BRPI0821280B1

BRPI0821280B1 - método para atuar sobre a temperatura de uma tira móvel e dispositivo para realizar o método

Info

Publication number: BRPI0821280B1
Authority: BR
Inventors: Elias Akli; Santi Ivan; Muller Jérôme; Beaujard Karen; Durighello Paul; Petesch Thierry
Original assignee: Arcelormittal France
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2008-10-21
Publication date: 2019-12-10
Also published as: CA2718465C; DE602008004430D1; ZA201006553B; CN103056176A; US8591675B2; BRPI0821280A2; MX2010010147A; PL2100673T3; EA201001485A1; WO2009112654A1; KR20100130625A; EA020625B1; EP2100673B1; DK2100673T3; JP5399423B2; US20140047729A1; CN101970141A; ES2359594T3; HRP20110233T1; SI2100673T1

Abstract

método para atuar sobre a temperatura de uma tira móvel e dispositivo para realizar o método a presente invenção trata de um processo para atuar sobre a temperatura de uma tira móvel (4) por insuflação de gás ou de uma mistura água/gás, segundo o qual é projetada sobre cada face da tira uma pluralidade de jatos de gás ou de uma mistura água/gás que se estende em direção da superfície da tira e dispostos de tal maneira que os impactos (24, 34) dos jatos de gás ou mistura água/gás sobre cada superfície da tira estão distribuídos nos nós de uma rede bidimensional. os impactos (24) dos jatos sobre uma face (a) não estão diante dos impactos (34) dos jatos sobre a outra face (b), e os jatos de gás ou de uma mistura água/gás são provenientes de bicos tubulares (23, 33) que são alimentados pelo menos uma câmara de distribuição (21, 31) e se estendem à distância da câmera de distribuição de modo a deixar livre um espaço de circulação do gás ou da mistura água/gás em retorno paralelamente ao sentido longitudinal da tira e perpendicularmente ao sentido longitudinal da tira.

Description

“MÉTODO PARA ATUAR SOBRE A TEMPERATURA DE UMA TIRA MÓVEL E DISPOSITIVO PARA REALIZAR O MÉTODO” Campo da Invenção [001] A presente invenção trata da insuflação de gás ou de uma mistura água/gás em uma tira móvel a fim de agir sobre sua temperatura para resfriá-la ou aquecê-la.

Antecedentes da Invenção [002] Na saída de certas instalações de tratamento de tiras metálicas móveis estão dispostas câmaras de resfriamento nas quais as tiras se deslocam verticalmente entre dois módulos de insuflação de gás destinados a resfriar a tira, e o gás pode ser o ar, um gás inerte, ou então uma mistura de gases inertes.

[003] Os módulos de insuflação são constituídos em geral de câmaras de distribuição alimentadas com gás pressurizado, e cada câmara compreende uma face dotada de aberturas que constituem bicos, dispostos um em frente do outro de cada lado de uma zona de insuflação atravessada pela tira móvel.

[004] As aberturas podem ser fendas que se estendem sobre toda a largura da tira, ou então aberturas pontuais dispostas em uma rede bidimensional para distribuir os jatos de gás sobre uma superfície que se estende sobre a largura e sobre um certo comprimento da zona de deslocamento da tira. A fim de equilibrar os efeitos dos jatos gerados por cada um dos módulos de insuflação situados um em frente do outro, os módulos estão adaptados para que os jatos de um módulo estejam em frente dos jatos do outro módulo.

[005] Foi constatado que a insuflação de gás provoca vibrações da tira móvel que se traduzem por deformações de torção e deslocamentos laterais da tira de um módulo de insuflação para o outro módulo de insuflação que fica em frente dele. As deformações de torção ocorrem por torção da tira em torno de um eixo geralmente paralelo à direção de deslocamento da tira. Os deslocamentos laterais ocorrem por deslocamento da tira em uma direção perpendicular ao plano mediano da zona de deslocamento da tira, em geral paralelamente à superfície da tira. Essas vibrações se tornam mais intensas quanto mais elevada for a intensidade da insuflação. Isso significa que a intensidade da insuflação, e, portanto, do resfriamento, deve ser limitada para evitar vibrações excessivas que podem causar danos às tiras.

[006] Para superar esse inconveniente, foi proposto encurtar as câmaras de insuflação de modo a dispor de uma pluralidade de câmaras separadas por meios de manutenção da tira tais como rolos ou meios de estabilização hidráulica. Mas esses dispositivos apresentam o inconveniente de impor um contato da tira com rolos estabilizadores, o que é inadequado para certas aplicações tais como o arrefecimento na saída de galvanização a quente, ou então impor arrefecimentos particulares nas zonas de estabilização aerólicas que são mal controladas.

[007] Foi também proposto estabilizar a tira, agindo sobre sua tração, aplicada à tira, em especial aumentando-a. No entanto, essa técnica tem a desvantagem de produzir tensões substanciais na tira que podem ter um efeito adverso sobre suas propriedades.

[008] Foram também feitas tentativas para reduzir as vibrações da tira, agindo sobre as velocidades de insuflação ou as distâncias entre as cabeças dos bicos e a tira ou o fluxo de insuflação. No entanto, todos esses métodos provocam uma diminuição da eficácia do resfriamento e, portanto, dos desempenhos da instalação.

[009] Finalmente, foram propostos dispositivos nos quais uma pluralidade de bicos é alimentada por câmaras de distribuição, sendo que os bicos são tubos que se estendem em direção à superfície da tira a ser resfriada, e os tubos estão inclinados perpendicularmente em relação à superfície da tira, e a inclinação dos tubos é tanto maior quanto mais eles estiverem afastados da linha mediana da zona de passagem de um tira. Nesse dispositivo, os bicos estão dispostos em duas redes bidimensionais de tal modo que os pontos de impacto dos jatos de gás sobre cada face da tira estão uns diante dos outros. Esse dispositivo apresenta o inconveniente, em particular, de provocar vibrações da tira que obrigam a limitar a pressão de insuflação e, portanto, a eficácia do resfriamento.

[0010] A finalidade da presente invenção é superar esses inconvenientes propondo um meio de agir sobre a temperatura de uma tira móvel por insuflação de um gás que, durante a passagem na zona de resfriamento ou de aquecimento, provoca vibrações limitadas da tira na passagem através da zona de resfriamento ou de aquecimento, mesmo para pressões de insuflação elevadas.

Descrição da Invenção [0011] Para esse fim, a presente invenção trata de um processo de ação sobre a temperatura de uma tira móvel por insuflação de gás, em que é projetada uma pluralidade de jatos de gás que se estendem em direção da superfície da banda, e dispostos de tal maneira que os impactos dos jatos de gás sobre cada face da tira estejam distribuídos nos nós de uma rede bidimensional. Os impactos dos jatos sobre uma face não estão diante dos impactos dos jatos sobre a outra face, e os jatos de gás são provenientes de bicos tubulares alimentados por pelo menos uma câmara de distribuição e cujas cabeças se estendem à distância da caixa de distribuição de modo a deixar livre um espaço de circulação do gás de retorno paralelamente ao sentido longitudinal da tira e perpendicularmente ao sentido longitudinal da tira.

[0012] Os jatos de gás podem ser perpendiculares à superfície da tira.

[0013] O eixo de pelo menos um jato de gás pode formar um ângulo com a perpendicular na superfície da tira.

[0014] De preferência, as redes bidimensionais de distribuição dos impactos de jatos sobre cada uma das faces da tira são periódicas, de mesmo tipo e de mesmo passo.

[0015] As redes são, por exemplo, do tipo hexagonal.

[0016] Mais preferencialmente, os impactos de jatos sobre uma mesma face da tira estão distribuídos nos nós da rede bidimensional para formar uma malha poligonal complexa cujo número de lados está compreendido entre 3 e 20, de periodicidade igual a 1 passo no sentido transversal da tira e compreende entre 3 e 10 passos no sentido longitudinal da tira, de tal modo que os traços dos impactos dos jatos de insuflação adjacentes sejam contíguos sobre uma face da tira no sentido transversal da referida tira. Deve-se notar que o caráter contíguo dos traços dos impactos de jatos de insuflação adjacentes significa que os traços podem também se sobrepor.

[0017] De preferência, a rede que corresponde a uma face e a rede que corresponde à outra face estão defasadas um em relação à outra e a defasagem está compreendida entre ¼ de passo e ¾ de passo.

[0018] O gás pode ser um gás de resfriamento, uma mistura gás/água, ou ainda um gás quente, em particular um gás de combustão de um queimador.

[0019] Vantajosamente, o comprimento dos bicos está compreendido entre 20 e 200 mm.

[0020] A presente invenção trata igualmente de um dispositivo que compreende pelo menos dois módulos de insuflação dispostos um diante do outro de uma zona de deslocamento de uma tira, sendo que cada módulo de insuflação é constituído de uma pluralidade de bicos tubulares que se estendem a partir de pelo menos uma câmara de distribuição, em direção da zona de deslocamento de uma tira, e os bicos estão dispostos de tal modo que os impactos dos jatos sobre cada face de uma tira estejam distribuídos nos nós de uma rede bidimensional, e os módulos de insuflação são adaptados para que os impactos de jatos sobre uma face não estejam diante dos jatos sobre a outra face.

[0021] De preferência, as redes bidimensionais, segundo as quais os impactos de jatos estão distribuídos, são redes periódicas de mesmo tipo e de mesmo passo.

[0022] As redes podem ser de tipo hexagonal.

[0023] Mais preferencialmente, os impactos dos jatos sobre uma mesma face da tira estão distribuídos nos nós da rede bidimensional para formar uma malha poligonal complexa cujo número de lados está compreendido entre 3 e 20, de periodicidade igual a 1 passo no sentido transversal, de tal maneira que os traços dos impactos dos jatos de insuflação adjacentes sejam contíguos sobre uma face da tira no sentido transversal da referida tira.

[0024] De preferência, os módulos de insuflação estão adaptados para que a rede que corresponde a uma face a rede correspondente à outra face estejam defasadas uma em relação a outra, e essa defasagem está compreendida entre ¼ de passo e ¾ de passo.

[0025] Os eixos de insuflação dos bicos podem ser perpendiculares ao plano de deslocamento de uma tira.

[0026] O eixo de insuflação de pelo menos um bico pode formar um ângulo com a perpendicular ao plano de deslocamento de uma tira.

[0027] Os orifícios de insuflação dos bicos podem ter uma seção redonda, poligonal, oblonga ou em forma de fenda.

[0028] Os módulos de insuflação são do tipo com reposição de gás ou sem reposição de gás.

[0029] De preferência, cada módulo de insuflação é constituído de uma câmara de distribuição na qual os bicos de insuflação estão implantados.

[0030] A presente invenção aplica-se ainda às instalações de tratamento contínuo de tiras metálicas finas tais como as tiras de aço ou de alumínio. Esses tratamentos são, por exemplo, recozidos contínuos, tratamentos de revestimento à têmpera tais como a galvanização ou estanhadura. Ela permite obter intesidades de trocas térmicas elevadas com a tira sem provocar vibrações inaceitáveis da tira.

Breve Descrição dos Desenhos [0031] A presente invenção será agora descrita de modo mais preciso mas não limitativo em relação às figuras anexas nas quais: - a figura 1 é uma vista esquemátca em perspectiva de uma tira móvel em um módulo de resfriamento por insuflação de um gás; - a figura 2 é uma vista da distribuição dos impactos dos jatos de gás sobre as zonas de insuflação de uma primeira face e da segunda face de uma tira; - a figura 3 mostra a superposição das distribuições dos impactos de jatos de resfriamento sobre as duas faces de uma mesma tira; - a figura 4 é uma representação esquemática da medida do deslocamento lateral de uma tira em um dispositivo de resfriamento; - a figura 5 representa a evolução do deslocamento lateral da tira em um dispositivo de resfriamento por insuflação, de um lado, no caso de que os jatos de insuflação de uma face e de uma outra face estão defasados um em relação ao outro e, de outro lado, no caso de que os jatos das faces estão uma diante da outra; - a figura 6 é uma representação da torção média de uma tira móvel em um dispositivo de resfriamento por insuflação em função da pressão, de outro lado, no caso de os jatos de insuflação das duas faces estão uns diante dos outros; - a figura 7 representa a evolução do deslocamento lateral da tira em um dispositivo de resfriamento por insuflação, de um lado, no caso de que tira é resfriada por um dispositivo de insuflação de acordo com a presente invenção, e de outro lado, no caso de que a tira está resfriada por um dispositivo de insuflação através de fendas de acordo com o estado da técnica; - a figura 8 é a representação esquemática da saída de uma instalação de revestimento à têmpera que compreende um dispositivo de resfriamento; - a figura 9 representa a evolução do deslocamento lateral da tira resfriada por um dispositivo de resfriamento por insuflação na instação de revestimento à têmpera da figura 8, medida no modulo de secagem, de um lado, no caso de que os jatos de insuflação de uma face de uma outra face estão defasados em relação ao outro e, de outro lado, no caso de que os jatos de insuflação da duas faces estão um diante do outro; - a figura 10 representa a evolução do deslocamento lateral da tira resfriada em um dispositivo de resfriamento por insuflação na instalação de revestimento à têmpera da figura 8, medida no módulo de respectivamente, de um lado no caso de que os jatos de insuflação de uma face e da outra face estão defasados um relação ao outro e, de outro lado, no caso de que os jatos de resfriamento das duas faces estão um diante do outro; - a figura 11 apresenta a evolução no coeficiente de troca térmica em função da potência de insuflação dos módulos de insuflação, em um dispositivo de resfriamento por insuflação da figura 8, de um lado de acordo com a presente invenção em que os jatos de insuflação de uma face e de uma outra face estão defasados um em relação ao outro e, de outro lado, em um dispositivo de acordo com o estado da técnica em que os jatos de insuflação das duas faces estão um diante do outro; e - a figura 12 representa uma distribuição dos impactos dos jatos de gás em uma face de uma tira móvel que assegura uma insuflação uniforme sobre a superfície da tira.

Descrição de Realizações da Invenção [0032] A instalação de resfriamento por insuflação de um gás identificado de modo geral por 1 na figura 1 é constituída de dois módulos de insuflação 2 e 3 dipostos de cada lado de uma tira móvel 4. Cada módulo de insulfação constituído de uma câmara de distribuição 21, de um lado e 31 de outro lado, ambos alimentados em gás sob pressão.

[0033] Cada uma das câmaras de distribuição possui uma forma geralmente paralelepipedal com um face 22 para uma e 32 para a outra, de forma geralmente retangular, dispostas uma diante a outra e sobre as quais estão implantadas uma pluralidade de bicos de insuflação cilíndricos 13 de um lado e 33 do outro. Esses bicos cilíndricos são tubos com um comprimento da ordem de 100 mm e que pode estar compreendido entre 20 mm e 200 mm, de preferência entre 50 e 150 mm, e que possuem um diâmetro interno por exemplo de 9,5 mm, mas que pode estar compreendido entre 4 mm e 60 mm. Esses tubos estão distribuídos sobre as faces 22 e 32 das câmaras de distribuição de modo que os impactos dos jatos de insuflação sobre uma face da tira estejam distribuídos segundo um rede bidimensional que, de preferência, é uma rede periódica cuja malha pode ser quadrada ou losango de modo a constituir uma distribuição de tipo hexagonal. A distância entre dois tubos adjacentes é, por exemplo, de 50 mm, e pode estar compreendida entre 40 mm e 100 mm. O número de bicos por face de uma câmara de distribuição de um módulo de resfriamento pode atingir algumas centenas. A distância entre a cabeça dos bicos e da tira pode estar compreendida entre 50 e 250 mm. A fim de obter essa distribuição dos impactos dos jatos sobre a tira, quando os bicos gerarem jatos paralelos entre si, a distribuição dos bicos em cada câmara é feita segundo uma rede bidimensional idêntica à rede bidimensional de distribuição dos impactos dos jatos sobre a tira. Mas, quanto os jatos não forem todos paralelos entre si, a distribuição dos bicos em uma câmara é diferente da distribuição dos impactos dos jatos sobre a superfície da tira.

[0034] Na realização, representada na figura 2, os tubos estão distribuídos para que os impactos 24 dos jatos emitidos pelo módulo de insuflação 2 sobre a face A da tira estejam distribuídos nos nós de uma rede bidimensional que, no exemplo representado, é uma rede periódica do tipo hexagonal, cujo passo p está indicado. Os bicos de insuflação do segundo módulo de insuflação 3 estão distribuídos na câmara de distribuição 31 de modo que os impactos 34 dos jatos de gás sobre a face B da tira estejam igualmente distribuídos nos módulos de uma rede bidimensional periódica de tipo igualmente hexagonal, e de malha também igual a p. As duas redes bidimensionais que correspondem de, um lado, à face A e, de outro lado, à face B estão defasadas uma em relação à outra de tal modo que os impactos 34 dos jatos de gás da face B não estejam diante dos impactos 24 dos jatos de gás sobre a face A, de tal modo que esses impactos estejam em quincôncio.

[0035] A defasagem é adaptada para que os impactos dos jatos sobre uma face não estejam diante dos espaços deixados livres entre os impactos dos jatos sobre a outra face.

[0036] Como consequência, como representa a figura e, na qual os impactos dos jatos sobre a face A e os jatos sobre a face B estão representados de forma superposta, obtém-se uma distribuição densa do conjunto dos pontos de impacto dos jatos de insuflação sobre as duas faces.

[0037] Essa distribuição dos pontos de impacto dos jatos de insuflação sobre cada uma das faces da tira possui a vantagem de distribuir melhor os contatos dos jatos de insuflação com as superfícies da tira, e portanto de assegurar um resfriamento mais homogêneo do que quando os jatos estão uns diantes dos outros. Consequentemente, o coeficiente de troca térmica entre a tira e o gás melhora. Essa distribuição dos jatos tem ainda a vantagem de diminuir as tensões exercidas sobre a superfície da tira. Além disso, essa distribuição dos jatos reduz sensivelmente as vibrações da tira e consequentemente o deslocamento lateral e a torção da tira.

[0038] Os inventores constataram que para obter uma redução sensível das vibrações da tira, a distribuição dos pontos de impacto sobre a superfície da tira não precisa necessariamente ser segundo uma rede bidimensional do tipo hexagonal, nem que a defasagem entre as duas redes seja igual a meio passo.

[0039] De fato, o essencial é que, de um lado, o gás de retorno, ou seja, o gás que foi insuflado contra a tira e que deve ser liberado, possa escapar circulando entre os bicos tanto perpendicularmente quanto paralelamente ao sentido de deslocamento da tira e, de outro lado, que os pontos de impacto não estejam diante uns dos outros, e a defasagem entre as duas redes pode estar compreendida, por exemplo, entre um quarto de passo e três quartos de passo. Essa defasagem pode ser feita no sentido do deslocamento da tira, ou então no sentido perpendicular ao deslocamento da tira.

[0040] Os inventores constataram igualmente que os bicos de insuflação de gás podem ter setores de formas diversas. Podem ser, por exemplo, orifícios de insuflação de seção circular ou de seção poligonal, por exemplo, tais como quadrados ou retângulos, ou ainda formas oblongas, ou mesmo em forma de fendas de pequeno comprimento, [0041] Em compensação, é importante que a insuflação seja feita por meio de bicos de tipo tubular cuja cabeça se estende a uma distância suficientemente grande das faces laterais das câmaras de distribuição de modo a permitir uma evacuação do gás de retorno, por circulação ao mesmo tempo paralelamente ao sentido de deslocamento da tira e perpendicularmente ao sentido de deslocamento da tira. De fato, é a combinação da boa distribuição da evacuação dos gases e da distribuição dos pontos de impacto dos jatos de gás sobre a superfície da tira que permite obter uma boa estabilidade da tira.

[0042] Como exemplo, foi comparado o comportamento vibratório de uma tira móvel entre dois módulos de insuflação de forma retangular com um comprimento de 2200 mm, dotados de tubos cilíndricos com 100 mm de comprimento e 9,5 mm de diâmetro dispostos segundo uma rede do tipo hexagonal com um passo de 50 mm, e os dois módulos de insuflação estão dispostos um diante do outro de tal modo que a distância entre a cabeça dos bicos e a tira seja de 67 mm. Entre esses dois módulos de insuflação, foi disposta uma tira de aço de 950 mm de largura, 0,25 mm de espessura, submetida a uma tensão constante. A pressão de alimentação das câmaras de distribuição foi submetida a uma variação entre 0 e 10 kPa acima da pressão atmosferica, e mediu-se o deslocamento lateral da tira por meio de três lasers dispostos no sentido da largura da tira como mostra a figura 4, com um laser 40A disposto no eixo da tira que mede a distância da, um laser 40G disposto do lado esquerdo da tira que mede a distância da tira dg, a uma distância D de 5 mm aproximadamente da borda da tira e, de outro lado, um terceiro laser 40D disposto do lado direito da tira a uma distância D de aproximadamente 50 mm da borda da tira, e que mede a distância dd.

[0043] As distâncias da, dg, dd são as distâncias em uma linha paralela ao plano mediano da zona de deslocamento da tira.

[0044] Através dessas medidas, pode-se determinar o deslocamento médio da tira igual a 1/3 (dg + da + dd), e a torção que é igual |dg - dd| (valor absoluto do afastamento entre os deslocamentos laterais).

[0045] Para medir essas duas grandezas, são realizados registros durante a insuflação. Para o deslocamento lateral, determina-se uma distância média pico a pico dos deslocamentos laterais. Para a torção, determina-se a amplitude média de torção.

[0046] Nas figuras 5 e 6, estão representados, de um lado, os deslocamentos laterais e, de outro lado, as torções médias, para os módulos de resfriamento de acordo com a presente invenção cujos jatos de gás estão deslocados uns em relação aos outros (os jatos de gás de uma face estão defasados em relação aos jatos de gás da outra face), e, de outro lado, para os módulos de resfriamento de insuflação idênticos aos módulos anteriores, mas para os quais os jatos de insuflação de uma face estão diante dos jatos de insuflação da face oposta.

[0047] Como se pode verificar na figura 5, a curva 50 que é relativa a módulos de insuflação de acordo com a presente invenção, mostra uma evolução lenta das amplitudes de deslocamento pico a pico da tira que passa de aproximadamente 15 mm para uma sobrepressão de insuflação de 1kPa, para aproximadamente 30 mm para uma sobrepressão de insuflação de 10 kPa. Nessa figura igualmente, a curva 51 representa a evolução da amplitude de deslocamento pico a pico para módulos de insuflação cujos jatos de insuflação de uma face estão diante dos jatos de insuflação sobre a outra face, mostra que a amplitude de deslocamento da tira para uma sobrepressão de insuflação da ordem de 1kPa é sempre de 15 mm mas que essa amplitude aumento de modo mais significativo que no caso anterior, e atinge aproximadamente 55 mm para uma pressão de insuflação de 9 kPa e ultrapassa em seguida 100 mm para uma pressão de insuflação de 10 kPa.

[0048] Essas curvas mostram que com o dispositivo de acordo com a presente invenção, é possível fazer com que a banda passe entre os dois módulos de insuflação afastados por uma distância tal que a distância entre a cabeça dos bicos e a tira seja de 67 mm, com pressões de insuflação que podem atingir 10 kPa, ao passo que com módulos de insuflação nos quais os jatos de insuflação sobre uma face estão diante dos jatos de insuflação sobre a outra face, não é possível utilizar esses dispositivos a não ser para sobrepressões de insuflação sensivelmente inferiores a 9 kPa.

[0049] Da mesma forma, a curva 52 da figura 6, que representa a evolução da torcedura ou da torção em função da pressão de insuflação mostra que com os dispositivos de acordo com a presente invenção, a torcedura permanece inferior a 4 mm mesmo para sobrepressões de insuflação que vão até 10 kPa. Em compensação, com câmaras cujos jatos não estão defasados entre si, a torcedura pode atingir 24 mm para sobrepressões de insuflação de 9 kPa.

[0050] A fim de comparar o comportamento da tira quando ela é resfriada por meio dos módulos de insuflação de acordo com a presente invenção e módulos de insuflação de acordo com o estado da técnica nos quais as câmaras de distribuição insuflam ar através das fendas que se estendem lateralmente, mediu-se a amplitude do deslocamento da tira em função da sobrepressão de insuflação, para distâncias entre as cabeças dos bicos de insuflação e a superfície da tira de 67 mm, 85 mm e 100 mm, de um lado, com os módulos de insuflação de acordo com a presente invenção, de outro lado, com módulos de insuflação de acordo com o estado da técnica.

[0051] Esses resultados estão representados na figura 7 na qual as curvas 54, 55 e 56 relativas à tira resfriada por um dispositivo de insuflação de acordo com a presente invenção para distâncias respectivamente de 67 mm, 85 mm e 100 mm, podem ser praticamente superpostas e mostram que para subrepressões de insuflação que podem atingir 10 kPa, as amplitudes de deslocamento permanecem inferiores a 30 mm.

[0052] As curvas 57, 58, 59 relativas à tira resfriada por meio dos dispositivos de acordo com o estado da técnica que insuflam ar através das fendas que se estendem sobre a largura da tira, correspondem a distâncias entre os bicos de insuflação e a tira resp de 67 mm, 85 m e 100 mm. Essas camadas mostram que para pressões de insuflação que atingem 4 kPa, o deslocamento da tira ultrapassa 100 mm e pode atingir 150 mm.

[0053] O comportamento vibratório de uma tira móvel na instalação industrial de revestimento à têmpera em um banho de metal líquido identificado geralmente por 200 na figura 8, que compreende na saída do banho 201 um módulo de enxugamento 202, e a jusante do módulo de enxugamento, um módulo de resfriamento identificado geralmente por 203, também foi caracterizado. Esse módulo de refriamento compreende quatro módulos de insuflação 203A, 203B, 203C e 203D, de forma retangular com comprimento de aproximadamente 6500 mm de comprimento e 1600 mm de largura. Cada módulo de insuflação é dotado de bicos cilíndricos com 100 mm de diâmetro e 9,5 mm de largura dispostos em uma rede hexagonal, com um passo de 60 mm. Os quatro módulos de insuflação estão dispostos de modo a formar dois blocos 204 e 205 de dois módulos 203A, 203B e 203C e 203D, respectivamente, dispostos um diante de outro e de cada lado de uma zona de deslocamento de uma tira 206. A distância entre a cabeça dos bicos e a tira é de 100 mm. Além disso, para efetuar os ensaios descritos abaixo, foi disposto, de um lado, um primeiro meio de medida dos deslocamentos laterais da tira 207 entre os dois blocos 204 e 205 de módulos de insuflação, a aproximadamente 13 metros a jusante do módulo de enxugamento e, de outro lado, foi disposto um segundo meio de medida dos deslocamentos laterais da tira 208 na saída o módulo de enxugamento 202. Os dois meios de medida são do tipo do que está representado na figura 4. Entretanto, ao passo que o primeiro meio de medida 207 diposto no nível dos meios de insuflação compreende lasers, o segundo meio de medida 208 disposto na saída do módulo de enxugamento compreende sensores indutivos.

[0054] Para realizar os ensaios, uma tira de aço de 0,27 mm de espessura, que possui uma temperatura elevada da ordem de 400°C na saída do banho e que deveria apresentar uma temperatura inferior a 250°C na saída do módulo de resfriamento, foi passada através. A tira foi passada através a uma velocidade constante e a pressão de insuflação foi submetida a uma variação. Além disso, foram realizados ensaios, de um lado, com câmaras de insuflação de acordo com a presente invenção, ou seja, cujos bicos estão dispostos de tal maneira que os impactos dos jatos sobre uma face da tira não estejam diante dos impactos dos jatos na outra face da tira e, de outro lado, com câmaras de acordo com o estado da técnica, ou seja, tais que os impactos dos jatos sobre uma face estejam diante dos impactos dos jatos na outra face.

[0055] Uma primeira série de medidas do deslocamento da tira foi realizada com um primeiro meio de medida 207 disposto entre os dois blocos de módulos de insuflação. Para esse fim, a pressão de alimentação foi submetida a uma variação e o deslocamento da tira foi medida com três lasers dispostos no sentido da largura da tira móvel.

[0056] Uma segunda série de medidas de deslocamento da tira foi igualmente realizada a montante do módulo de resfriamento no sentido do deslocamento da tira e a jusante do módulo de enxugamento, a uma distância de alguns centímetros deste último. Essa segunda série de medidas foi realizada com o segundo meio de medida 208.

[0057] Para obter essas duas séries de medidas, foram registrados resultados durante a insuflação, em condições de produção idênticas para os ensaios do estado da técnica e da presente invenção. Para medir o deslocamento lateral da tira, foi determinada a amplitude média pico a pico dos deslocamentos laterais da tira.

[0058] Na figura 9, foram representados os resultados da primeira série de medidas, ou seja, dos deslocamentos laterais da tira (distância pico a pico) em função da potência de insuflação, efetuada no módulo de insuflação. A curva 91 que é relativa a um módulo de resfriamento 203 de acordo com a presente invenção mostra amplitudes de deslocamento pico a pico da tira praticamente constantes. As amplitudes de deslocamento oscilam em torno de 2 a 3 mm para uma sobrepressão de insuflação 0,7 kPa a 4 kPa.

[0059] A curva 92 representa a evolução das amplitudes de deslocamento pico a pico para um módulo de resfriamento de acordo com o estado da técnica. Essa curva 92 mostra que as amplitudes de deslocamento da tira para uma sobrepressão de insuflação que varia de 1,5 kPa a 2,7 kPa aumentam de modo exponencial. Essas deformações limitam as capacidades de resfriamento do dispositivo e consequentemente a produtividade do processo de fabricação. De fato, constatou-se que as deformações, quando são muito elevadas, provocavam uma degradação da qualidade do produto, e isso leva a limitar a pressão de insuflação a no máximo 2,5 kPa aproximadamente.

[0060] Quando as deformações da tira nos módulos de insuflação são muito grandes, foi também observada uma degradação do produto no módulo de enxugamento, a montante do módulo de resfriamento. De fato, as vibrações se propagam ao longo da tira a partir dos módulos de insuflação até o módulo de enxugamento, e podem provocar defeitos de qualidade do produto. A segunda série de medidas efetuadas no módulo de enxugamento permite avaliar a repercussão no módulo de enxugamento das vibrações da tira provocadas nos módulos de enxugamento.

[0061] Na figura 10, estão representados os resultados da segunda série de medidas. A curva 102 representa as amplitudes de deslocamento pico a pico no caso do dispositivo de acordo com o estado da técnica. Para uma pressão de enxugamento que varia de 1,2 a 3,0 kPa, as amplitudes de deslocamento no módulo de enxugamento aumentam exponencialmente, passando de aproximadamente 2,5 mm de diâmetro a aproximadamente 9 mm, e chegam a provocar a deterioração do produto. Esse efeito das fortes pressões de insuflação sobre a amplitude das deformações da tira torna necessário limitar a potência de insuflação sensivelmente abaixo de 2,8 kPa.

[0062] Nessa mesma figura, a curva 101, relativa ao dispositivo de resfriamento de acordo com a presente invenção, permanece sensivelmente horizontal, abaixo de 1,8 mm, para uma pressão de insuflação que varia de 0,5 kPa a 3,5 kPa.

[0063] Esses resultados mostram que com módulos de insuflação de acordo com a presente invenção, as amplitudes dos deslocamentos laterais da tira, ficam consideravelmente reduzidos, e essa redução pode ser tão grande que elas podem ser divididas por um fator maior do que 5.

[0064] Além disso, os inventores constataram que a tira não era mais colocada sob torção no caso do dispositivo de acordo com a presente invenção, tanto no módulo de resfriamento quanto no módulo de enxugamento, independentemente da potência dos jatos de resfriamento.

[0065] Além disso, foi representada na figura 11, a evolução do coeficiente de troca térmica em função da pressão de insuflação dos módulos de insuflação, a fim de comparar os desempenhos de resfriamento dos dispositivos de resfriamento de acordo com a presente invenção com os desempenhos dos dispositivo de resfriamento de acordo com o estado da técnica. Nessa figura, a curva 111 corresponde à presente invenção e a curva 112, ao estado da técnica. As duas curvas são crescentes e mostram que a potência de resfriamento aumenta quando a pressão de insuflação aumenta. Entretanto, a curva relativa ao estado da técnica pára para uma pressão de insuflação de 2,0 kPa pois, para além disso, as vibrações provocam uma deterioração do produto. Assim, a potência máxima de resfriamento é de 160 W/m2.°C. Em compensação, a potência relativa à presente invenção propaga-se para pressões de insuflação que vão até 3,5 kPa o que permite atingir uma potência de resfriamento de 200 W/m2.°C. A presente invenção permite, portanto, aumentar muito sensivelmente o poder de extração do calor da tira móvel.

[0066] Esses resultados mostram que utilizando um dispositivo de acordo com a presente invenção, é possível resfriar a tira com pressões de insuflação relativamente importantes com, ao mesmo tempo, vibrações muito limitadas da tira.

[0067] O leitor vai compreender que os valores numéricos indicados acima para os campos de uso do módulo de resfriamento correspondem à condições de ensaio particulares e sobretudo à espessura, à largura e à vibração de deslocamento da tira.

[0068] No exemplo que acaba de ser descrito, os jatos de insuflação são dirigidos perpendicularmente à superfície da tira, mas pode ser vantajoso inclinar a totalidade ou parte dos jatos de insuflação em relação à perpendicular à tira. Em particular, pode ser interessante orientar os jatos de gás situados nas bordas da tira para fora da tira. Pode ser também interesante orientar toda ou parte dos jatos no sentido de deslocamento da tira ou, ao contrário, no sentido oposto ao sentido de deslocamento da tira, de modo a forçar a evacuação do gás insuflado ou da mistura gás/água após impacto sobre a tira e favorecer assim as trocas térmicas.

[0069] Deve-se igualmente notar que o gás de insuflação, que é um gás puro ou uma mistura de gases, pode ser ar ou uma mistura de nitrogênio e de hidrogênio ou qualquer outra mistura de gases. Esse gás pode estar a uma temperatura inferior à temperatura da tira. É o caso, por exemplo, na saída de galvanização a quente ou na saída de um tratamento de recozimento de uma tira.

[0070] Mas, o gás insuflado pode ser um gás quente, e em particular pode ser um gás de combustão de um queimador, e pode estar destinado a realizar um pré-aquecimento de uma tira antes de fazê-la penetrar em uma instalação de tratamento térmico.

[0071] Os bicos pode estar todos dispostos em uma mesma e única câmara de distribuição, e essas câmaras de distribuição podem ser, por exemplo, tubos que se estendem sobre a largura da tira.

[0072] Quando as câmaras de distribuição forem tubos, eles podem também estar orientados paralelamente ao sentido de deslocamento da tira.

[0073] É, portanto, possível com a presente invenção reduzir de modo muito sensível as vibrações da tira geradas nas câmaras de distribuição, reduzir de modo muito sensível as vibrações da tira no módulo de enxugamento, aumentar de modo muito sensível as potências de resfriamento das câmaras de distribuição, garantir uma qualidade muito boa do produto, e consequentemente aumentar sensivelmente a produtividade do processo de fabricação.

[0074] Em uma realização preferencial de realização da presente invenção, os bicos de insuflação estão dispostos em câmaras de distribuição, de modo que os impactos dos jatos de insuflação fiquem sobrepostos sobre uma face da tira no sentido transversal da referida tira.

[0075] Essa disposição na qual os impactos dos jatos de insuflação sobre uma face da tira não estão diante dos impactos dos jatos sobre a outra face da tira, mas na qual os impactos dos jatos sobre cada uma das faces da tira se superpõem apresenta a vantagem de evitar a formação de defeitos na tira, denominadas linhas de jatos, no sentido do deslocamento da tira e paralelas entre si no sentido transversal da tira.

[0076] De fato, quando os impactos dos jatos estão dispostos de tal maneira que formam linhas de jatos, essas linhas se manifestam por traços de oxidação no caso do aquecimento de uma tira por insuflação de um gás quente como, por exemplo, ar quente. No caso do resfriamento de uma tira revestida por têmpera a quente em um banho de metal líquido, elas se manifestam na tira por uma sucessão de linhas de revestimento com um aspecto de superfície diferente. Por exemplo, no caso da galvanização de uma tira, ela apresenta no fim do resfriamento em um dispositivo de resfriamento que não compreende superposição dos jatos de impacto sobre uma mesma face da tira, apresenta uma sucessão de linhas que possuem um aspecto de superfície brilhante e linhas com um aspecto de superfície fosco.

[0077] Para evitar a formação dessas linhas de jato, é possível dispor bicos de tal modo que os impactos dos jatos sobre uma face da tira fiquem distribuídos sobre uma pluralidade de linhas que se estendem cada uma sobre a largura da tira, sendo que cada linha compreende uma pluralidade de impactos de diâmetro de determinado e distribuídos regularmente segundo um passo p, e os impactos de duas linhas sucessivas ou de dois grupos de linhas sucessivas estão defasados de tal modo que as linhas de jatos que resultam das diferentes linhas conduzem a linhas de jatos que cobrem toda a largura da tira.

[0078] Na figura 12, foi representado um exemplo de distribuição dos impactos que assegura uma boa uniformidade das ações dos jatos sobre toda a superfície da tira.

[0079] Essa figura representa uma parte da rede formada por um motivo constituído de quatro linhas de impacto que podem ser divididas em dois grupos: um primeiro grupo constituído de duas linhas de impactos 301A e 301B, e um segundo grupo de linhas de impactos 304A e 304B. Cada linha 301A, 301B, 304A e 304B é constituída de impactos 302A, 302B, 305A e 305B, respectivamente, distribuídos regularmente com um passo p. Em cada um dos grupos, a segunda linha 301B e 304B é deduzida pela primeira linha 301A ou 301B, respectivamente, de um lado, por uma translação de um meio passo, ou seja p/2, e de outro lado, por uma translação longitudinal de um comprimento I. Além disso, o segundo grupo de linhas, constituído pelas linhas 305A e 305B, é deduzido do primeiro grupo de linhas 301A e 301B por uma translação lateral de uma distância igual ao diâmetro de de um impacto. Com essa disposição, os traços deixados pelos impactos na tira 303A, 303B para os impactos 302A e 302B, 306B para os impactos 305A e 305B formam tiras que são contíguas a partir do momento que o diâmetro de um impacto é pelo menos igual à quarta parte do passo p que separa dois impactos adjacentes sobre uma mesma linha. Quando se deseja aumentar o número de impactos, pode-se estender o rede reproduzindo a distribuição dos impactos que acaba de ser descrita em um comprimento igual à quatro vezes a distância l que separa duas linhas sucessivas. É assim obtida uma rede periódica cuja malha é um polígono complexo.

[0080] No exemplo que acaba de ser descrito, são utilizadas quatro linhas de impactos para assegurar uma boa cobertura da tira pelos traços dos impactos. Mas, o técnico no assunto compreenderá que outras disposições são possíveis. E, em particular, a boa cobertura da superfície da tira pode ser obtida por uma distribuição dos impactos dos jatos dos bicos de insuflação sobre uma mesma face da tira nos nós de um rede bidimensional formando uma malha poligonal complexa cujo número de lados está compreendido entre 3 e 20, de periodicidade igual a 1 passo no sentido da largura da tira e compreendida entre 3 e 20 passos no sentido longitudinal da tira. Essa distribuição deve ser adaptada levando em conta em particular a largura de um impacto de jato de um bico de insuflação. O técnico no assunto sabe fazer essa adaptação.

[0081] Com essas distribuições dos impactos, os inventores constataram o desaparecimento do defeito de linhas de jato no caso de módulos de resfriamento de acordo com a presente invenção.

Reivindicações

Claims

1. MÉTODO PARA ATUAR SOBRE A TEMPERATURA DE UMA TIRA MÓVEL (4), por insuflação de gás ou de uma mistura água/gás, de através do qual uma pluralidade de jatos de gás ou uma mistura água/gás, que se estende em direção à superfície da tira e disposta de tal maneira que os impactos (24, 34) dos jatos de gás ou da mistura água/gás sobre cada superfície da tira estejam distribuídos nos nós de uma rede bidimensional, são pulverizados em cada face da tira, caracterizado pelos impactos (24) dos jatos sobre uma face (A) da tira não estarem diante dos impactos (34) dos jatos sobre a outra face (B) da tira, e pelos jatos de gás ou mistura água/gás serem provenientes de bicos tubulares (23, 33) que são alimentados por pelo menos uma câmara de distribuição (21, 31) e cujas cabeças se estendem à distância da câmera de distribuição de modo a deixar livre um espaço de circulação do gás ou da mistura água/gás em retorno paralelamente ao sentido longitudinal da tira e perpendicularmente ao sentido longitudinal da tira.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos jatos de gás ou da mistura água/gás serem perpendiculares à superfície da tira.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo eixo de pelo menos um jato de gás ou da mistura água/gás formar um ângulo com a perpendicular à superfície da tira.

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelas redes bidimensionais de distribuição dos impactos de jatos sobre cada uma das faces da tira serem periódicas, de mesmo tipo e possuírem o mesmo passo.

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelas redes serem do tipo hexagonal.

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelos impactos dos jatos sobre uma mesma face da tira estarem distribuídos nos nós da rede bidimensional para formar uma malha poligonal complexa com diversos lados que variam de 3 a 20, com uma periodicidade igual a 1 passo no sentido transversal da tira e entre 3 e 20 passos no sentido longitudinal da tira, de tal modo que dois traços adjacentes de impactos de jatos de impacto sobre uma face da tira sejam contíguos no sentido transversal da tira.

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pela rede que corresponde a uma face e a rede que corresponde à outra face estarem deslocadas uma em relação à outra, e pelo deslocamento se situar entre M de um passo e % de um passo.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo gás ser um gás de resfriamento.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo gás ser um gás quente.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo comprimento dos bicos se situar entre 20 e 200 mm.

11. DISPOSITIVO PARA REALIZAR O MÉTODO, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, que compreende pelo menos dois módulos de insuflação (2, 3) dispostos um na frente do outro de cada lado de uma zona de deslocamento de uma tira (4), sendo que cada módulo de insuflação (2, 3) é constituído por uma pluralidade bicos tubulares (23, 33) que se estendem a partir de pelo menos uma câmara de distribuição (21, 31) em direção à zona de deslocamento de uma tira, e os bicos estão dispostos de uma maneira tal que os impactos (24, 34) dos jatos sobre cada face (A, B) da tira estão distribuídos nos nós de uma rede bidimensional, caracterizado pelas cabeças de bicos tubulares (23, 33) se estenderem a uma distância da câmara de distribuição (21, 31) de maneira a deixar livre um espaço de circulação do gás ou da mistura água/gás em retorno paralelamente ao sentido longitudinal da tira e perpendicularmente ao sentido longitudinal da tira, e em que os módulos de insuflação (2, 3) estão adaptados de tal maneira que os impactos (24) dos jatos sobre uma face (A) não estão diante dos impactos (34) de jato sobre a outra face (B).

12. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelas redes bidimensionais nas quais os impactos de jatos estão distribuídos serem redes periódicas de mesmo tipo e de mesmo passo.

13. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelas redes serem de tipo hexagonal.

14. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelos impactos dos jatos sobre uma mesma face da tira estarem distribuídos nos nós da rede bidimensional para formar uma malha poligonal complexa com diversos lados que variam de 3 a 20, com uma periodicidade igual a 1 passo no sentido transversal da tira e entre 3 e 20 passos no sentido longitudinal da tira, de tal modo que os traços dos impactos dos jatos de insuflação adjacentes sejam contíguos sobre uma face da tira no sentido transversal da tira.

15. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelos módulos de insuflação (2, 3) estarem adaptados para que a rede que corresponde a uma face (A) e a rede que corresponde à outra face (B) estejam deslocadas uma da outra, e o deslocamento está compreendido entre 1Λ de um passo e % de um passo.

16. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, caracterizado pelos eixos de insuflação dos bicos serem perpendiculares ao plano de deslocamento da tira (4).

17. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, caracterizado pelo eixo de insuflação de pelo menos um bico formar um ângulo com a perpendicular ao plano de deslocamento da tira (4).

18. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 17, caracterizado pelos orifícios de insuflação dos bicos possuírem uma seção redonda, poligonal, oblonga ou em forma de fenda.

19. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 18, caracterizado pelos módulos de insuflação serem do tipo com reposição de ar ou sem reposição de ar.

20. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 19, caracterizado por cada módulo de insuflação (23) ser constituído de uma câmara de distribuição (21, 31) sobre o qual os bicos de insuflação (23, 33) estão implantados.