ES2153803T3 - Procedimiento y dispositivo de eliminacion de la vibracion de las cintas en zonas de soplado de gases, particularmente zonas de refrigeracion. - Google Patents

Abstract

Procedimiento que permite eliminar las vibraciones de las cintas en desplazamiento continuo en las zonas de una línea de tratamiento térmico o de revestimiento donde se realiza el soplado de un gas sobre una cinta que pasa en continuo principalmente en dispositivo de refrigeración por soplado de gas mediante chorros que equipan las líneas de tratamiento térmico o de revestimiento en continuo de cintas metálicas, caracterizado porque consiste en ajustar la presión y/o el caudal del gas de refrigeración a un valor más bajo que el valor nominal en una zona situada sobre un borde de la cinta, sobre una cara de ésta y a un valor más bajo que el valor nominal, sobre el borde opuesto, situado al otro lado de la cinta.

Description

Procedimiento y dispositivo de eliminación de la vibración de las cintas en zonas de soplado de gases, particularmente zonas de refrigeración.

La presente invención se refiere a un procedimiento y un dispositivo destinados para eliminar las vibraciones de las cintas en desplazamiento continuo en las zonas de una línea de tratamiento térmico o de revestimiento donde se realiza el soplado de un gas sobre una cinta que pasa en continuo. La invención se aplica muy particularmente, sin estar sin embargo limitada a esta aplicación a los dispositivos de refrigeración por soplado de gas mediante chorros que equipan líneas de tratamiento térmico o de revestimiento en continuo de cintas metálicas.

El documento US-A-3.680.756 prevé medios para impedir las vibraciones de una cinta en desplazamiento continuo en una zona donde se realiza el soplado de un gas sobre la cinta. Los dispositivos de soplado comprenden una pieza central y una abertura anular para el paso del gas. Las explicaciones dadas indican que la zona central es la sede de una presión estática que repele la cinta cuando se aproxima la pieza de guiado. Por último, se indica que según este documento, la posición normal de trabajo de la cinta es paralela a las piezas de guiado.

Con el fin de hacer que se comprenda mejor el ámbito técnico al cual se aplica la presente invención, se hace ahora referencia a la figura 1 de los dibujos adjuntos que representa en perspectiva y de forma esquemática, una zona de refrigeración rápida 2 mediante soplado de gas por chorros, según el estado anterior de la técnica, que es atravesada por una cinta metálica 1 pasando por unos rodillos 3 y 12. Durante el paso por la zona de refrigeración 2 la cinta 1 es expuesta a los chorros de gas de refrigeración soplados por mediación de una pluralidad de pares de cajones tales como 4 y 5, estando cada cajón posicionado a uno y otro lado de la cinta 1. Los cajones de refrigeración 4 y 5 presentan una longitud limitada con el fin de permitir la implantación de uno o de un par de rodillos estabilizadores tales como 9 y 10, colocados entre dos cajones consecutivos como se aprecia claramente en la figura 1 y que están destinados para guiar y estabilizar la cinta y en particular para limitar las vibraciones de esta última bajo la acción de los chorros de refrigeración.

Los cajones de soplado 4 y 5 pueden ser fraccionados transversalmente en varios cajones tales como 6, 7 y 8 provistos de medios de alimentación de gas independientes 13, 14, 15 y cuyas características de alimentación de caudal y/o de presión pueden ser ajustadas en función del nivel de refrigeración que debe obtenerse sobre la cinta.

Existen diversos modos de realización de los medios que permiten soplar el gas de refrigeración sobre la cinta. El documento US-B-3.068.586 describe un cierto número de ejemplos de realización de estos medios de soplado. La figura 2 de los dibujos adjuntos representa en perspectiva y de forma esquemática un cajón de refrigeración de tipo conocido 4, provisto de orificios de soplado 16 cuyo diámetro y malla están adaptados al nivel de refrigeración buscado. La figura 3 es una representación similar a la figura 2 pero en la cual el cajón de refrigeración 4 de tipo conocido está provisto de boquillas de soplado cilíndricas 17 que están dispuestas según una malla rectangular o romboidal por toda la superficie del cajón 4. Por último, la figura 4 representa en una vista similar a las figuras 2 y 3 una variante conocida de un cajón de soplado 4 que está provisto de boquillas de soplado en forma de ranuras 18 dispuestas por todo lo ancho del cajón.

El gas de refrigeración que se sopla sobre la cinta por los orificios 16, las boquillas 17 o las boquillas 18 se canaliza transversalmente por todo lo ancho del cajón, entre este y la cinta, con el fin de poder ser reciclado por mangueras que están situadas por fuera de la zona de refrigeración 2. Los medios que aseguran estas funciones son bien conocidos del experto en la materia y no han sido representados en la figura 1.

El aumento de los rendimientos de las líneas de tratamiento térmico en continuo de las cintas metálicas, así como la búsqueda de pendientes de refrigeración más importantes han necesitado el acercamiento de los orificios 16 o de las boquillas 17 ó 18 de la cinta 1 así como la creación de caudales y/o de presión de soplado de gas de refrigeración cada vez más importantes. Esta evolución produce la aparición de un nuevo problema en este tipo de zona de refrigeración, a saber la vibración de la cinta entre los cajones de refrigeración, siendo este fenómeno de vibración limitado o desconocido en los equipos realizados según el estado anterior de la técnica.

En la figura 5 de los dibujos adjuntos se ha representado en sección en un plano horizontal cajones de soplado 4 y 5. Para una situación estable teórica, la distancia entre la cinta y los cajones 4 y 5 es igual a la distancia designada por la referencia a, los caudales de soplado en los cajones 4 y 5 designados por Vn y Vs son iguales. Después del soplado sobre la cinta, las recuperaciones de gas se realizan según Vn1 y Vn2 así como según Vs1 y Vs2. Este equilibrio se caracteriza por Vn1 = Vn2 y Vs1 = Vs2.

En la figura 6 de los dibujos adjuntos, se ha representado una cinta que presenta un reparto heterogéneo de tensión sobre su ancho más importante en el centro de la cinta que sobre los bordes, cuyo origen puede ser el laminado, el perfil de los rodillos o el calentamiento o la refrigeración heterogénea o cualquier otro. En esta configuración, la tensión de cinta se concentra en su parte central, los bordes de la cinta más largos están menos tensos. Esta diferencia de tensión de bordes "flojos" puede provocar la variación de la distancia entre los bordes de la cinta 1 y los cajones 4 y 5, según b y c, lo cual produce la variación de los caudales V's1, V's2, V'i1 y V'i2. En este ejemplo, V'n1 es más pequeño que V'n2 y V's1 es más grande que V's2. Bajo esta acción, la cinta se desplaza hasta una posición máxima para la cual la presión lado b aumenta y la presión lado c disminuye, y el movimiento opuesto se inicia. Este fenómeno crea la vibración de torsión de la cinta, simétrica o no, que puede ser representada según la figura 7 que ilustra esta vibración entre dos rodillos consecutivos. Esta vibración en las zonas de soplado con fuertes caudales puede alcanzar valores de amplitudes tales que las mismas pueden provocar un contacto entre los orificios 16, las boquillas 17 ó 18 y la cinta, lo cual produce bien entendido, la aparición de defectos de superficie sobre la cinta 1 que degrada así el producto obtenido. Además, las vibraciones de la cinta pueden ser tales que las mismas producen el deterioro de los cajones de refrigeración y de sus orificios o boquillas de soplado.

Con el fin de resolver este problema se ha intentado, en la técnica anterior, limitar las vibraciones
mediante una reducción de la longitud de los cajones de soplado esto con el fin de aproximar los rodillos estabilizadores 9 y 10 (figura 1). Sin embargo, esta técnica limita la longitud útil de soplado y por consiguiente la eficacia de refrigeración de la zona.

Otra tentativa para resolver este problema ha consistido en aumentar fuertemente la tensión de la cinta, pero esta solución solo es posible para los espesores más importantes de cintas, la misma no puede ser utilizada para las cintas a temperatura elevada, las cintas más finas, los anchos importantes o en razón de las características de resistencia mecánica de los aceros tratados que constituyen las cintas.

La solución generalmente adoptada en el estado anterior de la técnica, para eliminar o cuando menos reducir la vibración de la cinta consiste en aumentar la distancia entre los orificios 16 o las boquillas 17 ó 18 y la cinta 1 o en limitar la presión de soplado en los cajones, lo cual produce una limitación de la eficacia de la refrigeración que se traduce por una reducción de la producción de la línea en una proporción que puede alcanzar el 40% de la producción nominal.

Por otro lado, los defectos de laminado de las cintas a tratar, en particular los bordes largos aumentan los riesgos de vibración de una cinta expuesta a un régimen de reciclado de los gases soplados sobre la cinta inestable. Además, la evolución de las clases de acero actualmente tratadas impone pendientes de refrigeración cada vez más rápidas a partir de temperaturas cada vez más elevadas, con tensiones de cintas bajas, lo cual generaliza la aparición de la vibración de torsión de la cinta.

La presente invención se ha fijado por consiguiente por objetivo resolver el problema expuesto anteriormente, es decir eliminar las vibraciones de la cinta en las zonas de refrigeración, mejorando la recuperación de los gases de refrigeración entre la cinta y el cajón de soplado e imponiendo una posición fija a la cinta.

La invención se define en las reivindicaciones 1 y 5.

La invención se refiere en primer lugar a un procedimiento que permite suprimir las vibraciones de las cintas en desplazamiento continuo en las zonas de una línea de tratamiento térmico o de revestimiento donde se utiliza el soplado de un gas sobre una cinta que pasa en continuo particularmente por dispositivos de refrigeración por soplado de gas mediante chorros que equipan líneas de tratamiento térmico o de revestimiento en continuo de cintas metálicas caracterizado porque consiste en ajustar la presión y/o el caudal del gas de refrigeración a un valor más bajo que el valor nominal en una zona situada en un borde de la cinta, sobre una superficie de esta y con un valor más bajo que el valor nominal, en el lado opuesto, situado por la otra cara de la cinta.

La invención se refiere igualmente a un dispositivo que está destinado para eliminar las vibraciones de las cintas en desplazamiento continuo en las zonas de refrigeración por soplado de gas mediante chorros que equipan líneas de tratamiento térmico en continuo de cintas metálicas, realizando este dispositivo el procedimiento tal como se ha definido anteriormente y caracterizándose porque comprende cajones de soplado que comprenden medios que permiten ajustar la presión y/o el caudal del gas de refrigeración a un valor más bajo que el valor nominal en una zona situada en un borde de la cinta y sobre una superficie de la cinta y con un valor más bajo que el valor nominal sobre el borde opuesto sobre la otra superficie de la cinta.

Otras características y ventajas de la presente se desprenderán de la lectura de la descripción dada a continuación con referencia a los dibujos adjuntos. En los dibujos:

- La figura 8 es una representación esquemática de un ejemplo de realización de la invención y,

- La figura 9 es una vista esquemática parcial de un modo de realización según la invención de un cajón de refrigeración y sus boquillas de soplado.

Se hace referencia en primer lugar a la figura 8 que representa de forma muy esquemática en sección por un plano horizontal dos cajones de soplado 21a y 21 situados a uno y otro lado de la cinta 1 en desplazamiento continuo. En esta figura se aprecia que cada cajón está dividido en varios cajones elementales. Así, el cajón 8 está fraccionado en tres cajones 8, 7 y 6 cada uno alimentado individualmente con gas de soplado en 13, 15 y 14.

Según la presente invención, cada una de las alimentaciones de los cajones está provista de medios de regulación del caudal y/o de la presión de alimentación del cajón correspondiente. Estos medios son realizados y puestos en práctica para obtener un soplado disimétrico derecha/izquierda de la cinta 1, tal como se ha representado en la figura 8, lo cual crea una dirección privilegiada de las circulaciones de recuperación de los gases en una cinta mantenida en una posición de equilibrio. Por consiguiente, estos medios permiten obtener un nivel de presión más bajo en el cajón de extremo 6 sobre una superficie de la cinta y sobre el cajón de extremo opuesto 21 sobre la otra cara de la cinta. En la figura 8 se ha representado mediante flechas el nivel de presión resultante, en las diferentes partes de los cajones de cada lado de la cinta. La resultante de esta regulación es que la cinta queda sometida a un campo de fuerzas disimétricas que le da una posición de equilibrio tal como la representada en la figura 8 con un ángulo de torsión A1. Esta regulación de presión transversal en el cajón de soplado se opone al movimiento de torsión de la cinta y obliga a esta última a mantener su posición predefinida o, cuando menos, en el límite de amplitud de las vibraciones.

En el ejemplo de realización anteriormente con referencia a la figura 8, los cajones tales como 21a y 21 son fraccionados en una pluralidad de cajones elementales. Así se ha visto que, en este ejemplo de realización desprovisto de cualquier carácter limitativo, el cajón 21a estaba dividido en tres cajones 8, 7 y 6 cada uno alimentado individualmente con gas de soplado en 13, 15 y 14 respectivamente. Según la presente invención, estos medios de alimentación están equipados de medios de regulación de la presión y/o del caudal de gas de refrigeración con el fin de obtener la disimetría derecha/izquierda de la cinta precisada anteriormente.

Según otro ejemplo de realización de la invención, el ajuste de la presión de gas de refrigeración se obtiene creando, en un cajón único, pérdidas de carga que permiten limitar la presión de los chorros de gas en las zonas anteriormente definidas que permiten obtener la asimetría buscada. Esta pérdida de carga que puede ser fija o variable, con particularmente la posibilidad de modificar el valor de la pérdida de carga en función de la vibración a combatir.

Según la presente invención, se puede igualmente prever una abertura diferentes de los cajones de soplado entre el lado derecho e izquierdo de la cinta lo cual favorece una dirección de recuperación de los gases hacia el lado de las secciones de recuperación más importantes.

Siempre según la presente invención, se prevén medios de aspiración exteriores a la zona de refrigeración, concebidos con el fin de aspirar los gases de forma diferencial entre los lados derecho e izquierdo de la cinta, creando así una dirección preferencial de circulación de los gases.

Según otro modo de realización de la presente invención, la asimetría buscada se obtiene por una variación de la longitud de las boquillas de soplado, cuando estas son del tipo tubular, entre el lado derecho y el lado izquierdo de los cajones.

Según la presente invención, se pueden prever medios que permitan torcer la cinta entre el rodillo 3 situado en la parte alta de la zona de refrigeración 2 y los rodillos estabilizadores tales como 9 y 10 en la figura 1, sobre la extensión de un cajón de soplado, con el fin de inmovilizar la cinta en una posición extrema de su zona de vibración. Estos medios pueden igualmente estar previstos entre dos grupos de rodillos estabilizadores.

Bien entendido, todos estos dispositivos pueden ser utilizados por separado o en diversas combinaciones con el fin de obtener el resultado buscado.

Según la presente invención, la medición de la vibración de la cinta (amplitud y posición de esta última) puede realizarse con la ayuda de captadores apropiados cuyas informaciones se analizan por imágenes video con el fin de asegurar una regulación de las operaciones realizadas con miras a limitar la vibración de la cinta por ejemplo una regulación de las presiones en los cajones de soplado o de la posición de los indicados cajones.

Haciendo ahora referencia a la figura 9 de los dibujos adjuntos que ilustran otro ejemplo de realización de un cajón de soplado 4 provisto de boquillas de soplado 18 en forma de ranuras y concebido con miras a suprimir el efecto de la evacuación lateral de los gases de soplado después de que hayan incidido sobre la cinta. En este ejemplo de realización, las boquillas 18 son independientes, las mismas son generalmente alimentadas con gas de refrigeración por sus extremos y están separadas las unas de las otras con el fin de dejar una zona de recuperación de gas 27 entre dos boquillas contiguas. Gracias a esta disposición, se obtiene una recuperación posterior de los gases soplados sobre la cinta, realizándose esta recuperación en este espacio 27, perpendicularmente a la cinta, sin que el vector de velocidad de esta recuperación presente componente paralelos a la cinta, siendo así la componente transversal de la velocidad de recuperación de los gases de soplado suprimida. Se obtiene Vn1 = Vn2 = Vs1 = Vs2 = 0. La igualdad de los caudales de recuperación de los gases obtenida por este medio permite obtener la estabilidad de la cinta, lo cual contribuye a la solución del problema mencionado anteriormente. Bien entendido, sin salirse del marco de la presente invención, el cajón de soplado 4 podría estar provisto de boquillas de soplado 18 constituidas por una serie de orificios alimentados de la forma descrita anteriormente.

Resulta de la lectura de la descripción que antecede que la invención aporta efectivamente medios que permiten limitar la inestabilidad de los flujos recuperados de los gases de refrigeración que circulan por los bordes de la cinta y que provocan la vibración de torsión de la cinta constatada anteriormente. Por consiguiente, resulta posible, gracias a la invención, trabajar con tensiones de cinta bajas y caudales y/o presiones importantes del gas de refrigeración permitiendo así obtener ciclos de refrigeración rápidos.

La invención permite suprimir las limitaciones de producción impuestas por la ausencia de un control de la vibración de la cinta de los equipos según el estado anterior de la técnica. La misma permite igualmente la supresión de los defectos de superficie que se observa en los equipos según la técnica anterior durante los contactos entre la cinta y los cajones de refrigeración.

La realización de la invención permite igualmente suprimir:

-

las tensiones mecánicas inducidas por la cinta por las vibraciones;

-

los riesgos de formación de pliegues sobre la cinta provocados por la vibración de esta última y,

-

el ruido causado por las vibraciones de la cinta.

Queda bien entendido que la presente invención no se limita a los modos de realización descritos y/o mencionados anteriormente sino que abarca todas las variantes. Por otro lado, y tal como se ha mencionado en el preámbulo de la presente descripción, esta invención no se limita a los dispositivos de refrigeración sino que puede aplicarse en todas las zonas de una línea de tratamiento térmico o de revestimiento donde se realiza el soplado de un gas sobre una cinta que pasa en continuo.

Claims (14)

1. Procedimiento que permite eliminar las vibraciones de las cintas en desplazamiento continuo en las zonas de una línea de tratamiento térmico o de revestimiento donde se realiza el soplado de un gas sobre una cinta que pasa en continuo particularmente en dispositivos de refrigeración por soplado de gas mediante chorros que equipan líneas de tratamiento térmico o de revestimiento en continuo de cintas metálicas, caracterizado porque consiste en ajustar la presión y/o el caudal del gas de refrigeración en un valor más bajo que el valor nominal en una zona situada sobre un borde de la cinta, sobre una cara de ésta y a un valor más bajo que el valor nominal, sobre el borde opuesto, situado por el otro lado de la cinta, siendo la resultante de esta regulación que la cinta quede sometida a un campo de fuerza disimétrica que le proporciona una posición de equilibrio con un ángulo de torsión.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el ajuste de la presión del gas de refrigeración se obtiene creando, en un cajón único, pérdidas de carga que permiten limitar la presión de los chorros de gas en las zonas, con el fin de obtener la asimetría buscada.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la indicada pérdida de carga es fija.

4. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la indicada pérdida de carga es variable, pudiendo su valor ser modificado en función de la vibración a combatir.

5. Dispositivo de refrigeración de una cinta metálica por soplado de chorros de gas sobre superficies opuestas de la cinta (1) en desplazamiento continuo en las zonas de una línea de tratamiento térmico o de revestimiento donde se realiza el soplado de un gas sobre la cinta que pasa en continuo, incluyendo este dispositivo cajones (21, 21a) de soplado situados sobre superficies opuestas de la cinta (1) y que realiza el procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizándose el dispositivo porque las vibraciones de la cinta son eliminadas por los cajones de soplado (21a, 21) que comprenden medios que permiten ajustar la presión y/o el caudal de gas de refrigeración a un valor más bajo que el valor nominal en una zona situada sobre un borde de la cinta y sobre una superficie de la cinta y a un valor más bajo que el valor nominal sobre el borde opuesto sobre la otra superficie de la cinta (1), siendo la resultante de esta regulación que la cinta quede sometida a un campo de fuerza disimétrica que le proporciona una posición de equilibrio con un ángulo de torsión.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque los cajones de soplado están fraccionados en varios cajones elementales (por ejemplo 6; 7, 8) cada uno alimentados individualmente con gas de soplado por un medio de alimentación independiente (14, 15, 13) equipado con medios de regulación de la presión y/o del caudal del gas de refrigeración.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque los gases de refrigeración, después del soplado sobre la cinta 1 son recuperados, por la parte posterior, entre los medios de soplado de los cajones.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque cada cajón de soplado (4) está provisto de boquillas de soplado (18) en forma de ranuras, o de una serie de orificios, estando estas boquillas alimentadas de forma independiente con gas de refrigeración separadas las unas de las otras con el fin de dejar una zona de recuperación de los gases (27) entre dos boquillas contiguas.

9. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque se prevé una abertura diferente de los cajones de soplado entre los lados derecho e izquierdo de la cinta, con el fin de favorecer una dirección de recuperación de los gases hacia el lado de las secciones de recuperación más importantes.

10. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque comprende medios de aspiración exteriores a la zona de refrigeración (2), concebidos con el fin de aspirar los gases de forma diferencial entre los lados derecho e izquierdo de la cinta, creando así una dirección preferencial de circulación de los gases.

11. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, en el cual los cajones de soplado están provistos de boquillas tubulares de soplado, caracterizado porque la longitud de las indicadas boquillas de soplado es variable entre el lado derecho y el lado izquierdo de los indicados cajones.

12. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, caracterizado porque comprende medios que permiten torcer la cinta (1) entre el rodillo (3) situado en la parte alta de la zona de refrigeración (2) y los rodillos estabilizadores (9; 10), o entre dos grupos de rodillos estabilizadores sobre la extensión de un cajón de soplado, con el fin de inmovilizar la cinta en una posición extrema de su zona de vibración.

13. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 12, caracterizado porque la medición de la vibración de la cinta, es decir la amplitud y la posición de esta última se realiza con la ayuda de captadores cuyas informaciones son analizadas con el fin de asegurar una regulación de las operaciones realizadas con miras a limitar la vibración de la cinta, tales como particularmente una regulación de las presiones en los cajones de soplado o de la posición de los indicados cajones.

14. Línea de tratamiento térmico o de revestimiento en continuo de cintas metálicas que comprende un soplado de un gas sobre las cintas y particularmente de las zonas de refrigeración (2) por soplado de gas mediante chorros, caracterizada porque comprende un dispositivo de supresión de las vibraciones de las cintas según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 12 que realiza un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.