ES2282918T3 - Procedimiento y dispositivo de enfriamiento de una banda de acero. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de enfriamiento, para realizar una operación de temple durante el tratamiento de recocido en continuo de un producto plano bajo la forma de una banda metalúrgica (2), de preferencia una banda de acero, dicho dispositivo: - siendo localizado en hilos esencialmente vertical ascendente o descendente; - comprendiendo un rebosadero (4) en el cual es completamente sumergida una pluralidad de tubos (1) apilados esencialmente de manera vertical y simétricamente a un lado y otro de la banda (2) en toda la longitud de la misma y que expulsan cada uno, bajo la forma de chorros turbulentos esencialmente horizontales, un fluido de enfriamiento hacia la banda a través de una ranura o de una pluralidad de orificios; - estando provisto en su parte inferior de medios de impermeabilidad (3); caracterizado porque dos tubos (1) sucesivos cualesquiera, dispuestos a un mismo lado de la banda (2), son separados por un intervalo (B), idéntico para todos los tubos (1), seleccionados, a un valor dado deflujo específico del fluido de enfriamiento, expresado en metros cúbicos por hora y por metros cuadrados de una cara de la banda, para minimizar la pérdida de la carga en los pasos de evacuación correspondiente a dicho intervalo (B).
Description
Procedimiento y dispositivo de enfriamiento de
una banda de acero.
La presente invención se relaciona con un
dispositivo destinado a la realización del enfriamiento de una
banda de acero, en el marco de un procedimiento de recocido en
continuo. En particular, ese enfriamiento es realizado por medio de
chorros de agua sumergidos. Esta operación de enfriamiento puede
ser realizada consecutivamente a una primera operación de
enfriamiento en un baño de agua hirviente.
El recocido continuo es un tratamiento
termoquímico que se aplica a las bandas de acero después del
laminado en frío. La "banda" de acero es el producto
siderúrgico que, cortada, dará chapas utilizadas específicamente
para la fabricación de las carrocerías de automóviles, las carcasas
de los aparatos electrodomésticos, etc.
El procedimiento de recocido continuo consiste
en hacer desfilar la banda de acero en un horno donde la misma es
expuesta a un calentamiento y a un enfriamiento controlados. En el
horno de recocido continuo, la banda de acero circula
verticalmente, según una serie de hilos sucesivos, ascendentes y
descendentes, y desfila así de manera secuencial a través de las
diversas etapas del tratamiento.
El tratamiento de la banda en el horno comprende
generalmente las etapas térmicas sucesivas siguientes
- -
- precalentamiento y calentamiento: la banda alcanza una temperatura de 700 a 850°C en 2 a 3 minutos;
- -
- mantenimiento a la temperatura máxima durante 1 minuto aproximadamente;
- -
- enfriamiento lento, por ejemplo con agua hirviente;
- -
- enfriamiento rápido (llamado "temple") por ejemplo con agua bajo forma liquida proyectada sobre la banda a una temperatura que puede ir a lo máximo hasta su temperatura de ebullición.
- -
- sobre-envejecimiento;
- -
- enfriamiento final.
Esas diferentes etapas son necesarias para la
realización del tratamiento metalúrgico aspirado, a saber la
re-cristalización, la precipitación de los carburos,
la obtención de las estructuras finales o también la obtención de
un acero non envejecido, etc.
En particular, en estos últimos años, se ha
visto la emergencia de una solicitud incrementada, que emana
específicamente de la industria del automóvil, de chapas de acero
que presentan simultáneamente propiedades de resistencia y de
capacidad de conformación mejoradas.
En ese marco, la fase de enfriamiento juega un
papel particularmente crucial ya que la misma permite, en algunos
casos, reducir la concentración en elementos de aleación costosos
necesarios para la realización de estructuras microscópicas
particulares, como por ejemplo de tipo "fase dual",
multi-fase, "ALE" (Alto Limite Elástico), etc.
El procedimiento de enfriamiento corresponde por lo tanto a una
apuesta metalúrgica y económica non despreciable.
Las principales tecnologías de enfriamiento
aplicadas industrialmente son:
- -
- el enfriamiento por chorros de gas;
- -
- la inmersión en un baño de agua, eventualmente "agitada";
- -
- el enfriamiento por el paso sobre rodillos enfriados;
- -
- el enfriamiento por chorros de agua;
- -
- el enfriamiento por una niebla de agua creada por pulverización por medio de un gas supersónico, esta tecnología siendo llamada "misting jet".
En el pasado, la solicitante desarrolló un
procedimiento de enfriamiento que consiste en sumergir la banda de
acero en un baño de agua próximo a su temperatura de ebullición.
Aunque ese procedimiento está caracterizado por una homogeneidad de
enfriamiento excepcional y por un coeficiente de transferencia
térmico constante cualesquiera que sean las condiciones de la
línea, el mismo posee igualmente algunas limitaciones.
Por una parte, las velocidades de enfriamiento
que es posible alcanzar son relativamente bajas, a saber
aproximadamente 50ºC/s para una banda de acero de 1mm de espesor.
Esta limitación proviene del hecho de que cuando la banda de acero
es sumergida a alta temperatura en un baño de agua hirviente, se
forma alrededor de su superficie una película de vapor estable, en
un régimen llamado de "calefacción", que limita
considerablemente los intercambios térmicos. Se entiende por
calefacción la presencia de una película de vapor, engendrada por
ebullición importante, entre una pared caliente y un fluido que es
tanto un líquido, como una mezcla difásica de liquido y de vapor,
esta presencia teniendo por consecuencia una mala transferencia de
calor entre la pared y el fluido.
Por otra parte, la temperatura de la banda de
acero a la salida del baño de agua hirviente debe permanecer
superior a 300°C aproximadamente. Cuando la temperatura de la banda
deviene inferior a esta temperatura, la película de vapor deviene
inestable y se pasa al régimen de ebullición llamado nucleado. En
este último régimen, regiones alrededor de la banda son sometidas a
flujos de calor diferentes, lo que crea diferencias de temperatura
importantes. Esos gradientes de temperatura inducen en el acero
tensiones mecánicas, que corren el riesgo de crear deformaciones
plásticas, por lo tanto permanentes y conducir a defectos de
planidad.
Soluciones han sido propuestas a fin de paliar
esos defectos. Se puede por ejemplo sumergir la banda de acero en
un baño de agua fría estática. Pero esta solución conduce igualmente
a la aparición de defectos de planidad.
Otras soluciones han sido avanzadas, que
consisten en enfriar la banda de acero por medio de chorros
sumergidos, a fin de impedir la formación local de zonas de
ebullición en los alrededores de la misma. Esos sistemas de
enfriamiento pueden ser o no precedidos por un enfriamiento más
lento, de tipo "gas jet cooling" o inmersión en un baño de
agua estático.
De esta forma, en la solicitud de patente
JP-A-58 039210, la banda es primero
enfriada en un baño de agua cuya temperatura es superior a 60°C,
hasta una temperatura comprendida entre 200 a 500°C, gama de
temperaturas en la cual se produce la transición entre la
ebullición en película y la ebullición nucleada. Se preconiza
entonces enfriar la banda justo antes o justo después de la
transición por medio de chorros de agua sumergidos hasta que la
banda alcance la temperatura del baño.
Una solución similar
(JP-A-60 009834) utiliza un conjunto
de rampas de enfriamiento, dispuestas a cada lado de la banda de
acero, y sumergidas en una cuba de agua cuya temperatura está
comprendida entre 60 y 75% de la temperatura de ebullición. Para
una configuración dada de las rampas de aspersión, un flujo laminar
es generado, lo que permite evitar la formación de una película de
vapor alrededor de la banda de acero.
Otra solución consiste también en hacer circular
el agua entre dos placas planas paralelamente y a
contra-corriente con relación al sentido de desfile
de la banda (EP-A-210847,
JP-A-63 145722,
JP-A-62 238334).
Otro documento propone utilizar la presión de
impacto de los chorros a fin de suprimir las deformaciones de la
banda durante el temple (ver JP-A-ll
193418). El solicitante preconiza aplicar por ambos lados de la
banda de acero una presión de al menos 500 N/cm^{2}.
Finalmente, es igualmente posible controlar el
enfriamiento por medio de aditivos en el baño de temple, de manera
de evitar la ebullición y de esta manera limitar el nivel de las
tensiones internas en el acero durante el temple
(JP-A-57 085923).
Aunque numerosas soluciones hayan sido
avanzadas, la obtención simultánea de ejecuciones térmicas elevadas
y de una buena planidad a la salida del enfriamiento rápido por vía
líquida sigue siendo hasta hoy un reto mayor.
En el documento
EP-A-1 300 478, se describe un
procedimiento de enfriamiento en continuo de una banda de acero, en
el marco de un tratamiento de recocido en continuo, en el cual la
banda es sometida al menos a las operaciones siguientes:
- -
- la banda sufre un primer enfriamiento llamado lento de tipo "al agua hirviente" y un segundo enfriamiento al agua al temple llamado rápido;
- -
- entre esas dos operaciones de enfriamiento, se hace pasar la banda en una cámara o dispositivo de impermeabilidad para asegurar una transición controlada, de preferencia en presión y temperatura, entre el primer enfriamiento lento y el segundo enfriamiento rápido, suprimiendo completamente o reduciendo las fugas de agua en el sentido de la primera operación de enfriamiento hacia la segunda y viceversa;
- -
- la sucesión de esas tres operaciones siendo operada de manera tal que el tiempo que transcurre entre dos operaciones consecutivas cualesquiera es también lo más corto posible, nulo de preferencia.
La presente invención apunta a realizar una
operación llamada de temple, típicamente a una velocidad superior a
l000ºC/s, aplicable a productos metalúrgicos planos, de preferencia
en acero, bajo la forma de bandas laminadas en frío.
Esta operación de temple debe ser realizada por
medio de chorros de agua fría, cuya temperatura está de preferencia
comprendida entre 0°C y 50°C, dichos chorros siendo sumergidos.
La invención apunta a asegurar condiciones de
enfriamiento a potencias elevadas tan homogéneas como sea posible
sobre todo el ancho de la banda de acero, por la dirección de los
flujos en el seno del dispositivo.
De esta forma, la temperatura de la banda a la
entrada del dispositivo debe estar comprendida entre 750°C y 350°C
y la temperatura a la salida debe estar comprendida de preferencia
entre 0°C y 150°C.
Un primer objeto de la presente invención
concierne a un dispositivo de enfriamiento de base, para realizar
una operación de temple durante el tratamiento de recocido en
continuo de un producto plano bajo la forma de una banda
metalúrgica, de preferencia una banda de acero, dicho dispositivo
estando localizado en hilos esencialmente vertical ascendente o
descendente, comprendiendo un rebosadero en el cual está
completamente sumergido una pluralidad de tubos apilados
esencialmente de manera vertical y simétricamente a un lado y otro
de la banda en toda la longitud de la misma y que expulsan cada uno,
bajo la forma de chorros turbulentos esencialmente de manera
horizontal, un fluido de enfriamiento hacia la banda a través de una
ranura o de una pluralidad de orificios. El dispositivo está
provisto además en su parte inferior de medios de
impermeabilidad.
Según la invención, dos tubos sucesivos
cualesquiera, dispuestos a un mismo lado de la banda, están
separados por un intervalo idéntico para todos los tubos con vista a
la evacuación del fluido de enfriamiento. Dicho intervalo es
entonces seleccionado, a un valor dado de flujo específico del
fluido de enfriamiento, expresado en metros cúbicos por hora y por
metros cuadrados de una cara de la banda, para minimizar la pérdida
de la carga en los canales de evacuación correspondientes a dicho
intervalo (la pérdida de la carga para cada intervalo y la pérdida
de la carga total son idénticas).
Según un modo de ejecución preferido de la
invención, la pared del rebosadero, situada en la parte posterior
de los tubos, posee un ancho al menos igual a aquel de los tubos y
la distancia horizontal de esta pared con relación a la cara
posterior de los tubos es seleccionada tal que la pérdida de la
carga ocasionada por la presencia del rebosadero sea inferior a 5%
de la pérdida de la carga ocasionada por los intervalos entre dos
tubos sucesivos, lo que es considerado como despreciable. El flujo
es entonces bidimensional.
La invención permite ventajosamente evitar los
fenómenos de ebullición local seleccionando un flujo específico del
fluido de enfriamiento sobre una cara de la banda comprendida entre
250 y 1000 m^{3} por hora y por m^{2}. En un ejemplo de
dispositivo probado por la Solicitante, el flujo específico máximo
por cara era de aproximadamente 580 m^{3} por hora y por
m^{2}.
De preferencia, la pérdida de la carga
ocasionada por los intervalos es inferior a 150 mm de columna de
agua.
Siempre ventajosamente, la distancia entre el
extremo de cada tubo y la banda es idéntica para todos los tubos y
está comprendida entre 50 mm y 200 mm.
Siempre según la invención, la velocidad de
expulsión (V_{JET}) satisface el criterio siguiente,
respectivamente:
- para orificios,
V{}_{JET} \
\geq \ 0,1 \
\frac{A}{d},
- para ranuras
V{}_{JET} \
\geq \ 0,25 \
\left(\frac{A}{d}\right)^{\tfrac{1}{2}},
donde A representa la distancia
entre el tubo y la banda y d representa el diámetro de un orificio o
el espesor de la ranura. A y d son expresados en las mismas
unidades de longitud, en metros por ejemplo. Su cociente es
adimensional. V_{JET} es expresado en
m/s.
Esos dos criterios, nacidos de la teoría de los
chorros turbulentos, dan la atenuación de la velocidad máxima de un
chorro turbulento con un entorno de velocidad nulo. Los criterios
son calculados sobre la base de una velocidad mínima de 2,5 m/s. La
velocidad máxima del chorro a A = 50 mm (posición de la banda con
relación al orificio del chorro) es de 0,65 m/s. La velocidad de
0,65 m/s es por lo tanto considerada como la velocidad mínima del
chorro cuando este alcanza la banda, para romper la capa de
calefacción.
De preferencia, el fluido de enfriamiento es el
agua líquida mantenida a una temperatura inferior a 50°C.
De preferencia, el dispositivo está localizado
en hilos esencialmente vertical ascendente (intervalo angular con
relación a la vertical inferior a 30°) estando directamente
precedido por una cuba de agua esencialmente llevada a la
temperatura de ebullición.
La invención será ventajosamente realizada en
una instalación donde el producto metalúrgico a tratar posee una
velocidad de desfile comprendida entre 0,25 m/s y 20 m/s y un
espesor comprendido entre 0,1 mm y 10 mm.
Una característica importante de la invención
reside en el hecho de que los tubos de enfriamiento son
dimensionados de manera tal que la velocidad de expulsión del fluido
de enfriamiento sea homogénea sobre todo el ancho de la banda.
De preferencia, se dimensionan los tubos para
que la distribución de las velocidades sea tal que se tenga un
intervalo relativo entre la velocidad máxima (V_{max}) y la
velocidad mínima (V_{min}) de expulsión siguiendo el ancho del
tubo inferior a 5% o
\frac{V{}_{max} -
V{}_{\text{mín}}}{V{}_{max}} \ \leq \
0,05.
De preferencia, la relación entre la sección de
paso de un tubo y la sección libre de aspersión de ese tubo, es
decir el aire de la ranura o el aire acumulado de los orificios, es
superior a 1.
Según una modalidad preferida de la invención,
dichos tubos tienen una sección rectangular. De preferencia, la
relación de un lado a un lado adyacente de la sección rectangular
está comprendida entre 0,1 y 10 y el espesor de los tubos está
comprendido entre 0,25 veces y 10 veces el diámetro de los orificios
o el espesor de la ranura, con vistas a controlar la coherencia del
chorro, la relación entre el espesor de los tubos y el diámetro de
los orificios siendo, llegado el caso, también de preferencia igual
a 2/3.
Según otra característica ventajosa de la
invención, los medios de impermeabilidad antes citados comprenden
una cámara con doble par de rodillos, que permiten a la vez el paso
de la banda y la creación de una pérdida de la carga que limita a
un valor mínimo las fugas del rebosadero hacia abajo.
Siempre según la invención, esos medios de
impermeabilidad comprenden igualmente medios de inyección de un
fluido entre los rodillos, donde se puede controlar la presión y/o
la temperatura.
Ventajosamente, el tubo superior está equipado
con una barrera cuya altura es al menos igual a la suma del espesor
de la lámina de agua en el rebosadero y la altura de la columna de
agua correspondiente a la pérdida de la carga entre los tubos a
flujo máximo.
Un segundo objeto de la presente invención
concierne a un procedimiento de temple durante el tratamiento de
recocido en continuo de un producto plano bajo la forma de una banda
metalúrgica, de preferencia una banda de acero, que pone en
práctica el dispositivo descrito bajo una de las modalidades de
ejecución de aquí arriba, para alcanzar una potencia específica de
enfriamiento comprendida entre 1000 kW/m^{2} y 10000 kW/m^{2}
por cara de producto metalúrgico.
Según el procedimiento de la invención, la
temperatura de la banda a la entrada del dispositivo está
comprendida entre 350°C et 750ºC y la temperatura a la salida está
comprendida entre 50°C et 450°C, de preferencia entre 50°C y 100°C
o entre 350 y 450°C.
La figura 1 representa esquemáticamente una
vista en corte del dispositivo de enfriamiento según la presente
invención
La figura 2 representa esquemáticamente una
disposición de los orificios destinados a la proyección de agua
sobre la banda de acero en el dispositivo de la presente
invención.
La figura 3 ilustra gráficamente las ejecuciones
térmicas del dispositivo de enfriamiento según la invención.
La figura 4 ilustra las ejecuciones de dicho
dispositivo en términos de planidad de la banda de acero.
Las figuras 5 y 6 ilustran el impacto de la
uniformidad del enfriamiento sobre la homogeneidad de las
propiedades mecánicas de la banda de acero. La figura 5 se relaciona
con un acero de la familia "fase dual", mientras que la figura
6 se relaciona con un acero de la familia de los aceros de múltiple
fases.
La figura 7 da esquemáticamente las diferentes
posiciones de las probetas tomadas en función del ancho de la
chapa, para la realización de los ensayos relativos a las figuras 5
y 6.
\newpage
La figura 8 indica los parámetros que permiten
calcular el índice de planidad, esos parámetros caracterizando la
sinusoide a la cual es asimilado el perfil longitudinal de la banda
en el borde.
Como lo muestra la figura 1, el dispositivo de
enfriamiento está constituido por un conjunto de tubos 1, llamados
"rampas" o "rampas de enfriamiento", dispuestos de manera
simétrica a uno y otro lado de la banda de acero a enfriar. Esas
rampas son sumergidas y alimentadas lateralmente con fluido de
enfriamiento. Su sección es de preferencia rectangular. A
continuación en la exposición de la invención, los términos
"tubos" y "rampas" serán indistintamente utilizados.
La inmersión de las rampas es realizada por
medio de un sistema de impermeabilidad, situado en la parte
inferior del dispositivo, que permite a la vez el paso de la banda
de acero 2 y la creación de una pérdida de la carga máxima de
manera de limitar al mínimo el flujo de fuga del fluido de
enfriamiento hacia abajo del reservorio. En la aplicación
presentada, ese sistema de impermeabilidad está constituido por un
doble par de rodillos 3, aplicados contra la banda de acero y
posicionados de manera simétrica con relación a la misma. Entre los
rodillos, se inyecta un fluido por lo que se puede controlar la
presión y/o la temperatura.
El fluido de enfriamiento es de preferencia el
agua. Las rampas de enfriamiento están situadas a una distancia A
de la línea de paso de la banda 2. Por razones de estorbo, por una
parte, y a fin de limitar el flujo total en el sistema, para
ejecuciones equivalentes, por otra parte, la distancia máxima entre
la banda y las rampas de enfriamiento es fijada en 200 mm.
Un espacio B es dejado entre dos rampas
sucesivas a fin de que el agua inyectada por las rampas pueda ser
evacuada entre las mismas. Esto garantiza un flujo tan homogéneo
como sea posible siguiendo el ancho de la banda de acero. La
selección de la distancia B resulta de un compromiso entre una
potencia de enfriamiento especifica P máxima, la potencia
específica siendo definida como la potencia de enfriamiento por
unidad de superficie y por cara de la banda a enfriar, y una
pérdida de carga mínima a través de los canales de evacuación, a
fin de asegurar una renovación suficientemente rápida del fluido de
enfriamiento en los alrededores de la chapa, y de esta forma evitar
la formación de zonas de ebullición locales alrededor de la banda.
La distancia B es seleccionada idéntica entre dos rampas sucesivas
para todas las rampas, a fin de asegurar condiciones de flujo
idénticas en la cara de todas las rampas de aspersión. Esto permite
por lo tanto obtener una homogeneidad vertical del flujo. De esta
manera, el fluido de enfriamiento inyectado por una rampa dada es
evacuado por medio de los canales directamente adyacentes a esta
rampa. Se evita de esta forma crear caminos preferenciales y se
minimiza el tiempo de paso del fluido de enfriamiento por los
alrededores de la banda, siempre para evitar la formación local de
zonas de ebullición.
Cada rampa de enfriamiento 1 está provista,
sobre la cara expuesta a la banda, de al menos una ranura o de un
conjunto de orificios, como es representado en la figura 2,
destinados a la proyección del fluido de enfriamiento hacia la
banda. La distancia entre dos orificios sucesivos debe ser tal que
el flujo en los alrededores más próximos de la banda pueda ser
asimilado a aquel de la ranura. La velocidad de expulsión del
fluido debe ser suficiente a fin de evitar formar zonas de
ebullición en los alrededores de la banda. Esta velocidad de
expulsión V es seleccionada en función de la distancia A con
relación a la banda y está típicamente comprendida entre 0 y l0
m/s.
Aguas abajo de los canales de evacuación, el
dispositivo o reservorio de enfriamiento comprende un rebosadero 4,
a todo el ancho del reservorio y por lo tanto la altura corresponde
al nivel del chorro de la última rampa, lo que garantiza que en
todas las condiciones de funcionamiento, la última rampa esté
sumergida en la misma proporción que las otras.
A fin de asegurar condiciones de flujo idénticas
en la cara de cada rampa:
- -
- la rampa de enfriamiento superior es sobre-montada con una barrera 5 cuya altura es al menos igual a la suma del espesor H de la cortina de agua en el rebosadero y de la altura de la columna de agua \DeltaH correspondiente a la pérdida de carga \DeltaP a través de los canales de evacuación, para el flujo máximo Qmax;
- -
- un canal de evacuación es realizado por debajo de la última rampa.
De esta forma, cuando el sistema funciona, una
diferencia de nivel de agua existe entre la cara delantera, o lado
de la banda, y la cara posterior, o lado rebosadero, de las rampas.
Esta diferencia es igual a la altura de la columna de agua
correspondiente a la pérdida de la carga entre dos rampas, para un
flujo dado.
Las ejecuciones de enfriamiento del dispositivo,
ilustradas en la figura 3, han sido medidas en condiciones
industriales por balance térmico sobre la base de las magnitudes
siguientes: temperaturas de la banda de acero a la entrada y a la
salida del dispositivo, ancho de la sección de enfriamiento y
velocidad de desfile de la banda de acero a través del dispositivo.
La figura 3 muestra que la potencia de enfriamiento específica,
expresada en kW por metro cuadrado y por cara de banda, es una
función lineal del flujo específico, el mismo expresado en metros
cúbicos por hora y por metros cuadrados para las dos caras
acumuladas. En las condiciones consideradas aquí, la potencia
específica está comprendida entre 4000 y 6000 kW/m^{2} y por cara
de producto.
La figura 4 ilustra las ejecuciones del
dispositivo en lo que concierne a la planidad de la banda de acero.
Las mismas son la imagen de la homogeneidad del enfriamiento y por
consiguiente de la dirección de los flujos en el dispositivo. La
caracterización de la planidad concierne aquí a los bordes largos.
Cada punto de la figura representa un punto de funcionamiento del
dispositivo - definido por la potencia de enfriamiento específica
asociada - en un instante dado durante la campaña de ensayos
industriales. En cada punto de funcionamiento, se asocia un índice
de planidad, expresado en unidades "I". Una unidad "I"
corresponde a un alargamiento relativo de 1 mm por 100 m de banda
de acero.
En el caso de un defecto de tipo "borde
largo", el perfil longitudinal de la banda en el borde puede ser
asimilado a un sinusoide, de longitud de onda L y de amplitud X. El
índice de planidad es calculado sobre la base de las medidas de L y
de X (ver la figura 8) por medio de la relación siguiente
\frac{\Delta
L}{L} \cdot 10^{5} [I] = \left(\frac{X[mm]}{2\cdot
L[m]}\right)^{2}
En la figura 4 han sido representados dos
umbrales de referencia, 120 y 240 unidades "I", que
corresponden a las tolerancias de planidad admisibles por dos
líneas de electro-galvanizado. La figura muestra que
la mayoría de los puntos de funcionamiento se sitúan acá del umbral
de la línea más exigente.
Las figuras 5 y 6 ilustran el impacto de la
uniformidad del enfriamiento sobre la homogeneidad de las
propiedades mecánicas. La figura 5 se refiere a un acero de la
familia "fase dual". La figura 6 se refiere a un acero de
múltiples fases (ferrita, martensita, bainita, perlita).
En los dos casos, las propiedades mecánicas son
caracterizadas por un ensayo de tracción. Las probetas son tomadas
en diferentes posiciones siguiendo el ancho de la chapa, según el
esquema representado en la figura 7:
- 1)
- Extremo borde,
- 2)
- Borde,
- 3)
- Cuarto,
- 4)
- Centro,
- 5)
- Centro,
- 6)
- Cuarto,
- 7)
- Borde,
- 8)
- Extremo borde.
En las figuras 5 y 6, se ha representado
respectivamente la carga a la ruptura, el límite elástico
(únicamente Fig. 6) y el alargamiento a 80% de la carga a la
ruptura. Se puede concluir de esas observaciones que existe una
buena homogeneidad de las propiedades mecánicas siguiendo el ancho
de la banda.
Claims (10)
1. Dispositivo de enfriamiento, para realizar
una operación de temple durante el tratamiento de recocido en
continuo de un producto plano bajo la forma de una banda metalúrgica
(2), de preferencia una banda de acero, dicho dispositivo:
- -
- siendo localizado en hilos esencialmente vertical ascendente o descendente;
- -
- comprendiendo un rebosadero (4) en el cual es completamente sumergida una pluralidad de tubos (1) apilados esencialmente de manera vertical y simétricamente a un lado y otro de la banda (2) en toda la longitud de la misma y que expulsan cada uno, bajo la forma de chorros turbulentos esencialmente horizontales, un fluido de enfriamiento hacia la banda a través de una ranura o de una pluralidad de orificios;
- -
- estando provisto en su parte inferior de medios de impermeabilidad (3);
caracterizado porque dos
tubos (1) sucesivos cualesquiera, dispuestos a un mismo lado de la
banda (2), son separados por un intervalo (B), idéntico para todos
los tubos (1), seleccionados, a un valor dado de flujo específico
del fluido de enfriamiento, expresado en metros cúbicos por hora y
por metros cuadrados de una cara de la banda, para minimizar la
pérdida de la carga en los pasos de evacuación correspondiente a
dicho intervalo
(B).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la pared del rebosadero (4), situada en
la parte posterior de los tubos (1), posee un ancho al menos igual
a aquel de los tubos (1) y la distancia horizontal de esta pared
con relación a la cara posterior de los tubos (1) es seleccionada
tal que la pérdida de la carga ocasionada por la presencia del
rebosadero(4) sea inferior a 5% de la pérdida de la carga
ocasionada por los intervalos (B) entre dos tubos (1)
sucesivos.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado porque el flujo específico del fluido de
enfriamiento está comprendido entre 250 y 1000 m^{3} por hora,
por m^{2} y por cara de la bande.
4. Dispositivo según la reivindicación 1, 2 o 3,
caracterizado porque la pérdida de la carga ocasionada por
los intervalos (B) es inferior a 150 mm de columna de agua.
5. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
distancia (A) entre el extremo de cada uno de los tubos (1) y la
banda (2) es idéntica para todos los tubos y comprendida entre 20
mm y 200 mm.
6. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos
tubos (1) tienen una sección rectangular.
7. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos
medios de impermeabilidad (3) comprenden una cámara con pares de
rodillos, que permiten a la vez el paso de la banda (2) y la
creación de una pérdida de la carga que limita a un valor mínimo las
fugas del rebosadero (4) hacia abajo, y medios de medios de
inyección de un fluido entre dichos pares de rodillos, con control
de la presión y/o de la temperatura.
8. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tubo
(1) superior está equipado con una barrera (5) cuya altura es al
menos igual a la suma del espesor de la lámina de agua (H) en el
rebosadero y de la altura de la columna de agua (\DeltaH)
correspondiente a la pérdida de la carga entre los tubos a flujo
máximo.
9. Procedimiento de temple durante el
tratamiento de recocido en continuo de un producto plano bajo la
forma de una banda metalúrgica, de preferencia una banda de acero,
que pone en práctica un dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, para alcanzar una potencia específica
de enfriamiento comprendida entre 1000 kW/m^{2} y 10000
kW/m^{2} por cara de producto metalúrgico.
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque la temperatura de la banda a la entrada
del dispositivo está comprendida entre 350°C y 750°C y la
temperatura a la salida está comprendida entre 50°C y 450°C, de
preferencia entre 50°C y 100°C o entre 350°C y 450°C.
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