ES2953608T3 - Dispositivo para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre, instalación y procedimiento correspondientes - Google Patents

Dispositivo para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre, instalación y procedimiento correspondientes Download PDF

Info

Publication number
ES2953608T3
ES2953608T3 ES19737800T ES19737800T ES2953608T3 ES 2953608 T3 ES2953608 T3 ES 2953608T3 ES 19737800 T ES19737800 T ES 19737800T ES 19737800 T ES19737800 T ES 19737800T ES 2953608 T3 ES2953608 T3 ES 2953608T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
wire
cooling
chamber
liquid
longitudinal direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES19737800T
Other languages
English (en)
Inventor
Soldevila Raimon Perez
Mario Gregorio Angeloni
Alcalà Albert Puigcorbe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Druids Process Tech S L
Original Assignee
Druids Process Tech S L
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Druids Process Tech S L filed Critical Druids Process Tech S L
Application granted granted Critical
Publication of ES2953608T3 publication Critical patent/ES2953608T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26—After-treatment
    • C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/14—Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness
    • C23C2/16—Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness using fluids under pressure, e.g. air knives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003—Apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/14—Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness
    • C23C2/16—Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness using fluids under pressure, e.g. air knives
    • C23C2/18—Removing excess of molten coatings from elongated material
    • C23C2/185—Tubes; Wires
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/14—Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness
    • C23C2/16—Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness using fluids under pressure, e.g. air knives
    • C23C2/18—Removing excess of molten coatings from elongated material
    • C23C2/20—Strips; Plates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26—After-treatment
    • C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
    • C23C2/29—Cooling or quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/38—Wires; Tubes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

Dispositivo (1) para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre (108), instalación y procedimiento correspondientes. El dispositivo comprende una cámara de inyección (2) de líquido de enfriamiento con una entrada de líquido (6) y una entrada de alambre (4), una cámara de enfriamiento (8) con una salida de líquido (12) y una salida de alambre (10), y una partición (14) dispuesta entre las cámaras de inyección y de enfriamiento (2, 8), que comprende un paso de alambre (16). También presenta un conducto (22) de separación del alambre (108). La partición (14) comprende canales (18) que conectan fluídicamente la cámara de inyección (2) con la cámara de enfriamiento (8) y que desembocan excéntricamente respecto al centro del paso del alambre (16) e inclinados formando un ángulo (α) respecto a una dirección longitudinal (L). Esto dirige un chorro de líquido de enfriamiento sobre el alambre (108) en el sentido de la cámara de inyección (2)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre, instalación y procedimiento correspondientes
Campo de la invención
La invención se refiere a un dispositivo para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre, según la reivindicación 1.
Además, la invención también se refiere a una instalación y un procedimiento para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre con un dispositivo según las reivindicaciones 6 y 8, respectivamente.
Técnica anterior
En un proceso continuo de revestimiento de alambre, este alambre se sumerge en un baño que contiene la capa de revestimiento en estado líquido. Un ejemplo de este procedimiento es el procedimiento para galvanizar un alambre, en el que el alambre es conducido a través de un baño de zinc.
El alambre sale del baño con una capa de revestimiento líquido que va enfriándose por radiación y convección hacia el ambiente. Debido a que el enfriamiento es demasiado lento, se suele enfriar la capa hasta solidificarse mediante unos chorros de agua que impactan contra el alambre. El agua se tira en dirección perpendicular a la trayectoria del alambre y cae en una bandeja de desagüe.
Este procedimiento presenta varios inconvenientes. En primer lugar, la velocidad de enfriamiento está limitada por la velocidad de los chorro, que es baja. Por otra parte, el sistema suele experimentar fugas de agua por encima del baño de metal fundido, lo cual supone un riesgo importante para el operario que está controlando la línea.
Además, el sistema requiere un ajuste dependiendo de la presión de alimentación del agua, de manera que es necesario disponer de operarios especializados en el control de la línea de revestimiento.
Finalmente, otro de los inconvenientes importantes es que los procedimientos de solidificación conocidos requieren mucho espacio para lograr una solidificación suficiente para que el alambre pueda ser manipulado sin riesgo de dañar la capa de revestimiento.
El documento US 3743535 A divulga un procedimiento de enfriamiento continuo de revestimientos metálicos fundidos.
El documento US 3611986 A divulga una boquilla para el acabado de un revestimiento metálico fundido en un filamento.
El documento US 2014239081 A1 divulga una boquilla de dos sustancias para pulverizar una mezcla de líquido y gas, que incluye un alojamiento de boquilla que incluye por lo menos una entrada de líquido que conduce a una cámara de mezcla y por lo menos una entrada de gas que conduce a la cámara de mezcla, un inserto de remolino, una cámara de salida entre el inserto de remolino y una abertura de salida en el extremo aguas abajo de la cámara de salida, en donde está previsto un elemento de limitación en el extremo aguas abajo de la cámara de mezcla y se proporciona una cámara intermedia entre el elemento de limitación y el inserto de remolino.
El documento US 2005103263 A1 divulga un aparato para revestir un material de alambre que presenta un dispositivo de enfriamiento por aire.
Sumario de la invención
La invención tiene por objeto proporcionar un dispositivo para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre que sea más eficiente que los dispositivos conocidos y que permita reducir el espacio necesario para la solidificación. Esta finalidad se consigue mediante un dispositivo para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre del tipo indicado anteriormente, según la reivindicación 1.
El alambre cuya capa de revestimiento debe ser solidificada es guiado a lo largo del eje longitudinal, entre la entrada, el conducto de paso de alambre y la salida. Gracias a la excentricidad de los canales que transportan el líquido de enfriamiento, se forma un vórtice que alcanza su mayor velocidad aguas abajo del paso formado en la pared divisoria. Por otra parte, a la inclinación con respecto al eje longitudinal en el sentido de avance, se ha comprobado durante el desarrollo de la invención que un impacto perpendicular originaría una deformación de la capa, mientras que un impacto casi paralelo no enfriaría lo suficiente.
La invención es aplicable, por ejemplo, al enfriamiento de una capa de Zn dispuesta sobre un alambre. No obstante, se puede utilizar para muchos otros tipos de revestimientos, como aleaciones de Zn y Al en proporciones de entre el 0.5 y el 20 % de Al, aleaciones de Zn, Al y Mg, polímeros, pinturas, cobre y otros revestimientos depositados en caliente sobre un alambre.
Todo ello, conduce en el dispositivo según la invención a unas tasas de enfriamiento del orden de 8000-12000 W/m2 K, aproximadamente 10-20 veces mayores que en el caso de enfriamiento tradicional de un chorro atmosférico. Además, la componente giratoria que forma el vórtice permite obtener un flujo más estable. Esto favorece la formación de un revestimiento uniforme. Todo ello, conduce a que la longitud de la instalación de solidificación se pueda reducir de forma muy notable.
De manera particularmente preferida, dicho líquido es agua ya que, en caso de paros accidentales de la instalación de solidificación, en los que el circuito de enfriamiento se parase, por la parte inferior de la instalación solo caería agua. De manera particularmente preferida, el líquido de enfriamiento es uno seleccionado del grupo que consiste en agua de red, agua desmineralizada, una disolución de sales y/o polímeros en agua. Gracias a ello, se simplifica el diseño del dispositivo y se incrementa la seguridad. El agua es un líquido de enfriamiento fácilmente disponible en las industrias y, además, su manipulación no es peligrosa. Por otra parte, esto evita la necesidad de almacenar otros líquidos específicos. Alternativamente, se puede emplear glicol o aceite de corte, conocido en la técnica como taladrina.
De manera particularmente preferida, dicho eje longitudinal está dispuesto en dirección vertical para reducir el espacio lineal ocupado por el dispositivo.
La invención incluye, además, una serie de características preferidas que son objeto de las reivindicaciones dependientes y cuya utilidad se pondrá de relieve a continuación en la descripción detallada de una forma de realización de la invención.
En la invención, cada canal de dicha pluralidad de canales visto sobre un plano perpendicular a dicha dirección longitudinal presenta una primera pared lateral y una segunda pared lateral, estando dicha primera y segunda paredes laterales configuradas de manera que por lo menos una de ellas es excéntrica a dicho eje longitudinal, y la otra es por lo menos radial, quedando la prolongación de dicha primera y segunda paredes laterales a un mismo lado de dicho eje longitudinal. Gracias a que la primera pared lateral es por lo menos radial, se evita la formación de turbulencias y se maximiza el efecto vórtice.
En la invención y con el objetivo de maximizar el enfriamiento del alambre aguas abajo del paso del alambre, dicha cámara de inyección es cilíndrica. Gracias a la forma cilíndrica, se reducen las turbulencias en la cámara de inyección y se logra una mayor velocidad a la salida del paso del alambre, así como un vórtice más homogéneo, que maximiza el intercambio de calor con la superficie del alambre.
Uno de los problemas asociados con el enfriamiento de la capa de revestimiento consiste en que se produzca un impacto irregular del líquido de enfriamiento sobre la superficie del alambre. Un impacto irregular originaría una deformación u ondulación de la capa de revestimiento no deseada. Por ello, para evitar deformaciones en dicha capa, cada canal de dicha pluralidad de canales forma un ángulo con respecto a la dirección longitudinal que está comprendido en la invención entre 10 ° y 40 ° y preferentmente entre 12 ° y 30 °.
Se ha constatado que el retorno del líquido de enfriamiento hacia la zona del paso de alambre que daría acceso a la cámara de inyección también provoca deformaciones. Para evitar este problema, en otra forma de realización, por el lado de dicha cámara de enfriamiento, dicha pared divisoria forma un resalte en dicha cámara de enfriamiento que se estrecha en el sentido de dicha cámara de inyección hacia dicha cámara de enfriamiento y que termina en dicho conducto de paso de alambre. Gracias al resalte, el líquido de enfriamiento es apartado del paso de alambre y se reducen posibles turbulencias en esta zona.
En otra forma de realización particularmente preferida, dicha entrada es excéntrica respecto a dicho eje longitudinal, de manera que por lo menos es tangente al diámetro exterior del conducto de separación de dicho alambre.
También de manera particularmente preferida, dicha entrada es transversal con respecto a dicho eje longitudinal, de manera que el eje de dicha entrada forma un ángulo de entre 0 ° y 30 ° con respecto al plano perpendicular a dicho eje longitudinal. Nuevamente, se reducen las turbulencias en la zona de la pared divisoria, aguas abajo del paso de alambre. Esto evita irregularidades en la capa de revestimiento antes de pasar por el paso de alambre.
Otra forma de realización tiene por objetivo evitar que el líquido de enfriamiento salga por la salida de alambre. Para ello, de una manera particularmente preferida, las paredes de dicha cámara de enfriamiento, por el extremo de dicha salida de alambre, se estrechan entre dicha cámara de enfriamiento y dicha salida de alambre en la forma de superficie Coanda. La superficie Coanda está adaptada a la viscosidad de dicho líquido de enfriamiento, para lograr que el líquido que caiga por gravedad resiguiendo la pared de la cámara de enfriamiento.
La invención también se refiere a una instalación para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre. Para lograr un enfriamiento óptimo, la instalación comprende dispositivos según la invención. Además, la instalación comprende un depósito de líquido de enfriamiento, unos medios de impulsión que conectan fluídicamente dicho depósito con dicha entrada de líquido de dicho dispositivo para inyectar el líquido de enfriamiento en la cámara de inyección y unos medios de aspiración que conectan fluídicamente dicha salida de líquido de dicho dispositivo con dicho depósito para evacuar dicho líquido de enfriamiento de dicha cámara de enfriamiento a dicho depósito y formar un circuito de enfriamiento.
Por otra parte, para incrementar la velocidad de enfriamiento, en una forma de realización preferida de la instalación, dicha instalación comprende una pluralidad de dispositivos y los dispositivos de dicha pluralidad de dispositivos están conectados en serie a través de las entradas y salidas de alambre correspondientes, y en la instalación, además, dicho depósito y dichos medios de aspiración están dispuestos en comunicación fluídica con cada uno de los correspondientes conductos de entrada de líquido de dicha pluralidad de dispositivos para inyectar el líquido de enfriamiento en la cámara de inyección correspondiente y con cada una de las correspondientes salidas de líquido de dicha pluralidad de dispositivos para evacuar dicho líquido de enfriamiento de la cámara correspondiente para formar dicho circuito de enfriamiento. El mayor número de dispositivos permite incrementar notablemente de la velocidad de paso de alambre.
Asimismo, con el objetivo de reducir el espacio ocupado por la instalación, dicho por lo menos un dispositivo 1 está dispuesto de manera que dicha dirección longitudinal es la dirección vertical.
Finalmente, la invención también se refiere a un procedimiento para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre utilizando un dispositivo según la invención en una de las reivindicaciones 1-5.
El procedimiento comprende las etapas siguientes: hacer avanzar dicho alambre hacia adelante a lo largo de una dirección longitudinal, y proyectar sobre dicho alambre una pluralidad de chorros de líquido de enfriamiento, excéntricos con respecto al centro de dicho alambre y transversalmente a dicha dirección longitudinal en el sentido de avance de dicho alambre.
En una forma de realización particularmente preferida del procedimiento según la invención, dicho procedimiento comprende además la etapa de crear una depresión aguas abajo de dicha etapa de proyección durante el avance de dicho alambre.
En otra forma de realización del procedimiento según la invención que tiene por objeto lograr un flujo más estable, en dicha etapa de proyección dicho líquido se inyecta con un caudal de entre 2 y 25 l/min.
Por último, para evitar deformaciones en la capa de revestimiento, dicha pluralidad de chorros de líquido de enfriamiento forma un ángulo con respecto a la dirección longitudinal que está comprendido entre 10 ° y 40 ° y, preferiblemente, entre 12 ° y 30 °
Asimismo, la invención también abarca otras características de detalle ilustradas en la descripción detallada de una realización de la invención y en las figuras adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
Otras ventajas y características adicionales de la invención se aprecian a partir de la siguiente descripción, en la que, sin ningún carácter limitativo, se divulgan formas de realización preferidas de la invención, haciendo mención a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva lateral inferior del dispositivo según la invención.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva lateral inferior del dispositivo de la figura 1.
La figura 3 muestra una vista cortada longitudinalmente del dispositivo de la figura 1.
La figura 4 muestra una vista cortada longitudinalmente y explosionada del dispositivo de la figura 1.
La figura 5 muestra un corte transversal a través de un plano perpendicular a la dirección longitudinal del dispositivo, en la zona de la pluralidad de canales que conectan fluídicamente dicha cámara de inyección con dicha cámara de enfriamiento.
La figura 6 muestra una vista esquemática de la instalación según la invención.
La figura 7 muestra una vista lateral de detalle de la instalación según la invención dotada de una pluralidad de dispositivos conectados en serie.
La figura 8 muestra una vista cortada longitudinalmente de una pluralidad de dispositivos según la invención conectados en serie.
Las figuras 9A a 9C muestran una simulación de las líneas de flujo sobre el alambre a distintos niveles de caudal.
La figura 10 muestra una vista en perspectiva de una simulación asistida por ordenador en la que puede se aprecia el vórtice formado sobre el alambre.
La figura 11 muestra una vista frontal de una simulación asistida por ordenador en la que se aprecia el vórtice formado en el alambre.
Descripción detallada de las formas de realización de la invención
Las figuras 1 a 4 muestran un dispositivo 1 según la invención para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre 108. Esta capa de revestimiento puede ser, por ejemplo, pero de manera no limitativa, una capa de zinc, una aleación de Zn y Al en proporciones de entre el 0.5 y el 20 % de Al, aleaciones de Zn, Al y Mg, polímeros, pinturas, cobre y otros revestimientos depositados en caliente sobre el alambre 108.
El dispositivo 1 presenta una carcasa 24 exterior de forma alargada, que se extiende a lo largo de una dirección longitudinal L. Esta dirección longitudinal define la trayectoria de paso del alambre 108.
En su interior, la carcasa 24 forma una cámara de inyección 2 de líquido de enfriamiento. La cámara de inyección 2 presenta una entrada de líquido 6 de enfriamiento y una entrada de alambre 4.
Por otro lado, la figura 2 también muestra cómo el dispositivo 1 presenta una cámara de enfriamiento 8 con una salida de líquido 12 de enfriamiento y una salida de alambre 10.
Entre la cámara de inyección 2 y la cámara de enfriamiento 8, está prevista una partición 14. Esta partición presenta un paso de alambre 16 que comunica la cámara de inyección 2 y la cámara de enfriamiento 8 entre sí.
En la cámara de inyección 2, también está previsto un conducto 22 de separación del alambre 108, que se extiende entre la entrada de alambre 4 y el paso de alambre 16. Este conducto 22 evita someter el alambre 108 a los efectos del líquido de enfriamiento cuando este es inyectado en la cámara de inyección 2 a través de la entrada de líquido 6. El líquido de enfriamiento impactando directamente en dirección perpendicular sobre la superficie del alambre 108 con el revestimiento todavía caliente podría dañar la calidad del revestimiento.
La figura 3 muestra que la entrada de líquido 6, que en este caso está formada por un conducto cilíndrico, es excéntrica con respecto al eje longitudinal L. También para evitar turbulencias dentro de la cámara de inyección, en una forma de realización preferida, la entrada es tangente al diámetro exterior del conducto 22 de separación del alambre 108. Esto favorece la formación de un vórtice dentro de la cámara de inyección 2.
La figura 4 muestra también cómo la partición 14 presenta una pluralidad de canales 18 que conectan fluídicamente la cámara de inyección 2 con la cámara de enfriamiento 8. En la figura 5, se puede ver cómo esta pluralidad de canales 18 desemboca excéntricamente con respecto al centro del paso de alambre 16. Por otra parte, estos canales 18 están además inclinados formando un ángulo a con respecto a la dirección longitudinal L para dirigir un chorro de líquido de enfriamiento sobre el alambre 108 en el sentido desde la cámara de inyección 2 hacia la cámara de enfriamiento 8.
La combinación de estas dos características provoca la formación de un vórtice a la salida del paso de alambre 16 en la partición observada en las figuras 10 y 11. Este vórtice envuelve el alambre 108, enfriándolo de manera más eficiente que en los dispositivos conocidos. Esto conduce también a que la longitud de la etapa de solidificación del revestimiento puede acortarse considerablemente.
Por otra parte, la forma en la que los canales 18 desembocan en la cámara de enfriamiento 8 desempeña un papel importante en la eficiencia del dispositivo. Por tanto, en la invención, cada canal de la pluralidad de canales 18, visto sobre un plano P perpendicular a la dirección longitudinal L, presenta una primera pared lateral 26 y una segunda pared lateral 28, ambas se observan en la figura 5. Esta primera y segunda paredes 26, 28 están configuradas de manera que por lo menos una de ellas es excéntrica al eje longitudinal L, mientras que la otra es por lo menos radial. La figura muestra a través de las líneas a trazos y puntos que, en este caso, es la primera pared lateral 26 la que es radial, mientras que la segunda pared lateral 28 es claramente excéntrica. De esta forma, la prolongación de esta primera y segunda paredes laterales 26, 28 quedan a un mismo lado de dicho eje longitudinal L. Se evita de este modo la formación de corrientes de líquido en sentidos opuestos y se obtiene un vórtice más regular, lo que reduce las turbulencias. El sentido de giro de la corriente se indica en la figura 5 mediante la flecha A.
Por otra parte, también con el movimiento para mejorar el acabado de la capa de revestimiento libre de deformaciones, cada canal de la pluralidad de canales 18 forma un ángulo a con respecto a la dirección longitudinal L que está comprendido entre 10 ° y 40 ° y preferentemente entre 12 ° y 30 °. Por ejemplo, en la figura 3 los canales forman un ángulo a de 16 ° con respecto a la dirección longitudinal.
Esta misma figura 3 muestra también cómo, por el lado de la cámara de enfriamiento 8, la pared divisoria 14 del dispositivo 1 forma un resalte 20 en la cámara de enfriamiento 8 que se estrecha en el sentido de la cámara de inyección 2 hacia la cámara de enfriamiento 8, terminando en el conducto de paso de alambre 16. Este resalte 20 presenta una forma sustancialmente troncocónica. De este modo, en la dirección de funcionamiento preferido del dispositivo 1, que es cuando la dirección longitudinal L se encuentra en la dirección vertical, permite recoger el líquido de enfriamiento y evitar que vuelva a entrar en la cámara de inyección 2. También en este mismo sentido y para evitar que el agua cayente se dirija hacia el paso de alambre 16, el dispositivo 1 de la figura presenta unas paredes de la cámara de enfriamiento 8 que, por el extremo de la salida de alambre 10, se estrechan entre la cámara de enfriamiento y la salida de alambre 10 en forma de una superficie Coanda. Esta superficie ayuda a recoger el líquido de enfriamiento y lo dirige hacia las paredes laterales de la cámara de enfriamiento 8, lo que facilita su salida a través de la salida de líquido 12.
Una vez que se ha descrito en detalle el dispositivo 1 según la invención, a continuación se describe una instalación 100 según la invención para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre 108.
La figura 6 muestra una instalación esquemática que presenta seis dispositivos 1 según la invención, conectados en serie dispuestos de manera que su dirección longitudinal L corresponde a la dirección vertical.
El dispositivo 1 inferior tiene la salida de alambre 10 conectada con la entrada de alambre 4 del dispositivo adyacente 1 y así sucesivamente hasta el dispositivo 1 superior, cuya salida de alambre 10 está libre.
La instalación presenta un depósito 102 de líquido de enfriamiento y unos medios de impulsión 104. En esta forma de realización, los medios de impulsión son un ventilador. Alternativamente, pueden ser una bomba hidráulica. Los medios de impulsión 104 conectan fluídicamente el depósito 102 con cada una de las entradas de líquido 6 de cada uno de los seis dispositivos 1 a través de un conducto principal 110. Gracias a los medios de impulsión 104, se impulsa el líquido de enfriamiento hacia cada una de las cámaras de inyección 2.
La cámara de inyección 2 está separada del paso de alambre 16 a través del conducto 22. De esta manera, se forma un plenum que permite igualar la presión de inyección en cada uno de los dispositivos 1. La cámara de inyección 2 debe llenarse al arrancar la instalación. Así, cuando la cámara de inyección 2 está llena, a una determinada presión, el líquido de enfriamiento se introduce entonces en los canales 18 y asciende para llegar a la cámara de enfriamiento 8.
Las figuras 9A a 9C muestran el efecto conseguido gracias al ángulo a de inclinación de los canales 18. Como se puede ver, a medida que crece el caudal circulante a través de los canales 18, de 6 l/min a 21 l/m, se incrementa la velocidad con la que el líquido de enfriamiento “frota” la superficie del alambre que va a enfriarse. Un ángulo perpendicular al alambre 108 provocaría deformaciones importantes en la superficie del revestimiento, mientras que un ángulo no paralelo no proporcionaría un enfriamiento eficiente. Gracias a que el flujo presenta una componente longitudinal en la misma dirección que el avance del alambre 108, se alcanza un rango de funcionamiento óptimo, en el que se evita la formación de irregularidades sobre la superficie del alambre 108 y se consigue un enfriamiento muy eficiente.
A continuación, las figuras 10 y 11 muestran el efecto conseguido gracias a la excentricidad de los canales 18 con respecto al alambre 108 que va a enfriarse. La dirección de los vectores de velocidad muestra cómo se forma el vórtice alrededor del alambre 108. Este vórtice provoca un enfriamiento y un endurecimiento de la capa de revestimiento especialmente eficiente, pero sin dañar la superficie de revestimiento ni provocar irregularidades.
La instalación 100 según la invención también presenta unos medios de aspiración 106. En esta forma de realización, los medios de aspiración son un ventilador. Estos medios de aspiración 106 se encargan de mantener el depósito 102 en situación de vacío. De este modo, se crea un circuito cerrado en el que entre la salida de líquido 12 y la entrada del depósito 102, el circuito se encuentra en depresión para evacuar el líquido de enfriamiento desde la cámara de enfriamiento de cada uno de los dispositivos 1 hacia el depósito 102. Una vez en el depósito 102, el líquido de enfriamiento vuelve a ser impulsado por el ventilador 104. De este modo, se forma un circuito cerrado de enfriamiento.
La instalación 100 según la invención permite, por tanto, poner en práctica el procedimiento según la invención para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre 108 a alta velocidad, de manera eficiente, pero con un acabado superficial de mejor calidad.
En el procedimiento, se hace avanzar el alambre 108 a lo largo de la dirección longitudinal L. Una pluralidad de chorros de líquido de enfriamiento se proyecta a través de cada uno de los dispositivos 1 excéntricos con respecto al centro del alambre 16 y transversalmente a la dirección longitudinal L en el sentido de avance del alambre 108. Durante el avance del alambre 108, los medios de aspiración 106 crean una depresión aguas abajo de la salida de líquido 12 que retorna el líquido al depósito 102.
Para lograr unos resultados óptimos en la solidificación de la capa de revestimiento en la etapa de proyección, dicho líquido se inyecta en la cámara de inyección con un caudal de entre 2 y 25 l/min, lo cual proporciona velocidades de inyección de entre 6 y 25 m/s a la salida de los canales 18.
Por último, cabe comentar que la instalación según la invención puede instalarse en cualquier tipo de líneas de procesado en las que exista una etapa de revestimiento utilizando un revestimiento que deba ser solidificado.
A modo de ejemplo, la invención contempla el montaje de la instalación según la invención al final de una línea de procesamiento de alambre en continuo por galvanizado. Las instalaciones de este tipo pueden ser instalaciones unifilares o multifilares. Por tanto, en el caso de una línea de procesado de múltiples alambres, la línea incluiría tantas instalaciones de solidificación de capa de revestimiento como alambres hubiese que procesar.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (1) para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre (108), extendiéndose dicho dispositivo (1) a lo largo de una dirección longitudinal (L) que define la trayectoria de paso de dicho alambre (108), comprendiendo el dispositivo (1)
[a] una cámara de inyección (2) de líquido de enfriamiento con una entrada de líquido (6) de enfriamiento y una entrada de alambre (4), siendo dicha cámara de inyección cilíndrica,
[b] una cámara de enfriamiento (8) con una salida de líquido (12) de enfriamiento y una salida de alambre (10), [c] una partición (14) dispuesta entre dichas cámaras de inyección y de enfriamiento (2, 8), que comprende un paso de alambre (16), que comunica dicha cámara de inyección (2) y dicha cámara de enfriamiento (8) entre sí,
[d] un conducto (22) de separación de dicho alambre (108), que se extiende entre dicha entrada de alambre (4) y dicho paso de alambre (16),
caracterizado por que
[e] dicha partición (14) comprende una pluralidad de canales (18) que conectan fluídicamente dicha cámara de inyección (2) con dicha cámara de enfriamiento (8), desembocando dicha pluralidad de canales (18) excéntricamente respecto al centro de dicho paso de alambre (16), de manera que cada canal de dicha pluralidad de canales (18) visto sobre un plano (P) perpendicular a dicha dirección longitudinal (L) presenta una primera pared lateral (26) y una segunda pared lateral (28), estando dicha primera y segunda paredes laterales (26, 28) configuradas de manera que por lo menos una de ellas es excéntrica a dicho eje longitudinal (L), y la otra es por lo menos radial, quedando la prolongación de dicha primera y segunda paredes laterales (26, 28) a un mismo lado de dicho eje longitudinal (L) y
[f] estando dicha pluralidad de canales (18) inclinados formando un ángulo (a) con respecto a dicha dirección longitudinal (L) que está comprendido entre 10 ° y 40 ° para dirigir un chorro de líquido de enfriamiento sobre dicho alambre (108) en el sentido de dicha cámara de inyección (2) hacia dicha cámara de enfriamiento (8).
2. Dispositivo (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que cada canal de dicha pluralidad de canales (18) forma un ángulo (a) con respecto a la dirección longitudinal (L) comprendido entre 12 ° y 30 °
3. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que por el lado de dicha cámara de enfriamiento (8), dicha pared divisoria (14) forma un resalte (20) en dicha cámara de enfriamiento (8) que se estrecha en el sentido de dicha cámara de inyección (2) hacia dicha cámara de enfriamiento (8) y termina en dicho conducto de paso de alambre (16).
4. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que dicha entrada (6) es excéntrica con respecto a dicho eje longitudinal (L), de manera que por lo menos es tangente al diámetro exterior del conducto (22) de separación de dicho alambre (108).
5. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que las paredes de dicha cámara de enfriamiento (8), por el extremo de dicha salida de alambre (10) se estrechan entre dicha cámara de enfriamiento y dicha salida de alambre (10) en forma de superficie Coanda.
6. Instalación (100) para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre (108) que comprende por lo menos el dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que comprende
[a] un depósito (102) de líquido de enfriamiento,
[b] unos medios de impulsión (104) que conectan fluídicamente dicho depósito (102) con dicha entrada de líquido (6) de dicho dispositivo (1) para inyectar el líquido de enfriamiento en la cámara de inyección (2), y [c] unos medios de aspiración (106) que conectan fluídicamente dicha salida de líquido (12) de dicho dispositivo (1) con dicho depósito (102) para evacuar dicho líquido de enfriamiento de dicha cámara de enfriamiento hacia dicho depósito (102) y formar un circuito de enfriamiento.
7. Instalación según la reivindicación 6, caracterizada por que dicho por lo menos un dispositivo (1) está dispuesto de manera que dicha dirección longitudinal (L) es la dirección vertical.
8. Procedimiento para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre (108), con un dispositivo (1) para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre (108) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que comprende las siguientes etapas:
[a] hacer avanzar dicho alambre (108) a lo largo de una dirección longitudinal (L) de dicho dispositivo (1) haciendo pasar dicho alambre entre dicha entrada de alambre (4), y dicha salida de alambre (10), y [b] proyectar sobre dicho alambre (108) una pluralidad de chorros de líquido de enfriamiento a través de la partición (14) que comprende la pluralidad de canales (18), excéntricos con respecto al centro de dicho alambre (16) y transversalmente a dicha dirección longitudinal (L) en el sentido de avance de dicho alambre (108).
9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que además comprende la etapa de crear una depresión aguas abajo de dicha etapa de proyección durante el avance de dicho alambre (108).
10. Procedimiento según la reivindicación 8 o 9, caracterizado por que en dicha etapa de proyección dicho líquido se inyecta con un caudal comprendido entre 2 y 25 l/min.
11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por que dicha pluralidad de chorros de líquido de enfriamiento forma un ángulo (a) con respecto a la dirección longitudinal (L) que está comprendido entre 12 ° y 30 °.
ES19737800T 2019-05-16 2019-05-16 Dispositivo para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre, instalación y procedimiento correspondientes Active ES2953608T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/ES2019/070325 WO2020229710A1 (es) 2019-05-16 2019-05-16 Dispositivo para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre, instalación y procedimiento correspondientes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2953608T3 true ES2953608T3 (es) 2023-11-14

Family

ID=67226278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES19737800T Active ES2953608T3 (es) 2019-05-16 2019-05-16 Dispositivo para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre, instalación y procedimiento correspondientes

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11814733B2 (es)
EP (1) EP3971317B1 (es)
ES (1) ES2953608T3 (es)
MX (1) MX2021013951A (es)
WO (1) WO2020229710A1 (es)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3611986A (en) 1970-03-25 1971-10-12 Armco Steel Corp Apparatus for finishing metallic coatings
US3743535A (en) * 1971-12-28 1973-07-03 Bethlehem Steel Corp Method of continuously quenching molten metal coatings
JP3694482B2 (ja) 2001-12-27 2005-09-14 サクラテック株式会社 線材メッキ装置
DE102013203339A1 (de) 2013-02-28 2014-08-28 Lechler Gmbh Zweistoffdüse und Verfahren zum Versprühen eines Flüssigkeit-Gas-Gemisches

Also Published As

Publication number Publication date
EP3971317C0 (en) 2023-06-07
EP3971317B1 (en) 2023-06-07
US20220228249A1 (en) 2022-07-21
MX2021013951A (es) 2022-01-04
US11814733B2 (en) 2023-11-14
WO2020229710A1 (es) 2020-11-19
EP3971317A1 (en) 2022-03-23
US20240011140A1 (en) 2024-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2397249T3 (es) Buza de colada
ES2674048T3 (es) Depósito de desgasificado, y sistema de refrigeración de vehículo automóvil equipado con dicho depósito de desgasificado
KR20070054560A (ko) 블레이드용 마이크로회로 냉각
ES2953608T3 (es) Dispositivo para solidificar una capa de revestimiento depositada en caliente sobre un alambre, instalación y procedimiento correspondientes
CN107090602B (zh) 丝线冷却装置
CN108726869B (zh) 适于冷却通过管拉制法生产的玻璃原丝的设备和方法
ITMI20072252A1 (it) "degasatore"
KR102239324B1 (ko) 공기 냉각 전기 추진 유닛
FI61461B (fi) Foerfarande och anordning foer framstaellning av fibrer av smaelt mineralmaterial
US6413470B1 (en) Device for guiding bands in a suspended manner
JP5287666B2 (ja) 回転電機用冷却装置
KR102481662B1 (ko) 증기 우회 도관
ES2857952T3 (es) Dispositivo soplador para emitir un caudal de aire amplificado y unidad de refrigeración modular
ES2949655T3 (es) Sistema que comprende una boquilla de purga de alta eficacia y otra boquilla
CN116102250A (zh) 光纤拉丝冷却装置
CN107633921A (zh) 一种风液结合的电线电缆冷却装置
JP5581372B2 (ja) 海水吸入箱及び船舶
KR102684186B1 (ko) 냉각 시스템 및 그러한 냉각 시스템을 포함하는 차량
JP2009527722A (ja) 溶液を冷却する構造および方法
ES2777540T3 (es) Aparato de recubrimiento para recipientes
US10316378B2 (en) Apparatus for quenching
US3420447A (en) Distributor for distributing cooling liquid
JP2004504504A (ja) 熱交換室の中で合成繊維を連続的に処理する方法および装置
BRPI0918898B1 (pt) Inlet snorkel for a desgasification container operating according to the hr process for metalurgical fusions
KR20170091884A (ko) 냉각탑용 백연저감장치