ITMI20111544A1 - Impianto per il rivestimento mediante immersione continua a caldo di prodotti metallici piani e relativo processo di rivestimento - Google Patents

Description

Domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“Impianto per il rivestimento mediante immersione continua a caldo di prodotti metallici piani e relativo processo di rivestimentoâ€

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un impianto per il rivestimento mediante immersione continua a caldo di prodotti metallici piani, quali nastri in acciaio, con un metallo di rivestimento, che può essere ad esempio lo Zn o leghe contenente Zn, e si riferisce anche ad un relativo processo di rivestimento per immersione continua a caldo di prodotti metallici piani.

Stato della tecnica

Un processo noto per rivestire un nastro d’acciaio prevede il passaggio del nastro verticalmente attraverso un bagno di metallo fuso mantenuto in semi-levitazione mediante un campo magnetico alternato.

Il processo convenzionale di zincatura a caldo à ̈ continuo e normalmente richiede, come stadio preliminare, il pre-trattamento del nastro d’acciaio e il suo preriscaldo con un attento controllo della temperatura del nastro prima dell’applicazione del rivestimento. Il pre-trattamento - chimico e termico - migliora l’adesione del rivestimento sul nastro, e lo stadio di pre-trattamento può essere sia un’operazione di riscaldo preliminare in atmosfera controllata sia un’operazione di flussaggio nella quale il nastro à ̈ immerso in un flussante inorganico riducente, per rivestire la superficie del nastro di una pellicola protettiva che ne impedisce l’ossidazione.

Quando il nastro d’acciaio à ̈ stato sottoposto ad un riscaldo preliminare in atmosfera controllata, esso può entrare nel bagno di rivestimento ad una temperatura elevata che, nel caso di un bagno di rivestimento composto di Zn o leghe di Zn, può anche essere uguale a quella del bagno metallico.

Questo tipo di processo di zincatura a caldo prevede la fase di rivestimento effettuata in un bagno semi-levitato contenuto in un recipiente con un’apertura sul fondo per permettere il passaggio verso l’alto del nastro. Il nastro à ̈ guidato mediante uno o più rulli deviatori posti al di sotto del bagno fuso di rivestimento. Il nastro entra normalmente nel bagno da sotto con direzione sostanzialmente verticale e poi attraversa il materiale fuso di rivestimento. In seguito il nastro viene estratto dal bagno metallico in direzione verticale.

I sistemi noti che utilizzano la levitazione magnetica del bagno presentano svantaggiosamente disturbi sul menisco inferiore del bagno e conseguenti inevitabili perdite del liquido di rivestimento attraverso l’apertura sul fondo del recipiente contenente il bagno. La probabilità di perdite del materiale fuso attraverso il menisco inferiore aumenta con l'oscillazione del nastro. Inoltre, perdite di materiale fuso sono sempre presenti in fase di avviamento o di arresto deirimpianto ed in qualsiasi situazione di emergenza in cui à ̈ necessario fermare l'impianto.

Svantaggiosamente il liquido di rivestimento che fuoriesce dal recipiente contenente il bagno cade sul nastro sottostante, fermo o in avanzamento verso il recipiente, e sui rulli di guida del nastro stesso. L’adesione di gocce di liquido di rivestimento sia sul nastro che sui rulli di guida causa la formazione di impronte sul nastro deteriorando la qualità del prodotto finale.

Inoltre, le gocce del liquido di rivestimento che aderiscono ai rulli di guida rendono necessari, nel tempo, frequenti arresti dell’impianto per la sostituzione dei rulli sporchi e la loro pulizia per un successivo riutilizzo.

E’ pertanto sentita l’esigenza di realizzare un impianto per il rivestimento mediante immersione continua a caldo di prodotti metallici piani ed un relativo processo di rivestimento che consentano di superare i suddetti inconvenienti.

Sommario dell'invenzione

Scopo primario della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un impianto per il rivestimento mediante immersione continua a caldo di prodotti metallici piani, ad esempio nastri in acciaio, in un recipiente contenente un bagno di rivestimento fuso posto al di sopra dei rulli di guida del nastro, detto impianto essendo configurato per una gestione ottimale delle perdite di liquido di rivestimento dal fondo di detto recipiente, sia in fase di avviamento o di arresto dell’impianto che in qualsiasi situazione di emergenza in cui à ̈ necessario fermare l'impianto.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un impianto che consente di migliorare la qualità superficiale del prodotto finale, di ridurre gli interventi di manutenzione e di aumentare la velocità del nastro da rivestire, aumentando la produttività dell’impianto.

Un ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ di prevedere un relativo processo di rivestimento, per immersione continua a caldo di prodotti metallici piani, avente una maggiore efficienza rispetto ai processi noti.

La presente invenzione, pertanto, si propone di raggiungere gli scopi sopra discussi realizzando un impianto per il rivestimento mediante immersione continua a caldo di prodotti metallici piani che, conformemente alla rivendicazione 1, comprende una vasca di contenimento per contenere materiale di rivestimento fuso; un recipiente di rivestimento atto a ricevere e contenere materiale di rivestimento fuso, disposto al di sopra di detta vasca di contenimento e provvisto di un’apertura su un suo fondo per il passaggio del prodotto metallico piano da rivestire; una camera disposta al di sotto di detto recipiente di rivestimento e provvista di rulli di guida per guidare il prodotto metallico piano verso detta apertura; in cui la vasca di contenimento à ̈ disposta inferiormente alla camera in modo tale che camera e vasca di contenimento formino un unico ambiente, ed in cui à ̈ previsto un sistema di intercettazione e convogliamento, disposto all’interno della camera, configurato per intercettare e convogliare in detta vasca di contenimento il materiale di rivestimento fuso che fuoriesce da detta apertura, detto sistema di intercettazione e convogliamento essendo anche configurato per proteggere i rulli di guida ed il prodotto metallico piano, in avanzamento verso l’apertura, da detto materiale di rivestimento fuso che fuoriesce da detta apertura. Un secondo aspetto della presente invenzione prevede un processo per il rivestimento mediante immersione continua a caldo di prodotti metallici piani che, conformemente alla rivendicazione 14, comprende i seguenti stadi:

- previsione di una atmosfera inerte in detto unico ambiente ad una pressione superiore alla pressione esterna a detto ambiente;

- avanzamento del prodotto metallico piano nella camera, guidato verso il recipiente di rivestimento mediante i rulli di guida,

- rivestimento del prodotto metallico piano all’interno di detto recipiente di rivestimento;

in cui à ̈ previsto che il materiale di rivestimento fuso che fuoriesce dall'apertura del fondo del recipiente di rivestimento viene intercettato e convogliato nella vasca di contenimento mediante il sistema di intercettazione e convogliamento previsto nella camera, in modo da proteggere i rulli di guida ed il prodotto metallico piano in avanzamento verso detta apertura.

Vantaggiosamente il sistema di intercettazione e convogliamento del liquido di rivestimento che fuoriesce dal recipiente di rivestimento à ̈ configurato così da proteggere sia il nastro in avanzamento verso detto recipiente che i rulli di guida e recuperare direttamente detto liquido di rivestimento convogliandolo nella vasca di contenimento che, in una variante preferita, può coincidere con la vasca di fusione dei pani del materiale del rivestimento. Da detta vasca di contenimento si preleva, con una pompa, il liquido di rivestimento recuperato per riportarlo nel recipiente di rivestimento, noto anche come "funnel†nella terminologia inglese.

Il sistema di intercettazione e convogliamento, o sistema di ricezione e convogliamento, definisce condotti tra loro divergenti nella direzione da detto recipiente di rivestimento a detta vasca di contenimento. In tal modo si riesce a recuperare il liquido di rivestimento senza sporcare nastro e rulli di guida per cui non si creano impronte sul nastro, migliorandone la qualità superficiale. Inoltre, non à ̈ più necessaria l’operazione di pulitura dei rulli di guida e delle pareti della camera.

In una forma di realizzazione preferita il sistema di intercettazione e convogliamento à ̈ provvisto di due deflettori il cui scopo à ̈ quello di proteggere i sottostanti nastro e i rulli di guida, deviatore e stabilizzatore, dalle gocce di materiale metallico fuso che fuoriescono dalla parte bassa del dispositivo elettromagnetico che include un induttore e il recipiente di rivestimento che contiene il bagno metallico fuso. La forma di tali deflettori porta tali gocce a scorrere lungo di essi e le conduce nella vasca di contenimento, nota anche come †zìnc-pot†nella terminologia inglese. I due deflettori definiscono una luce, o gap, attraverso la quale passa il nastro in prossimità della zona di passaggio tra la camera o macchina termica e il dispositivo elettromagnetico o macchina magnetica.

In particolare, i suddetti condotti divergenti sono definiti dalla coppia dei deflettori le cui estremità superiori, tra loro parallele o non parallele, definiscono la suddetta luce per il passaggio del nastro in direzione verticale, e da una struttura esterna a detti deflettori ed indipendente da questi ultimi.

E’ vantaggiosamente previsto un cinematismo per la regolazione della luce tra i deflettori in grado di effettuare anche un’immediata chiusura in caso di emergenza.

La camera, riscaldata attivamente mediante appropriati mezzi di riscaldamento, collega la vasca di contenimento ad un dispositivo di levitazione elettromagnetica o semplicemente dispositivo elettromagnetico (galvanizzatore elettromagnetico nel caso che il rivestimento sia a base di zinco), ed à ̈ configurata in modo da aumentare la compattezza dell'intero impianto.

La temperatura dell’ambiente unico, definito dalla camera e dalla vasca di contenimento, viene vantaggiosamente mantenuta costantemente a circa 450-490°C, temperatura di mantenimento del materiale di rivestimento a base di zinco allo stato fuso, a favore di un ottimale condizionamento del nastro e quindi di un migliore processo di adesione dello zinco al nastro. In questo modo tutti gli elementi presenti in detto unico ambiente, ossia pareti interne e organi fissi e/o mobili, saranno mantenuti alla suddetta temperatura.

Vantaggiosamente l’atmosfera in detto ambiente unico à ̈ un atmosfera di gas inerte, ad esempio azoto, introdotto con una pressione maggiore rispetto a quella atmosferica esterna in modo da evitare la presenza di ossigeno e ridurre quindi la formazione di DROSS.

Un ulteriore vantaggio à ̈ rappresentato dal fatto che i cuscinetti dei rulli di guida sono all’esterno della camera, evitando che siano soggetti alle elevate temperature dell’ambiente della camera e permettendo eventuali azioni di manutenzione e/o operazioni di cambio senza eccessive perdite di tempo.

Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite dell’invenzione.

Breve descrizione delle figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, di un impianto per rivestire un prodotto metallico piano mediante immersione continua a caldo, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la Figura 1 rappresenta una prima vista laterale in sezione di una forma di realizzazione dellimpianto dell'invenzione;

la Figura 1a rappresenta un ingrandimento di una parte della prima vista laterale in sezione di Figura 1;

la Figura 2 rappresenta una seconda vista laterale in sezione della forma di realizzazione dellimpianto di Figura 1;

la Figura 3 rappresenta una vista laterale di una prima parte dell’impianto di Figura 1;

la Figura 4 rappresenta una vista in prospettiva di detta prima parte dell'impianto; la Figura 5 rappresenta una sezione trasversale secondo il piano H-H ed il piano B-B della vista di Figura 3;

la Figura 6 rappresenta una vista dall’alto di una seconda parte dell’impianto dell’invenzione;

la Figura 7 rappresenta una vista in sezione secondo il piano A-A di detta seconda parte dell’impianto di Figura 6;

la Figura 8 rappresenta una vista in prospettiva di detta seconda parte dell’impianto dell’invenzione;

la Figura 9 rappresenta una vista dall’alto di dette prima parte e seconda parte dell’impianto dell’invenzione.

Gli stessi numeri di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti.

Descrizione in dettaglio di forme di realizzazione preferite dell’invenzione

Con riferimento alla Figure à ̈ rappresentata una forma di realizzazione preferita di un impianto, globalmente indicato con il riferimento numerico 1, per rivestire un prodotto metallico piano mediante immersione continua a caldo. Nel seguito della presente descrizione si fa riferimento, a titolo esemplificativo, ad un impianto di zincatura di un nastro metallico, ad esempio in acciaio, per cui il materiale di rivestimento à ̈ a base di zinco, ad esempio zinco fuso oppure leghe di zinco allo stato fuso, ed il dispositivo elettromagnetico à ̈ un galvanizzatore elettromagnetico. L’impianto dell’invenzione, tuttavia, può anche essere impiegato per il rivestimento in continuo di un nastro metallico con altri materiali metallici, ad esempio a base di Al, leghe di Al, Mg, Si, Sn, Pb e loro leghe.

Tale impianto 1 comprende:

- una vasca di contenimento 2 per contenere zinco fuso,

- un recipiente di rivestimento 3 ricevente zinco fuso, disposto al di sopra di detta vasca di contenimento 2 e provvista di un’apertura 4 su un suo fondo per il passaggio del nastro 5,

- una camera 6 disposta al di sotto di detto recipiente di rivestimento 3 e provvista di rulli di guida 7, 8 per guidare il nastro 5 verso detta apertura 4.

Vantaggiosamente la vasca di contenimento 2 à ̈ disposta inferiormente alla camera 6 in modo tale che camera 6 e vasca di contenimento 2 formino un unico ambiente, ed à ̈ inoltre previsto un sistema di intercettazione e convogliamento 9, disposto all’interno della camera 6, per intercettare e convogliare in detta vasca di contenimento 2 lo zinco fuso in uscita dall’apertura 4 del recipiente di rivestimento 3.

Vantaggiosamente il sistema di intercettazione e convogliamento 9 à ̈ configurato per aggirare i rulli di guida 7, 8 ed il nastro 5 in avanzamento verso l’apertura 4, in modo da proteggerli dalla caduta delle gocce di zinco fuso durante il funzionamento a regime dell’impianto oppure dalla caduta di grandi quantità di zinco fuso sia nella fase di avviamento o arresto che nelle fasi di manutenzione o emergenza.

Tale sistema di intercettazione e convogliamento 9 comprende:

- una coppia di deflettori 12 che proteggono nastro 5 e rulli di guida 7, 8, ciascun deflettore 12 essendo disposto in corrispondenza di un rispettivo lato del piano di avanzamento verticale X del nastro 5 e collegato a due pareti laterali opposte 6’ della camera 6 mediante un albero di supporto 17 solidale al deflettore 12 ed a sua volta flangiato alle pareti 6’ (Figure 5 e 9);

- ed una struttura 20, esterna ai deflettori 12 e solidalmente fissata a due pareti laterali 6’ opposte della camera 6 (Figure 1a, 9), definente insieme ai deflettori 12 canali di intercettazione e convogliamento verso la vasca di contenimento 2.

I deflettori 12 sono preferibilmente disposti simmetricamente rispetto a detto piano di avanzamento verticale X, almeno con le loro estremità superiori 13.

Queste estremità superiori 13 dei deflettori 12 definiscono una luce o gap per il passaggio del nastro 5 in direzione verticale. Questa luce può variare da zero, caso in cui i deflettori vanno ad appoggiarsi tra loro in assenza di nastro, fino ad almeno un valore pari allo spessore del nastro da rivestire più un valore compreso tra 0,5 e 5 mm per ciascun lato del piano X, durante il funzionamento a regime. Vantaggiosamente dette estremità superiori 13 dei deflettori, realizzati in acciaio, possono essere rivestite di un materiale ceramico, ad esempio riportato oppure in forma di placche ceramiche di usura, o di acciaio Inconel, per ridurre il rischio di graffi sul nastro in caso di strisciamento.

I deflettori 12, oltre a proteggere nastro e rulli di guida, svolgono anche la funzione di stabilizzazione del nastro. Il campo elettromagnetico del galvanizzatore 10 può infatti essere soggetto ad oscillazioni, anche dovute ad un abbassamento di corrente, inducendo vibrazioni e oscillazioni sul nastro. Il passaggio tra le estremità superiori 13 dei deflettori 12 può fungere da riscontro meccanico e ridurre l’entità delle oscillazioni indotte durante il transito del nastro. Si ha quindi un effetto di stabilizzazione del nastro a monte del galvanizzatore elettromagnetico 10, ottimizzando ulteriormente il processo di zincatura. La stabilizzazione, infatti, negli impianti noti à ̈ prevista solo a valle del galvanizzatore.

Come meglio illustrato in Figura 3, i deflettori 12 hanno estremità inferiori 14 tra loro sostanzialmente parallele e maggiormente distanziate tra loro rispetto alle estremità superiori 13. E’ prevista infatti una porzione centrale 15 dei deflettori 12, sostanzialmente piana ed inclinata di un predeterminato angolo maggiore di zero, preferibilmente compreso tra 35 e 45°, ancora più preferibilmente compreso tra 40 e 43°, rispetto al piano di avanzamento verticale X del nastro 5. Detta porzione centrale 15 dei deflettori 12 collega una estremità superiore 13 alla rispettiva estremità inferiore 14 per cui sia il rullo deviatore 7 che il rullo stabilizzatore 8 sottostanti sono coperti dalla coppia di deflettori 12. Dette estremità inferiori 14 sono posizionate in modo da coprire il rullo deviatore 7, avente un diametro maggiore rispetto al rullo stabilizzatore 8 e disposto al di sotto di esso.

Vantaggiosamente sono previsti mezzi di regolazione della luce dei deflettori che sono configurati per regolare il valore di detta luce in funzione dello spessore del nastro da rivestire e delle vibrazioni del nastro.

I mezzi di regolazione della luce dei deflettori comprendono un cinematismo che permette la regolazione della luce fino a raggiungere una loro immediata chiusura in caso di emergenza.

Tale cinematismo comprende, ad esempio, un sistema di leverismi 16, manuale o automatizzato, guidati da boccole filettate 18 che permettono una regolazione della luce molto precisa, anche micrometrica. L’azionamento dei leverismi permette di ruotare, in modo sincrono e speculare rispetto al piano di avanzamento X del nastro 5, due alberi di supporto 17 disposti parallelamente al piano di avanzamento verticale X. Ciascun albero di supporto 17 à ̈ fissato solidalmente ad un rispettivo deflettore 12, ad esempio mediante flange di fissaggio 52, preferibilmente in corrispondenza della parte inferiore della porzione centrale 15, ossia in prossimità dell’ estremità inferiore 14. Ciascun albero 17 à ̈ inserito alle estremità su flange di guida 50, fissate ad un massello 51 connesso alle pareti 6’ (Figura 5).

In una variante preferita il sistema di leverismi 16 comprende una serie di camme 19 collegate tramite boccole filettate 18 con passo molto piccolo, ad esempio di circa 1 mm, che, essendo azionate, consentono un braccio di leva che porta ad un’apertura significativa dei deflettori 12. Il sistema di leverismi 16 à ̈ vantaggiosamente configurato in modo tale che la rotazione sincrona e speculare degli alberi di supporto 17 attorno al proprio asse determina un distanziamento tra le estremità superiori 13 dei deflettori, detto distanziamento essendo speculare rispetto a detto piano di avanzamento X del nastro 5. Questo significa che, mentre nella configurazione a luce zero le estremità superiori 13 dei deflettori 12 sono parallele, in seguito all’attuazione da parte del sistema di leverismi 16 dette estremità superiori 13 si allontanano in modo da non essere più parallele tra loro, ossia formando un angolo diverso da zero rispetto al piano di avanzamento verticale X del nastro.

In una seconda variante, non illustrata, possono essere presenti due distinti sistemi di leverismi che prevedono la regolazione della luce tramite il movimento disgiunto e non più sincrono dei due deflettori.

In una terza variante il sistema a leverismi può essere sostituito con un sistema, ad esempio ad eccentrici, tale per cui i deflettori non vengono fatti ruotare bensì vengono fatti traslare singolarmente o simultaneamente mantenendo sempre costante la loro inclinazione rispetto all’asse X, per cui le estremità superiori 13 dei deflettori 12 rimangono parallele tra loro e rispetto al piano di avanzamento verticale X del nastro.

Una ulteriore variante prevede che i deflettori possano sia ruotare sia traslare, ad esempio grazie alla combinazione di un sistema ad eccentrici e di un sistema a leverismi.

La struttura 20, come sopra indicato, definisce insieme ai deflettori 12 canali di convogl lamento 22 (Figura 1a) dello zinco fuso in uscita dal recipiente di rivestimento 3 verso la vasca di contenimento 2. Detti canali di convogliamento 22 sono delimitati lateralmente da alette 23, illustrate ad esempio in Figura 4, sporgenti verso l’alto ai lati dei deflettori 12. In una variante preferita dette alette 23 sono disposte in corrispondenza dei bordi laterali dei deflettori 12, seguendo la forma degli stessi deflettori. Una prima estremità delle alette 23 à ̈ disposta in corrispondenza della zona inferiore delle estremità superiori 13 dei deflettori; una seconda estremità à ̈ disposta in corrispondenza e segue la sagoma delle estremità inferiori 14 dei deflettori.

Detta struttura 20 à ̈ configurata in modo da definire in corrispondenza dell’estremità superiore un'apertura svasata longitudinale 21, che si estende trasversalmente alla camera 6 sostanzialmente per circa tutta l’ampiezza della camera stessa, all’interno della quale sono disposte le estremità superiori 13 dei deflettori (Figure 1a e 9). Detta apertura svasata longitudinale 21 funge da imbuto o vaso di espansione aperto per intercettare grandi quantità di zinco liquido in uscita dal fondo del recipiente di rivestimento 3, sia nella fase di avviamento o arresto che nelle fasi di manutenzione o emergenza. In fase di avviamento, ad esempio, prima di raggiungere la cosiddetta soglia o battente di sostentamento oltre il quale lo zinco fuso viene sostenuto dal campo magnetico nel recipiente di rivestimento 3, lo zinco fuso non viene ancora adeguatamente sostenuto e viene scaricato dall’apertura 4. Detta soglia o battente di sostentamento viene definita in funzione della dimensione del recipiente di rivestimento 3 e dell’intensità del campo magnetico. Nel caso di manutenzione o di emergenza, ad esempio nel caso di perdita del campo magnetico, l’apertura svasata longitudinale 21 permette di intercettare e gestire la grande quantità di zinco fuso presente nel tunnel che viene scaricata interamente.

La struttura 20 (Figure 7, 8) à ̈ composta da due semielementi 20’, indipendenti dai deflettori 12 e solidalmente fissati a due pareti laterali 6’ opposte della camera 6 (Figura 9) in modo tale che le loro estremità superiori 27 siano a contatto tra loro mediante rispettive piastre laterali di appoggio 28. Al di sotto di dette piastre laterali di appoggio 28 sono previste, in ciascun semielemento 20’, canali laterali di scolo 29. Vantaggiosamente, poiché i deflettori 12 sono disposti al centro della zona di restringimento 37 (Figura 6, 9) dell’apertura svasata longitudinale 21 nello spazio compreso tra le due coppie di piastre laterali di appoggio 28 a contatto tra loro e si estendono fino alle estremità inferiori 14 sempre con la stessa ampiezza L (Figura 9), detti canali laterali di scolo 29 permettono il convogliamento di quella parte di zinco fuso che va oltre l’ampiezza dei deflettori stessi, e quindi oltre l'ampiezza dei canali di convogliamento 22.

All’estremità inferiore, invece, la struttura 20 à ̈ configurata in modo da definire condotti di estremità longitudinali 24, 25 (Figure 1a, 7) la cui sezione di uscita à ̈ in prossimità di un elemento ad imbuto 26 che raccoglie lo zinco fuso scaricato dai canali di convogliamento 22 e dai canali laterali di scolo 29 per versarlo nella vasca di contenimento 2 sottostante. L’elemento ad imbuto 26 à ̈ opzionale e, nel caso in cui non sia previsto, lo zinco fuso scaricato passa direttamente nella vasca di contenimento 2.

I canali di convogliamento 22, ciascuno disposto su un rispettivo lato del piano di avanzamento verticale X, seguono sostanzialmente il profilo esterno dei deflettori 12 nel tratto tra detta apertura svasata longitudinale 21 e detti condotti di estremità 24, 25.

In una variante preferita, illustrata in Figura 1 a, 7 e 8, il condotto di estremità 25 presenta una configurazione a ponte 40 per cui lo zinco fuso che arriva dai canali di convogliamento 22 e dai canali laterali di scolo 29 viene deviato lateralmente e scaricato nell’elemento ad imbuto 26 o direttamente nella vasca di contenimento 2 in modo da evitare di sporcare il nastro in ingresso nella camera 6 ed in movimento verso il rullo deviatore 7. Vantaggiosamente la campata di detto ponte à ̈ maggiore dello larghezza del nastro 5 in ingresso nella camera 6.

Questo condotto di estremità con configurazione a ponte à ̈ pertanto disposto almeno in corrispondenza della zona tra il rullo deviatore 7 e l’apertura laterale 41 (Figura 1a) della camera 6 attraverso la quale il nastro 5 entra in detta camera dopo il pre-trattamento.

I semielementi 20’ della struttura 20 presentano (Figure 7, 8), al di sotto della rispettiva estremità superiore 27, una rispettiva porzione centrale 36 ed una rispettiva estremità inferiore 35. Detta porzione centrale 36 ha un profilo sostanzialmente corrispondente a quello della porzione centrale 15 del corrispondente deflettore 12 ed à ̈ opportunamente distanziato da esso per cui vengono definiti i canali di convogliamento 22, delimitati ai lati dalle alette 23.

Vantaggiosamente la camera 6, che collega la vasca di contenimento 2 con un galvanizzatore elettromagnetico 10 che include un induttore 11 e il recipiente di rivestimento 3, à ̈ provvista di mezzi di riscaldamento per mantenere l’ambiente comprendente la camera stessa e la vasca di contenimento 2 ad una predeterminata temperatura, sostanzialmente uguale ad una temperatura di mantenimento del materiale di rivestimento allo stato fuso. La temperatura di tutti gli elementi della camera, quali pareti interne e organi fissi e/o mobili, à ̈ ad esempio mantenuta costante a circa 460-490°C in funzione della composizione chimica dei pani di materiale di rivestimento. Il nastro 5 arriva all’interno della camera 6 già preriscaldato, ad una temperatura sostanzialmente uguale o maggiore a detta temperatura di mantenimento del materiale di rivestimento allo stato fuso.

II fatto di prevedere la vasca di contenimento 2 dello zinco fuso nello stesso ambiente della camera 6 determina un contributo energetico da parte della vasca di contenimento o zinc-pot 2 a portare velocemente in temperatura l’intero unico ambiente.

Vantaggiosamente i rulli di guida 7, 8, realizzati in acciaio, sono provvisti di un rivestimento in materiale ceramico oppure ossido di cromo o nitruro di boro, oppure tramite riporto di saldatura (per esempio ad arco trasferito). In questo modo, evitando la creazione di irregolarità di lega Fe-Zn, estremamente dura e di difficile rimozione, si evita l’adesione di eventuali gocce di zinco liquido sui rulli di guida e quindi la formazione di impronte sul nastro a causa di dette irregolarità sul rullo. Altri elementi, ad esempio le pareti della camera 6, possono essere rivestite con piastrelle ceramiche.

Primi mezzi di riscaldamento della camera 6 sono previsti in almeno uno dei due rulli di guida 7, 8.

In una prima variante il rullo deviatore 7, di forma cilindrica, à ̈ provvisto esternamente di una camicia cilindrica cava 7’, coassiale al rullo 7. Detta camìcia cilindrica cava T à ̈ provvista di una pluralità di cave o fori longitudinali 30, ricavati nello spessore di detta camicia, per l’alloggiamento di rispettive resistenze elettriche collegate ad appropriati mezzi di alimentazione elettrica. Le cave longitudinali 30 hanno preferibilmente il loro asse parallelo all’asse di rotazione del rullo deviatore 7, sono disposte lungo una superficie laterale cilindrica ed il loro numero e la distanza tra una cava e quella successiva sono appropriatamente definite in modo tale da garantire una temperatura omogenea sulla superficie esterna del rullo 7 su cui scorre il nastro 5.

Una seconda variante (non illustrata) prevede invece che il rullo deviatore 7, di forma cilindrica cava, sia provvisto internamente di almeno tre resistenze fisse o di un bruciatore a fiamme radiali, disposti nella parte cava del rullo 7.

In entrambe le varianti le gocce di zinco fuso che eventualmente dovessero cadere sulla superficie esterna del rullo deviatore 7 non aderiranno a detta superficie esterna riscaldata ma si mantengono liquide e scivoleranno via cadendo nell’elemento ad imbuto 26 o direttamente nella vasca di contenimento 2.

In tutte le varianti il rullo stabilizzatore 8 può anch’esso essere provvisto di mezzi di riscaldamento e può, in un caso limite, coincidere con una resistenza opportunamente rivestita.

Vantaggiosamente i rulli di guida 7, 8 sono montati su mozzi smontabili. La camicia cava 7’ rappresenta la zona a consumo del sistema rullo deviatore mentre, vantaggiosamente, entrambi i rulli di guida 7, 8 hanno i rispettivi cuscinetti 31, 32 all’esterno della camera 6, permettendo quindi eventuali azioni di manutenzione e/o operazioni di cambio senza eccessive perdite di tempo poiché non à ̈ necessario smontare tutta la macchina.

Secondi mezzi di riscaldamento della camera 6 sono anche previsti in differenti punti della camera.

Detti secondi mezzi di riscaldamento sono preferibilmente piastre riscaldanti 33, ad esempio provviste nel loro spessore di cave o fori longitudinali 34 per l’alloggiamento di rispettive resistenze elettriche collegate ad appropriati mezzi di alimentazione elettrica.

In una variante preferita dette piastre riscaldanti 33 sono disposte in prossimità delle porzioni centrali 36 ed in prossimità delle estremità inferiori 35 dei semielementi 20’ della struttura 20 del sistema di intercettazione e convogliamento (vedi Figura 1 e 7).

Altre piastre riscaldanti 33 possono essere previste in prossimità di superfici esterne dell’elemento ad imbuto 26 (Figura 1) e della vasca di contenimento 2 (Figure 1 e 2).

Vantaggiosamente la camera 6 à ̈ provvista di due sistemi di tenuta e l’atmosfera al suo interno à ̈ inerte, grazie alla presenza di gas inerte, ad esempio azoto, introdotto e mantenuto ad una pressione maggiore rispetto a quella atmosferica esterna in modo da evitare la presenza dì ossigeno e ridurre la formazione di DROSS.

Un primo sistema di tenuta (non illustrato) Ã ̈ previsto in corrispondenza di una apertura laterale 41 (Figura 1a) della camera 6 attraverso la quale il nastro 5 entra in detta camera dopo il pre-trattamento.

Un secondo sistema di tenuta à ̈ invece costituito dallo zinco liquido presente nel recipiente di rivestimento 3, che non permette la fuoriuscita del gas inerte presente nella camera 6.

Vantaggiosamente, in corrispondenza della zona di passaggio tra la camera 6 e il recipiente di rivestimento o funnel 3 à ̈ previsto un condotto 45, preferibilmente isolato termicamente, ad esempio in materiale ceramico, attraverso cui passa il nastro 5. Detto condotto 45 ha una prima estremità fissata al fondo del recipiente di rivestimento 3 e comunicante con l’apertura 4 di quest’ultima, ed una seconda estremità che attraversa la parete superiore della camera 6, comunicando pertanto con detta camera.

Vantaggiosamente l’apertura svasata 21 e l’intero sistema di intercettazione e convogliamento 9 hanno un’ampiezza L’ maggiore sia dell’ampiezza L dei deflettori 12 (Figura 9) che dell’ampiezza dell’apertura 4 del recipiente di rivestimento 3. L’ampiezza del condotto 45 à ̈ almeno pari all’ampiezza dell’apertura 4 ed inferiore all’ampiezza L' dell’apertura svasata 21.

Per quanto riguarda l’alimentazione di zinco fuso nel recipiente di rivestimento 3, esso può ricevere lo zinco fuso dalla vasca di contenimento 2 che può anche costituire la vasca di fusione dei pani di zinco. Nella fase di avviamento i pani di zinco vengono caricati direttamente nella vasca di contenimento 2, appoggiata in un cassetto carrellato mosso con mezzi idraulici o pneumatici.

L’intera camera 6 comunicante con la vasca di contenimento 2 à ̈ vantaggiosamente configurata a moduli in modo da poter aggiungere un forno fusorio che dia la possibilità di fare una carica continua di zinco. Tale forno fusorio sarà provvisto di una rispettiva pompa di ricircolo, disposta nel crogiolo in modo da essere immersa nel materiale di rivestimento fuso alimentato nel forno.

In alternativa, la vasca di contenimento 2 può essere una vasca distinta da quella di fusione dei pani di zinco da cui si preleva lo zinco fuso puro per immetterlo nel recipiente di rivestimento 3 o funnel. In questo modo si tiene separata la fase di mandata, in cui viene inviato lo zinco fuso puro da detta vasca di fusione al recipiente di rivestimento 3, dalla fase di recupero dello zinco fuso in uscita dal recipiente di rivestimento 3. Lo zinco fuso recuperato potrebbe avere delle impurità per cui potrebbe essere necessario ritrattarlo e/o filtrarlo attraverso ad esempio un sedimentatore opportunamente riscaldato per la purificazione del materiale di rivestimento fuso. Tuttavia la pompa 40, visibile in Figura 2, à ̈ configurata per lavorare sotto il livello di scarico nella vasca di contenimento 2 per cui pesca sempre in prossimità del fondo dove c’à ̈ zinco fuso pulito in quanto il DROSS si raccoglie in superficie in detta vasca di contenimento.

Facendo ora riferimento alla Figura 1, un nastro continuo 5 viene svolto da una matassa (non mostrata) e viene sottoposto ad un pre-trattamento convenzionale a monte del primo sistema di tenuta. Dopo il pre-trattamento, il nastro 5 entra nella camera 6 e viene diretto per mezzo dei rulli di guida 7, 8 verso l’apertura o fessura longitudinale 4, prevista sul fondo della vasca di rivestimento 3 del galvanizzatore elettromagnetico 10.

L’apertura 4 permette l’introduzione del nastro 5 dentro il bagno di zinco fuso presente nel recipiente 3, il bagno definente una superficie superiore o menisco superiore. Il nastro 5 si muove lungo una direzione che si estende attraverso il bagno. Il movimento del nastro 5 attraverso il bagno permette il rivestimento del nastro stesso con uno strato di zinco fuso di cui il bagno à ̈ composto. Un nastro rivestito esce dal bagno a valle della sua superficie superiore. Il recipiente di rivestimento 3 presenta un’estremità superiore aperta attraverso la quale il nastro rivestito si muove verso l’alto.

Un dispositivo di controllo dello spessore del rivestimento, di tipo pneumatico o elettromagnetico, tipicamente usato per ottenere le grammature desiderate sul nastro, à ̈ posizionato sopra il recipiente di rivestimento 3. A valle del dispositivo di controllo à ̈ posto un aspo (non mostrato) su cui il nastro rivestito raffreddato viene riavvolto in una matassa che viene poi rimossa dall’aspo.

Vantaggiosamente, durante tutto il processo di rivestimento à ̈ prevista un’atmosfera inerte nell’unico ambiente, definito da camera 6 e vasca di contenimento 2, ad una pressione superiore alla pressione esterna a detto ambiente, ed à ̈ inoltre previsto il convogliamento dello zinco fuso, in uscita dall’apertura 4 del fondo della vasca di rivestimento 3, nella vasca di contenimento 2 mediante il sistema di intercettazione e convogliamento 9 previsto nella camera 6

Nel funzionamento a regime dellimpianto, le gocce di zinco fuso in uscita dall’apertura 4 scivoleranno sul nastro 5 fino ad arrivare sui deflettori 12 che porteranno tali gocce a percorrere i canali di convogliamento 22 ed infine i condotti di estremità 24 e 25.

Nel caso di avviamento o arresto dellimpianto, la quantità abbondante di zinco fuso in uscita dall’apertura 4 percorrerà il condotto 45 e si riverserà nell’apertura svasata longitudinale 21 percorrendo successivamente i canali di convogliamento 22 ed i condotti di estremità 24 e 25.

La temperatura all’interno di detto unico ambiente à ̈ mantenuta a regime sostanzialmente uguale ad una temperatura di mantenimento del materiale di rivestimento allo stato fuso.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto per rivestire un prodotto metallico piano (5) mediante immersione continua a caldo, comprendente - una vasca di contenimento (2) per contenere materiale di rivestimento fuso, - un recipiente di rivestimento (3) atto a ricevere e contenere materiale di rivestimento fuso, disposto al di sopra di detta vasca di contenimento (2) e provvisto di un’apertura (4) su un suo fondo per il passaggio del prodotto metallico piano da rivestire, - una camera (6) disposta al di sotto di detto recipiente di rivestimento (3) e provvista di rulli di guida (7, 8) per guidare il prodotto metallico piano (5) verso detta apertura (4), in cui la vasca di contenimento (2) à ̈ disposta inferiormente alla camera (6) in modo tale che camera e vasca di contenimento formino un unico ambiente, ed in cui à ̈ previsto un sistema di intercettazione e convogliamento (9), disposto all’interno della camera (6), configurato per intercettare e convogliare in detta vasca di contenimento (2) il materiale di rivestimento fuso che fuoriesce da detta apertura (4), detto sistema di intercettazione e convogliamento essendo anche configurato per proteggere i rulli di guida (7, 8) ed il prodotto metallico piano (5), in avanzamento verso l’apertura (4), da detto materiale di rivestimento fuso che fuoriesce da detta apertura (4).
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui detto sistema di intercettazione e convogliamento (9) definisce condotti (22) tra loro divergenti nella direzione da detto recipiente di rivestimento (3) a detta vasca di contenimento (2).
3. 3. Impianto secondo la rivendicazione 2, in cui detti condotti (22) sono definiti da una coppia di deflettori (12), le cui estremità superiori (13) definiscono una luce per il passaggio del prodotto metallico piano (5) in direzione verticale, e da una struttura (20) esterna a detti deflettori ed indipendente da questi ultimi.
4. 4. Impianto secondo la rivendicazione 3, in cui ciascun deflettore (12) à ̈ disposto in corrispondenza di un rispettivo lato di un piano di avanzamento verticale (X) del prodotto metallico piano (5) ed à ̈ collegato a due pareti laterali opposte (6’) della camera (6).
5. 5. Impianto secondo la rivendicazione 4, in cui detta struttura (20) à ̈ composta da due semielementi (20’) solidalmente fissati a dette due pareti laterali (6’) opposte della camera (6), ed à ̈ configurata in modo da definire in corrispondenza della rispettiva estremità superiore un'apertura svasata (21) che si estende trasversalmente alla camera (6) ed all’Interno della quale sono disposte le estremità superiori (13) dei deflettori (12).
6. 6. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui sono previsti mezzi di regolazione di detta luce di passaggio.
7. 7. Impianto secondo la rivendicazione 6, in cui detti mezzi di regolazione della luce di passaggio sono configurati per movimentare due alberi di supporto (17) dei deflettori (12), disposti parallelamente al piano di avanzamento verticale (X), ciascun albero di supporto (17) essendo fissato solidalmente ad un rispettivo deflettore (12) e collegato a due pareti opposte (6’) della camera (6).
8. 8. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui sono previsti mezzi di riscaldamento disposti all’interno di detta camera (6).
9. 9. Impianto secondo la rivendicazione 8, in cui sono previsti primi mezzi di riscaldamento su almeno uno dei rulli di guida (7, 8), detti primi mezzi di riscaldamento essendo preferibilmente resistenze elettriche alloggiate in una pluralità di cave (30) previste in una camicia cava (7') di un primo rullo di guida (7) atto a deviare il prodotto metallico piano (5) in seguito al suo ingresso nella camera (6).
10. 10. Impianto secondo la rivendicazione 9, in cui sono previsti secondi mezzi di riscaldamento in prossimità delle pareti esterne di detta struttura (20), detti secondi mezzi di riscaldamento essendo preferibilmente piastre riscaldanti (33).
11. 11. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i supporti dei rulli di guida (7, 8) hanno i cuscinetti all’esterno della camera (6).
12. 12. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il recipiente di rivestimento (3) Ã ̈ parte di un dispositivo elettromagnetico (10) idoneo a mantenere in semi-levitazione un bagno di materiale di rivestimento fuso.
13. 13. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui à ̈ previsto un condotto (45) comunicante ad una prima estremità con l'apertura (4) del recipiente di rivestimento (3) e ad una seconda estremità con la camera (6), idoneo per il passaggio del prodotto metallico piano (5) da detta camera (6) a detto recipiente di rivestimento (3).
14. 14. Processo di rivestimento di un prodotto metallico piano mediante immersione continua a caldo, eseguibile mediante un impianto secondo la rivendicazione 1, il processo comprendente i seguenti stadi: - previsione di una atmosfera inerte in detto unico ambiente ad una pressione superiore alla pressione esterna a detto ambiente; - avanzamento del prodotto metallico piano (5) nella camera (6), guidato verso il recipiente di rivestimento (3) mediante i rulli di guida (7, 8), - rivestimento del prodotto metallico piano all’interno di detto recipiente di rivestimento (3); in cui à ̈ previsto che il materiale di rivestimento fuso che fuoriesce dall’apertura (4) del fondo dei recipiente di rivestimento (3) viene intercettato e convogliato nella vasca di contenimento (2) mediante il sistema di intercettazione e convogliamento (9) previsto nella camera (6) in modo da proteggere i rulli di guida (7, 8) ed il prodotto metallico piano (5) in avanzamento verso detta apertura (4).
15. 15. Processo secondo la rivendicazione 14, in cui à ̈ previsto un mantenimento di detto unico ambiente ad una temperatura idonea a mantenere il materiale di rivestimento allo stato fuso.