução de água dos referidos bocais formam um cabeçote de água, uma altura de uma abertura de alimentação de um tubo de água de alimentação para aquele cabeçote de água sendo ajustada mais baixa que as alturas das aberturas de introdução de água dos referidos bocais e sendo prevista uma válvula de escape de ar na metade do referido tubo de alimentação de água.

(2) Um método de resfriamento de placas de aço caracterizado por usar um aparelho de resfriamento controlado, conforme estipulado em (1), para iniciar o resfriamento de placas de aço, durante o qual primeiramente efetua a circulação do ar para os referidos bocais, depois efetua a abertura da referida válvula de escape de ar, consideravelmente de modo simultâneo alimentando água para o referido cabeçote de água, expulsando o ar principalmente do tubo e, depois disso, fechando a válvula de escape de

ar.

(3) Um método de resfriamento de placas de aço caracterizado por usar um aparelho de resfriamento controlado, conforme estipulado em (1), para finalizar o resfriamento da placa de aço e interromper a circulação de ar e água, durante o qual primeiramente interrompe a circulação de água e depois disso interrompe a circulação de ar.

Breve Descrição dos Desenhos

Figura 1 é uma projeção esquemática da configuração de um aparelho de resfriamento de placas de aço de acordo com a presente invenção.

Figura 2 é uma projeção apresentando o fluxo de controle de um método de resfriamento de placas de aço de acordo com a presente invenção.

Figura 3 é uma projeção esquemática de uma configuração de um bocal de vaporização usado para o aparelho de resfriamento de placas de aço de acordo com a presente invenção.

Melhor Modo de Executar a Invenção

Primeiramente, será brevemente explicado o aparelho de resfriamento de placas de aço para executar a presente invenção.

A figura 1 é uma projeção esquemática da configuração de um aparelho de resfriamento que usa dois fluidos, ar e água, de acordo com a presente invenção. Na figura 1, uma unidade de aparelho de resfriamento 1 instalada acima de uma placa de aço A sendo resfriada em uma linha de trajeto de resfriamento é suportada por um aparelho de suporte 2. Este aparelho de suporte 2 abrange um cabeçote de ar 3 e um cabeçote de água 4. O cabeçote de ar 3 está equipado com uma multiplicidade de tubos de alimentação de ar 5 instalados de um modo ordenado em uma superfície de vaporização de ar, enquanto o cabeçote de água está equipado com uma multiplicidade de bocais de vaporização de água de resfriamento 6 instalados de um modo ordenado na superfície de vaporização de água de resfriamento. Sendo que cada bocal de vaporização, conforme apresentado na figura 3, apresenta uma abertura de introdução de ar 12 em seu topo e aber

turas de introdução de água 13 em sua parte do corpo 10. O ar e a água são misturados no bocal e vaporizados a partir de um orifício de vaporização no fundo do bocal. Além disso, um reservatório de ar é formado na superfície de vaporização de ar do cabeçote de ar 3, enquanto um reservatório de água de resfriamento é formado em torno dos bocais de vaporização de água de resfriamento 6 do cabeçote de água 4. O cabeçote de água 4 tem um tubo de alimentação de água de resfriamento 7 para alimentar água de resfriamento. A altura da saída deste tubo está posicionada mais abaixo que as aberturas de introdução de água dos corpos dos bocais de vaporização 6. A razão disso é que ao interromper a água, o cabeçote de água é abastecido com ar acima das aberturas de introdução de água dos corpos dos bocais de vaporização, mas se a saída do tubo de alimentação de água de resfriamento estiver nesta faixa de altura, a água no tubo é alimentada para dentro do cabeçote de água e a água continua a fluir para fora dos bocais, de modo que a resposta ao interromper a água de resfriamento torna-se insatisfatória. Para evitar isso, a saída do tubo é instalada para ficar constantemente imersa na água, isto é, abaixo das aberturas de introdução de água dos corpos dos bocais de vaporização.

Além disso, na metade do tubo de alimentação de água 7, está instalada uma válvula de escape de ar 8. Isso, uniformemente dá passagem a ar invadindo o tubo. Aparelho convencional de resfriamento é controlado usando os dois fluidos de ar e água de modo que a quantidade e a pressão de ar alimentada a partir do sistema de alimentação de ar e a quantidade e a pressão de água de resfriamento a partir do sistema de alimentação de água de resfriamento são ajustados em conformidade com uma proporção de resfriamento pré-ajustada e é efetuado um resfriamento uniforme.

No entanto, conforme acima explicado, quando surge uma situação anormal onde a água que é alimentada torna-se baixa em quantidade ou baixa em pressão, a proporção da mistura de ar na água de resfriamento se tornará maior, a quantidade de consumo de ar irá aumentar, os custos operacionais irão aumentar e, há o problema que ao reduzir a quantidade de ar, a névoa vaporizada se tornará instável e o padrão de resfriamento desejável incapaz de ser mantido. Em especial, quando a pressão da água alimentada se torna baixa, o ar invade o trajeto de circulação de água e a vaporização de névoa fica instável em um fenômeno denominado segundo vento, por esta razão o resfriamento fica extremamente instável. Para solucionar esta situação é suficiente controlar a quantidade de ar alimentado e sua pressão na origem do sistema de alimentação de água, mas isso envolvería uma grande defasagem de tempo e no final uma quantidade excedente de ar e um resfriamento inconstante.

Por este motivo, na presente invenção, quando surge uma situa10 ção destas, é efetuado um controle para expulsar o ar que estiver invadindo o trajeto do fluxo em direção ao aparelho de resfriamento, isso é, as extremidades frontais dos bocais e fazer com que a proporção de mistura de água e ar de resfriamento seja constante. De acordo com a rotina de controle específica, conforme apresentada pelo fluxo de controle da figura 2, primei15 ramente, nos ajustes iniciais de um mecanismo de controle de bocal de fluido (não mostrado) diretamente conectado à unidade do aparelho de resfriamento mostrada na figura 1, a proporção de fluxo de água de resfriamento é ajustada para 0, a proporção de fluxo de ar é ajustada para 0 e a válvula de escape de ar é fechada. A seguir, o ajuste da proporção de fluxo de ar é modificado para ajustar a proporção de fluxo de ar para um estado constante. Depois disso, ao ajustar a proporção de fluxo de água de resfriamento, a válvula de escape de ar é aberta, simultaneamente a proporção de fluxo de água de resfriamento é ajustada para um estado constante, o ar passa dos tubos de alimentação de água para os cabeçotes de água, a condição da vaporização a partir dos bocais torna-se estável e a válvula de escape de ar é fechada. Para controlar o tempo para isso, pode ser usado um temporizador. Nesta condição, o resfriamento de placas de aço é iniciado e constantemente é efetuado o controle do resfriamento de placas de aço.

Além disso, depois de finalizado que o resfriamento de placas de aço, primeiramente é interrompida a circulação de água, então é interrompida a circulação de ar. A razão disso é, se a água e o ar forem simultaneamente interrompidos, o fluxo de água iria retornar para o lado do cabeçote de ar, a água iria invadir o trajeto de circulação do ar e, além de ferrugem, poderiam surgir outros problemas. Isso é, uma vez que a proporção de fluxo de água de resfriamento seja zerada (0) e neste ponto de tempo operação do aparelho, de modo que a proporção de fluxo de ar torna-se zero (0), a 5 água de resfriamento iria retornar à câmara de ar (reservatório de ar) e os bocais iriam bloquear, assim, normalmente, o sistema de alimentação de água de resfriamento está ajustado por um temporizador para fazer com que a proporção de fluxo de ar seja zero (0).

Aplicabilidade Industrial

De acordo com a presente invenção, é possível resfriar uniformemente placas de aço em toda a sua extensão sem deformar a placa em um resfriamento controlado de placas de aço de espessura grossa.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho de resfriamento controlado (1) para misturar e para vaporizar ar e água para resfriar placas de aço, sendo equipado com um cabeçote de ar (3) para alimentação de ar e uma multiplicidade de bocais (6) conectados a este cabeçote de ar (3), cada um apresentando uma abertura de introdução de ar (12) em seu topo, aberturas de introdução de água de resfriamento (13) em seu corpo e uma abertura de descarga para ar e água de vaporização em seu fundo, e o referido aparelho de resfriamento controlado (1) para placa de aço sendo ainda equipado com a área em torno das aberturas de introdução de água dos referidos bocais (6) formam um cabeçote de água (4), uma altura de uma abertura de alimentação de um tubo (7) de água de alimentação para aquele cabeçote de água (4) sendo ajustada mais abaixo que as alturas das aberturas de introdução de água (13) dos referidos bocais, caracterizado pelo fato de que é prevista uma válvula de escape de ar (8) na metade do referido tubo de alimentação de água (7).
2. Método de resfriamento de placa de aço, caracterizado por usar um aparelho de resfriamento controlado (1) como definido na reivindicação 1, para iniciar o resfriamento de uma placa de aço, durante o qual primeiramente efetua a circulação do ar para os referidos bocais (6), depois efetua a abertura da referida válvula de escape de ar (8), consideravelmente de modo simultâneo alimentando água para o referido cabeçote de água, expulsando o ar principalmente do tubo e, depois disso, fechando a válvula de escape de ar.
3. Método de resfriamento de placa de aço, caracterizado por usar um aparelho de resfriamento controlado (1) como definido na reivindicação 1, para finalizar o resfriamento da placa de aço e interromper a circulação de ar e água, durante o qual primeiramente interrompe a circulação de água e depois disso interrompe a circulação de ar.