ITPI20090011A1

ITPI20090011A1 - Metodo per il rivestimento metallico di prodotti continui e struttura che attua tale metodo

Info

Publication number: ITPI20090011A1
Application number: IT000011A
Authority: IT
Inventors: Andrea Guadagnini; Edoardo Guadagnini
Original assignee: Siderprogetti Sa Llc
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2010-08-10
Also published as: EP2454392B1; IT1395468B1; EP2454392A1; WO2010089666A1; ES2444540T3

Description

â€œMETODO PER IL RIVESTIMENTO METALLICO DI PRODOTTI CONTINUI E STRUTTURA CHE ATTUA TALE METODOâ€ ,

DESCRIZIONE

Ambito dellâ€™invenzione

La presente invenzione si colloca nellâ€™ambito della metallurgia e si riferisce, in particolare, ad un metodo perfezionato per il rivestimento metallico di prodotti continui.

Il presente metodo si riferisce, ad esempio, al processo di zincatura continuo a caldo di semilavorati quali lamine e/o fili, generalmente poi avvolti in bobine.

Inoltre, lâ€™invenzione si riferisce anche ad una struttura che attua tale metodo.

Brevi cenni alla tecnica nota

Esistono vari processi di rivestimento di prodotti, ad esempio in acciaio o ferro, con uno strato metallico.

In particolare, nei processi di rivestimento continui, il prodotto continuo, ad esempio lamiera o filo, viene fatto passare continuamente in un bagno di metallo fuso. I metalli di rivestimento utili a tale scopo sono quelli che hanno una temperatura di fusione sufficientemente bassa da evitare modificazioni termiche dei prodotti da rivestire.

Uno dei processi di rivestimento piÃ¹ comuni Ã ̈ la zincatura, con la quale viene applicato un rivestimento di zinco sulla lamiera o filo metallico per proteggerlo dalla corrosione. Tra le varie tipologie di processi Ã ̈ noto il processo a caldo continuo, che permette di trattare in maniera continua e rapida grosse quantitÃ di materiale.

Il rivestimento di zinco avviene per immersione del filo o lamiera in un bagno di zinco fuso mantenuto ad una temperatura di 440-490°C tramite sistemi ad induzione elettrica o tramite la combustione di gas naturale. Il controllo di temperatura del bagno Ã ̈ essenziale, in quanto una temperatura troppo elevata provoca un aumento dellâ€™ossidazione della superficie del bagno fuso e quindi un aumento della scoria superficiale, mentre una temperatura troppo bassa del bagno provoca un aumento della viscositÃ del metallo fuso che ostacola la formazione di uno strato di rivestimento sottile.

La lamiera (o il filo) lascia il bagno con una certa quantitÃ di zinco liquido sulla superficie; per ottenere lâ€™esatto spessore richiesto, la lamiera viene fatta passare attraverso una serie di getti dâ€™aria orientati verso la sua superficie, mediante soffiatori a lame dâ€™aria posti al di sopra del bagno sfalsati tra loro. In questo modo, lâ€™eccesso di zinco viene rimosso dallâ€™acciaio soffiando aria o azoto ed il sistema solitamente Ã ̈ regolato da un misuratore dello spessore del rivestimento. Siccome il grado di â€œspremituraâ€ operato dalle lame dâ€™aria dipende sensibilmente dalla distanza percorsa dalla lamiera in uscita dal bagno fuso, il livello del bagno fuso deve essere tenuto rigorosamente costante.

Per ottenere ciÃ², secondo la tecnica nota, esistono complessi sistemi automatici, che fanno calare lentamente i lingotti di zinco in funzione del consumo orario di zinco fuso, associati ad un sistema di sensori di controllo del livello. Senza questi sistemi, ad ogni introduzione di un intero lingotto nel bagno, si avrebbe unâ€™oscillazione del livello che causerebbe disomogeneitÃ nel rivestimento.

In altri casi, per contenere lâ€™aumento del livello causato dallâ€™aggiunta di un lingotto, vengono realizzate vasche di trattamento molto grandi con capacitÃ elevate. In tal modo, lâ€™aumento di livello con lâ€™introduzione di un lingotto resta compresa in limiti accettabili. Una soluzione siffatta porta perÃ² a svantaggi economici in quanto la quantitÃ di metallo fuso allâ€™interno della vasca Ã ̈ in notevole eccesso rispetto al necessario, cosÃ¬ come, di conseguenza, sono elevate lâ€™energia per il riscaldamento del metallo e la conseguente dispersione di calore attraverso il pelo libero del metallo.

Il contatto delle lame dâ€™aria con lo zinco fuso, e anche il contatto dellâ€™aria col pelo libero dello zinco, causa inoltre unâ€™abbondante formazione di scoria, o â€œscumâ€ , che galleggia sul bagno fuso. Sebbene un certo spessore di scoria protegga il bagno fuso dal contatto con lâ€™aria, contenendo la dispersione di calore e facendo sÃ¬ che il metallo fuso sottostante non si ossidi a sua volta, un eccesso di scoria Ã ̈ dannoso per il processo.

In particolare, se la scoria presente nella zona di uscita del prodotto da rivestire aderisse alla superficie del prodotto, essa sarebbe ineliminabile, dando luogo ad uno scarto di produzione. Con una quantitÃ di scoria ideale, infatti, la zona di uscita della lamiera risulta libera in quanto il moto stesso del prodotto in uscita dal bagno fuso crea un flusso vorticoso che tende ad allontanare la scoria in corrispondenza della zona di uscita. Tale moto vorticoso puÃ² essere aumentato mediante riscaldatori dello zinco posti sotto la zona di uscita.

Tuttavia, un eccesso di scoria va a formare un battente di scoria che tende a eliminare lo spazio libero intorno alla zona di uscita, in quanto il suddetto moto vorticoso non riesce piÃ¹ a allontanare la scoria dalla zona di uscita.

Negli impianti noti, pertanto, un utente addetto elimina in continuazione la scoria in eccesso mediante e unâ€™asta a T, che fa scorrere parallelamente alla superficie del bagno, e un retino, cercando di mantenere un livello minimo di scoria. Tale operazione risulta dal punto di vista della sicurezza molto pericolosa per lâ€™operatore, che deve lavorare a ridosso del bagno di metallo fuso. In aggiunta, lâ€™operazione manuale non puÃ² ottenere un livello ideale di scoria che ottimizza il processo di rivestimento e che garantisce il risparmio energetico e di metallo fuso dato dalla presenza di uno strato ideale di scoria superficiale.

Sintesi dellâ€™invenzione

Ãˆ quindi scopo dellâ€™invenzione fornire un metodo ed una struttura per il rivestimento metallico di prodotti continui che permettano di eliminare le scorie superficiali in eccesso del bagno fuso.

Ãˆ anche scopo dellâ€™invenzione fornire un metodo ed una struttura per il rivestimento metallico di prodotti continui che permetta di controllare e mantenere un livello costante del bagno fuso, in modo da ottimizzare il processo di rivestimento.

Ãˆ un altro scopo dellâ€™invenzione fornire un metodo ed una struttura per il rivestimento metallico di prodotti continui che sia semplice da realizzare e economicamente vantaggioso.

Ãˆ ancora scopo dellâ€™invenzione fornire un metodo ed una struttura per il rivestimento metallico di prodotti continui che consenta di ridurre la capacitÃ delle vasche esistenti, pur mantenendo un livello costante del bagno fuso.

Questi ed altri scopi sono raggiunti, in un primo aspetto dellâ€™invenzione, attraverso un metodo per il rivestimento metallico di un prodotto metallico continuo, in particolare una lamiera o un filo, detto metodo comprendendo la fasi di:

âˆ’ predisporre una vasca di trattamento contenente un bagno di metallo fuso atto a rivestire detto prodotto metallico continuo con uno strato metallico superficiale, detto bagno di metallo fuso raggiungendo in detta vasca un livello di riempimento determinato e su detto bagno di metallo fuso formandosi uno strato galleggiante di scoria;

âˆ’ movimentare detto prodotto metallico continuo tra una zona di ingresso in cui detto prodotto metallico continuo entra allâ€™interno di detto bagno fuso, una zona di passaggio in cui detto prodotto metallico attraversa detta vasca di trattamento, immergendosi in detto bagno fuso, e una zona di uscita in cui detto prodotto metallico esce da detto bagno metallico fuso rivestito da detto strato metallico superficiale;

âˆ’ rimuovere detta scoria da detto bagno metallico fuso;

in cui detta fase di rimozione di detta scoria Ã ̈ realizzata predisponendo almeno un canale di deflusso associato a detta vasca di trattamento, detto canale avendo un fondo chiuso ed un bordo superiore, detto fondo chiuso essendo disposto al di sotto di detto livello di riempimento e detto bordo superiore essendo sostanzialmente alla quota di detto livello di riempimento, in modo tale che almeno una parte di detta scoria scenda in detto canale di deflusso per poter essere facilmente raccolta.

In tal modo, la scoria in eccesso, che si accumula sullo strato superficiale del bagno metallico fuso, ricade nel canale di deflusso insieme a parte del metallo fuso, mentre permane vantaggiosamente nel bagno uno strato di scoria superficiale atto a proteggere il metallo fuso dallâ€™ossigeno atmosferico e limitare la dispersione di calore verso lâ€™esterno. Inoltre, la posizione fissa del bordo superiore garantisce che il livello del bagno metallico fuso si mantenga costante.

Vantaggiosamente, Ã ̈ prevista una fase di raccolta di detta scoria in un contenitore di raccolta associato a detto canale di deflusso nel quale Ã ̈ convogliata detta scoria e parte del metallo fuso. In particolare, detta fase di raccolta Ã ̈ realizzata predisponendo detto contenitore di raccolta affiancato a detta vasca di trattamento in modo che il canale di deflusso riversi la scoria in eccesso e la quantitÃ di metallo fuso scesa nel canale nel contenitore di raccolta. In particolare, il contenitore di raccolta Ã ̈ immerso nella vasca, in modo da non richiedere lavori in muratura per la sua installazione.

Vantaggiosamente, Ã ̈ prevista una fase di asportazione automatica di detta scoria da detto contenitore di raccolta che convoglia detta scoria in un sito di smaltimento.

In particolare, Ã ̈ prevista una fase di reimmissione di detta quantitÃ di metallo fuso, raccolta in detto contenitore di raccolta, in detta vasca di trattamento mediante una pompa che pesca sul fondo chiuso di detto contenitore di raccolta. In tal modo, la quantitÃ di metallo fuso, che inevitabilmente scende nel canale di deflusso non viene sprecata ma riutilizzata per alimentare il bagno metallico fuso.

Preferibilmente, Ã ̈ prevista una fase di controllo del flusso di reimmissione del metallo fuso dal contenitore di raccolta nella vasca di trattamento. Procedendo in questo modo, il canale di deflusso in associazione alla vasca di raccolta e alla fase di controllo permettono di controllare la quantitÃ di scoria che deve rimanere in superficie.

Secondo un altro aspetto dellâ€™invenzione una struttura per il rivestimento metallico di un prodotto metallico continuo, in particolare una lamiera o un filo, comprende:

âˆ’ una vasca di trattamento atto a contenere un bagno di metallo fuso per rivestire detto prodotto metallico continuo con uno strato metallico superficiale, detto bagno di metallo fuso raggiungendo in detta vasca un livello di riempimento determinato e su detto bagno di metallo fuso formandosi uno strato galleggiante di scoria;

âˆ’ mezzi per movimentare detto prodotto metallico continuo tra una zona di ingresso, in cui detto prodotto metallico continuo entra allâ€™interno di detto bagno fuso, una zona di passaggio in cui detto prodotto metallico attraversa detta vasca di trattamento, immergendosi in detto bagno fuso, e una zona di uscita in cui detto prodotto metallico esce da detto bagno metallico fuso rivestito da detto strato metallico superficiale;

âˆ’ mezzi per rimuovere detta scoria da detto bagno metallico fuso;

in cui detti mezzi per rimuovere detta scoria comprendono almeno un canale di deflusso associato a detta vasca di trattamento, detto canale avendo un fondo chiuso ed un bordo superiore, detto fondo chiuso essendo disposto al di sotto di detto livello di riempimento e detto bordo superiore essendo sostanzialmente alla quota di detto livello di riempimento, in modo tale che almeno una parte di detta scoria scenda in detto canale di deflusso per poter essere facilmente raccolta.

In tal modo, la scoria, e in particolare la scoria in eccesso, che si accumula sullo strato superficiale del bagno metallico fuso ricade nel canale di deflusso insieme a parte del metallo fuso, mentre permane vantaggiosamente nel bagno uno strato di scoria superficiale atto a proteggere il metallo fuso dallâ€™ossigeno atmosferico e limitare la dispersione di calore verso lâ€™esterno. In altre parole la scoria, in prossimitÃ della zona di uscita del prodotto metallico continuo, viene allontanata dallo stesso moto di movimentazione del prodotto allâ€™interno del bagno fuso che crea un flusso vorticoso che libera la zona di uscita della lamiera o filo, cosi che la scoria non si attacchi al prodotto in uscita dal bagno metallico fuso e non causi scarti di produzione. In tal modo, il canale di deflusso permette di mantenere il livello del bagno metallico costante, evitando costosi controlli e verifiche del livello per ottenere un valido prodotto in uscita, come invece necessario con la tecnica nota.

Grazie allâ€™invenzione, infatti, il bordo superiore del canale ha una funzione di â€œstramazzoâ€ o â€œtroppo pienoâ€ , mantenendo sempre quel livello in modo costante.

In particolare, detto canale di deflusso Ã ̈ disposto perimetralmente lungo detta vasca di trattamento in modo tale che detto fondo chiuso e detto bordo superiore siano allâ€™interno di detta vasca di trattamento. In tal modo, il canale di deflusso crea una grondaia interna alla vasca di trattamento che funge da â€œtroppo pienoâ€ e raccoglie la scoria in eccesso presente sulla superficie del bagno fuso insieme ad una certa quantitÃ di metallo fuso.

Preferibilmente, detto canale di deflusso presenta un bordo superiore avente due altezze, unâ€™altezza piÃ¹ bassa in corrispondenza di detta zona di uscita in modo da rimuovere localmente la scoria presente sul metallo fuso e unâ€™altezza piÃ¹ alta nella zona restante di detta vasca di trattamento in modo da mantenere una protezione del metallo fuso zinco a mezzo della scoria.

In tal modo, il bagno nella zona in uscita della lamiera risulta libero dalla scoria in modo, come sopraenunciato, da non provocare lâ€™adesione della scoria sul prodotto metallico, mentre la restante zona del bagno fuso mantiene la scoria superficiale a proteggere la dispersione di calore verso lâ€™esterno.

Vantaggiosamente, Ã ̈ previsto un contenitore di raccolta associato a detto canale di deflusso nel quale viene raccolta detta scoria e parte del metallo fuso. In particolare, il contenitore di raccolta Ã ̈ disposto affiancato alla vasca di trattamento e separato da essa, in modo che il canale di deflusso riversi nel contenitore di raccolta detta parte di scoria e la quantitÃ di metallo fuso scesa nel canale, e la scoria non possa ritornare nella vasca. Ãˆ utile specificare che le vasche delle prime linee di zincatura erano piÃ¹ piccole di quelle delle linee moderne. Si eâ€™ giunti ad aumentarne il volume per mantenere piÃ¹ facilmente il livello costante del bagno fuso. Adottando la presente invenzione Ã ̈ possibile ritornare a vasche piÃ¹ compatte con risparmio di energia e di diverse tonnellate di zinco in fusione.

Alternativamente, detto contenitore di raccolta Ã ̈ disposto allâ€™interno di detta vasca di trattamento in modo da permettere uno scambio termico da detta vasca di trattamento verso detto contenitore di raccolta. In tal modo, la temperatura dello zinco fuso nella vasca di raccolta rimane sostanzialmente uguale alla temperatura dello zinco presente nella vasca di trattamento Una siffatta soluzione consente inoltre di non intervenire con modifiche sulla vasca di trattamento minimizzando le opere civili minime necessarie allâ€™installazione. Inoltre, i tempi tecnici per eseguire la modifica sono ridotti e consentono di risparmiare sui costi di installazione. Tale soluzione Ã ̈ ovviamente possibile se le dimensioni della vasca di trattamento lo consentono.

In particolare, il canale di deflusso e il contenitore di raccolta fungono da polmone di metallo fuso, consentendo di aggiungere un lingotto intero nella vasca senza preoccuparsi che il livello di riempimento vari. Infatti, salirÃ soltanto il livello allâ€™interno del canale e del contenitore di raccolta. Prevedendo un polmone siffatto di volume sufficiente, Ã ̈ possibile addirittura aggiungere diversi lingotti alla volta, risparmiando manodopera e semplificando il sistema di caricamento dei lingotti.

Preferibilmente, il contenitore di raccolta Ã ̈ posto sotto il canale di alimentazione, o â€œScoutâ€ della lamiera, in modo da non creare ingombri in altri luoghi intorno alla vasca.

Vantaggiosamente, detta scoria Ã ̈ asportata superficialmente da detto contenitore di raccolta mediante mezzi di sollevamento a nastro che convogliano la scoria in un sito di smaltimento. In tal modo, la scoria che arriva nel contenitore insieme a parte del liquido fuso viene rimossa attraverso un dispositivo meccanico annullando i problemi di sicurezza legati a tale operazione nel caso fosse realizzata manualmente. In particolare, il nastro, ad esempio un nastro a griglia, si immerge nel contenitore di raccolta e ne fuoriesce in una direzione inclinata, portando con sÃ© la scoria e facendo ricadere attraverso esso il metallo fuso.

Alternativamente, detta scoria Ã ̈ asportata superficialmente da detto contenitore di raccolta mezzi di sollevamento a cestello, comprendenti un cestello solidale con un braccio, detto braccio essendo girevole connesso attorno ad un asse, in particolare, detto braccio Ã ̈ disposto al di sotto di detto livello di detto metallo fuso e ruota da una posizione sommersa ad una posizione di svuotamento passando attraverso una posizione di drenaggio, in cui

in detta posizione sommersa detto cestello Ã ̈ sommerso da detto metallo fuso;

in detta posizione di drenaggio detto cestello Ã ̈ disposto al di sopra di detto livello di riempimento e vi permane per un intervallo di tempo predeterminato in modo tale che detto metallo fuso viene drenato da detto cestello, e detta scoria Ã ̈ trattenuta allâ€™interno di detto cestello;

detta posizione di svuotamento viene raggiunta dopo un tempo programmabile, detto cestello decelerando repentinamente in corrispondenza di detta posizione di svuotamento in modo tale che detto braccio colpisce una porzione di arresto e fa sfuggire via da detto cestello detta scoria che viene proiettata verso detto sito di smaltimento.

Preferibilmente, detto sito di smaltimento Ã ̈ rappresentato da una pluralitÃ di fusti di raccolta che ruotano alternativamente tra una posizione di carico in cui ricevono detta scoria ad una posizione di scarico in cui vengono diretti verso una zona di stoccaggio.

In particolare, la quantitÃ di metallo fuso presente in detto contenitore di raccolta viene reimmessa in detta vasca di trattamento mediante una pompa che pesca sul fondo chiuso di detto contenitore di raccolta. In tal modo, la quantitÃ di metallo fuso che inevitabilmente scende nel canale di deflusso non viene sprecata ma riutilizzata per alimentare il bagno metallico fuso. Preferibilmente, la pompa comprende un pistone e un cilindro, il quale ha due aperture laterali, una in basso ed una in lato. Il pistone ha un diametro leggermente inferiore a quello del cilindro, in modo da permettere un minimo trafilamento. Con il sollevamento del pistone una parte del metallo fuso che Ã ̈ entrata nel cilindro quando il pistone era a fine corsa in basso viene sollevata e esce dallâ€™apertura laterale in alto. In tal modo, si evitano elementi giranti nel metallo fuso. Alternativamente, la pompa puÃ² comprendere una girante immersa nel contenitore di raccolta e che manda direttamente il metallo fuso nella vasca.

Sono vantaggiosamente previsti mezzi per variare il ritmo del movimento alternato del pistone in funzione della quantitÃ di scoria che deve essere lasciata galleggiare sul metallo fuso della vasca.

In particolare, detto canale di deflusso Ã ̈ montato su detta vasca di trattamento mediante una porzione di collegamento. In tal modo, il canale di deflusso puÃ² essere predisposto su vasche di trattamento esistenti come retrofit. In alternativa, detto canale di deflusso Ã ̈ ricavato in fase di costruzione direttamente allâ€™interno di detta vasca. Preferibilmente, il canale ha una forma di U, con un bordo superiore che funge da stramazzo, e lâ€™altro bordo, da parte opposta al canale, che si allunga superiormente e forma una porzione di collegamento a L, che puÃ² essere appoggiata al bordo della vasca, e poi fissata ad essa mediante appositi mezzi di fissaggio, ad esempio collegamenti filettati.

In particolare, sono previsti mezzi di regolazione associati a detto canale di deflusso, atti a variare la quota di detto bordo superiore e quindi di detto livello di riempimento.

Tali mezzi di regolazione posso ad esempio essere scelti tra:

âˆ’ spessoramenti da inserire tra la porzione di collegamento e il bordo della vasca;

âˆ’ un accoppiamento reciprocamente scorrevole e bloccabile tra porzione di collegamento e canale;

âˆ’ sistemi di sollevamento a vite tra porzione di collegamento e vasca;

âˆ’ bordo superiore che funge da stramazzo mobile per scorrimento rispetto al canale;

âˆ’ una sede in cu si impegna ad incastro un cuneo.

Vantaggiosamente, tra la porzione di collegamento e il bordo superiore possono essere previsti elementi di irrigidimento, ad esempio elementi a mensola, tiranti, nervature.

Breve descrizione dei disegni

Lâ€™invenzione verrÃ di seguito illustrata con la descrizione che segue di sue forme realizzative, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:

âˆ’ la figura 1 mostra una vista laterale di una struttura per il rivestimento metallico di prodotti continui, secondo lâ€™invenzione;

âˆ’ la figura 2 mostra una vista dallâ€™alto della figura 1, nella quale Ã ̈ rappresentato il flusso della scoria e del metallo fuso verso il contenitore di raccolta;

âˆ’ le figure 3 e 4 mostrano rispettivamente in una vista laterale e in pianta una variante realizzativa della struttura che prevede differenti mezzi di asportazione della scoria;

âˆ’ le figure 5 e 6 mostrano invece la struttura di figura 3 e 4 con la vasca di con la vasca di raccolta posta esternamente alla vasca di trattamento;

âˆ’ le figure 7 e 8 mostrano rispettivamente in sezione la forma del canale di deflusso ricavato internamente alla vasca di trattamento contenente il metallo fuso;

âˆ’ la figura 9 ed il relativo ingrandimento di figura 10 mostrano la regolazione in altezza del canale di deflusso, secondo lâ€™invenzione;

âˆ’ la figura 11 e la variante di figura 11â€™ mostrano in prospettiva il canale di deflusso di figura 9, nella quale sono rappresentate rispettivamente le nervature di rinforzo del canale o gli elementi di sostegno;

âˆ’ la figura 12 e il relativo ingrandimento di figura 13 mostrano il canale di deflusso con il bordo di stramazzo a doppia altezza in modo da ottimizzare il processori produzione della lamiera.

Descrizione di forme realizzative preferite

Con riferimento alle figure 1 e 2 Ã ̈ rappresentata una struttura per il rivestimento metallico di un prodotto metallico continuo, in particolare un nastro laminare o lamiera 15 o un filo (non mostrato). La struttura comprende una vasca di trattamento 10 contenente un bagno di metallo fuso 11, ad esempio zinco, atto a rivestire la lamiera continua 15 con uno strato metallico superficiale in modo da ottenere in uscita una lamiera rivestita 15â€™ e successivamente una lamiera calibrata 15â€ . In particolare, il nastro 15 lascia il bagno fuso 11 con una certa quantitÃ di metallo liquido sulla superficie, indicato in figura 1 con 15â€™; per ottenere lâ€™esatto spessore richiesto, il nastro 15â€™ viene fatto passare attraverso una serie di getti dâ€™aria leggermente sfalsati tra loro e orientati verso la lamiera, mediante soffiatori a lame dâ€™aria 29 posti al di sopra della superficie del bagno 17; in questo modo, lâ€™eccesso di metallo viene rimosso dalla lamiera soffiando aria o azoto, ottenendo la lamiera finale 15â€ .

Il contatto delle lame dâ€™aria 29 con il metallo fuso, e anche il contatto dellâ€™ossigeno atmosferico col pelo libero dello zinco, causa la formazione di scoria 12, o â€œscumâ€ , che galleggia sul bagno fuso 11. In particolare, il bagno di metallo fuso 11 raggiunge nella vasca 10 un livello di riempimento determinato 17 dato dalla combinazione tra il metallo fuso e lo strato galleggiante di scoria 12. Sebbene lo strato 12 rappresenti una barriera protettiva del bagno, in quanto minimizza la dispersione termica verso lâ€™esterno e mantiene un isolamento del metallo fuso 11 sottostante, che a sua volta si ossiderebbe a contatto con lâ€™ossigeno, producendo uno spreco di metallo fuso, un eccesso di scoria 12 conduce ad altre problematiche descritte successivamente.

Ãˆ quindi necessario specificare che il moto continuo del prodotto metallico 15, realizzato da un meccanismo 25, movimenta il prodotto tra una zona di ingresso 26 in cui il prodotto metallico entra allâ€™interno del bagno fuso 11, una zona di passaggio 27 in cui il prodotto attraversa la vasca di trattamento 10, immergendosi nel bagno fuso 11, e una zona di uscita 28 in cui il prodotto metallico 15 esce dal bagno metallico fuso rivestito dallo strato metallico superficiale 15â€™.

In altre parole la scoria, in prossimitÃ della zona di uscita 28 del prodotto metallico continuo 15, viene allontanata dallo stesso moto di movimentazione del prodotto allâ€™interno del bagno fuso 11 che crea un flusso vorticoso che libera la zona di uscita 28 della lamiera o filo, cosi che la scoria 12 non si attacchi al prodotto in uscita dal bagno metallico fuso e non causi scarti di produzione.

In particolare, la lamiera 15 nella zona di passaggio 27 passa attraverso un rullo di movimentazione 13 e un rispettivo controrullo 14 in modo da uscire sostanzialmente in posizione verticale. La lamiera o il filo in uscita passa poi, come sopra detto, attraverso i soffi concentrati di aria 29 che regolano lo spessore del rivestimento mettendo a punto cosi la quantitÃ di metallo che si deposita sulla superficie esterna del prodotto metallico continuo 15â€ cosi ottenuto.

La struttura, secondo lâ€™invenzione, comprende inoltre un canale di deflusso 16 associato alla vasca di trattamento 10 e disposto perimetralmente lungo questâ€™ultima. In particolare, il canale 16, come meglio mostrato in figura 3 e 4, ha un fondo chiuso 37 ed un bordo superiore 38, il fondo chiuso 37 Ã ̈ disposto al di sotto del livello di riempimento 17 della vasca 10 mentre il bordo superiore 38 Ã ̈ sostanzialmente alla quota del livello di riempimento 17, in modo tale che la scoria 12 scenda nel canale di deflusso 16. In altre parole, il canale di deflusso 16 funge da grondaia interna alla vasca di trattamento che raccoglie la scoria in eccesso presente sulla superficie del bagno fuso insieme ad una certa quantitÃ di metallo fuso cosi da fungere da troppo pieno. In tal modo, la scoria in eccesso ricade nel canale di deflusso mentre permane vantaggiosamente nel bagno uno strato di scoria 12 che protegge come sopra enunciato il metallo fuso dallâ€™ossigeno atmosferico e limita la dispersione di calore verso lâ€™esterno. Inoltre, la posizione fissa del bordo superiore 38 garantisce che il livello 17 del bagno metallico fuso rimanga costante, evitando costosi controlli e verifiche del livello per ottenere un valido prodotto in uscita, come invece necessario con la tecnica nota. Grazie allâ€™invenzione, infatti, il bordo superiore 38 del canale 16 ha una funzione di â€œstramazzoâ€ o â€œtroppo pienoâ€ , mantenendo sempre il livello 17 in modo costante.

In modo vantaggioso, Ã ̈ previsto un contenitore di raccolta 40 associato al canale di deflusso 16 nel quale viene confluita la scoria 12 e parte del metallo fuso sceso nel canale 16. In particolare, il contenitore di raccolta 40 Ã ̈ disposto affiancato alla vasca di trattamento 10 in modo tale che il canale di deflusso 16 opportunamente conformato secondo riversi in questo la scoria in eccesso e la quantitÃ di metallo fuso scesa nel canale. Inoltre, come mostrato in figura 2 il contenitore di raccolta 40 Ã ̈ posto sotto il canale di alimentazione 20, o â€œScoutâ€ della lamiera 15, in modo da non creare ingombri in altri luoghi intorno alla vasca. Nella figura 2 Ã ̈ indicato anche il flusso della scoria 12 verso il contenitore di raccolta 40.

In particolare, sarÃ necessario realizzare una canalizzazione di deflusso 16 con una certa pendenza che permetta alla vena liquida, molto densa, e alla scoria del metallo di defluire per effetto della gravitÃ . In tal modo, si evitano sistemi meccanici alternativi che portano a costi aggiuntivi.

Inoltre, il canale di deflusso 16 e il contenitore di raccolta 40 fungono da polmone di metallo fuso, consentendo di aggiungere un lingotto intero nella vasca senza preoccuparsi che il livello di riempimento vari. Infatti, salirÃ soltanto il livello allâ€™interno del canale 16 e del contenitore di raccolta 40. Prevedendo un polmone siffatto di volume sufficiente, Ã ̈ possibile addirittura aggiungere diversi lingotti alla volta, risparmiando manodopera e semplificando il sistema di caricamento dei lingotti.

In modo vantaggioso Ã ̈ quindi prevista una fase di asportazione automatica della scoria dal contenitore di raccolta 40 che convoglia questa in un sito di smaltimento 35. In particolare, una volta che la scoria 12, unita al metallo fuso 11, Ã ̈ arrivata nel contenitore 40 viene asportata superficialmente dal contenitore di raccolta 40 mediante un meccanismo di sollevamento a nastro, visibile in figura 1, che convoglia la scoria 12 nel sito di smaltimento, ad esempio dei contenitori o fusti 35. In tal modo, il dispositivo automatico annulla i problemi di sicurezza legati a tale operazione nel caso fosse realizzata manualmente. In particolare, il nastro 31, ad esempio un nastro a griglia, si immerge parzialmente nel contenitore di raccolta 40 e ne fuoriesce in una direzione inclinata, portando con sÃ© la scoria 12 e facendo ricadere attraverso esso il metallo fuso 11. Il percorso del nastro 31 presenta poi un tratto piano 32 che consente alla scoria 12 di ricadere precisamente nei fusti 35 disposti ad di sotto. Come mostrato in figura 2 il nastro 31 Ã ̈ movimentato attraverso motori 90 disposti in corrispondenza del tratto piano 32. Sempre vantaggiosamente il sito di smaltimento Ã ̈ rappresentato da una pluralitÃ di fusti 35 di raccolta che ruotano alternativamente tra una posizione di carico in cui ricevono la scoria ad una posizione di scarico in cui vengono diretti verso una zona di stoccaggio.

Un ulteriore meccanismo di asportazione della scoria 12, Ã ̈ rappresentato nelle figure 3 e 4 e descritto successivamente.

Al contrario, la quantitÃ di metallo fuso 11 presente nel contenitore di raccolta 40 viene reimmessa nella vasca di trattamento 10 mediante una pompa 45 che pesca sul fondo il metallo fuso 11 in modo che questa non venga sprecata ma riutilizzata per alimentare il bagno metallico fuso della vasca principale 10.

Sempre in modo vantaggioso Ã ̈ prevista una fase di controllo del flusso di reimmissione del metallo fuso 11 dal contenitore di raccolta 40 nella vasca di trattamento 10. Procedendo in questo modo, infatti, il canale di deflusso 16 in associazione alla vasca di raccolta 40 e alla fase di controllo permettono di controllare la quantitÃ di scoria 12 che deve rimanere sulla superficie del bagno.

In particolare, la pompa 45 comprende un pistone 46 e un cilindro 47, il quale ha due aperture laterali, una in basso 48 ed una in alto 49. Il pistone 46 ha un diametro leggermente inferiore a quello del cilindro 47, in modo da permettere un minimo trafilamento. Con il sollevamento del pistone 46 una parte del metallo fuso 11 che Ã ̈ entrato nel cilindro 47 quando il pistone era a fine corsa in basso viene sollevato e esce dallâ€™apertura laterale 49 collegato ad un condotto 41 che riversa nella vasca principale 10. In tal modo, si evitano elementi giranti nel metallo fuso. Alternativamente, in modo non mostrato, la pompa puÃ² comprendere una girante immersa nel contenitore di raccolta 40 e che manda direttamente il metallo fuso 11 nella vasca.

Associati alla pompa 45 sono inoltre previsti mezzi per variare il ritmo del movimento alternato del pistone 46 in funzione della quantitÃ di scoria 12 che deve essere lasciata galleggiare sul metallo fuso della vasca.

Le figure 3 e 4 mostrano una variante realizzativa della struttura, secondo lâ€™invenzione, in cui il contenitore di raccolta 40â€™ Ã ̈ disposto allâ€™interno della vasca di trattamento 10 in modo che la temperatura dello zinco fuso nella vasca di raccolta rimanga sostanzialmente costante e in linea con la temperatura dello zinco presente questâ€™ultima. Infatti, nasce uno scambio termico di calore tra il metallo fuso e le pareti della vasca 40â€™ in modo da uniformare e trasferire il calore anche nella vasca di raccolta. In tal modo, non sono necessari altri dispositivi di riscaldamento per mantenere il metallo fuso. Inoltre, non si deve intervenire con modifiche sulla vasca di trattamento 10 e le opere civili sono minime. Ancora vantaggiosamente i tempi tecnici per eseguire la modifica sono ridotti e consentono di risparmiare sui costi di installazione. Tale soluzione Ã ̈ ovviamente possibile se le dimensioni della vasca di trattamento 10 lo consentono.

Nella rappresentazione di figura 5 e 6, come anche nelle figure 7 e 8, la scoria 12 Ã ̈ asportata superficialmente dal contenitore di raccolta 40 mediante un dispositivo a cestello permeabile 91 solidale ad un braccio 92 girevolmente connesso intorno ad un asse 92â€™. In particolare, il cestello 91 che normalmente sta sotto il livello dello zinco fuso presente nella vasca di raccolta 40, ruota da una posizione iniziale 97 in cui Ã ̈ sommerso nel bagno fuso, ad una posizione di scolo 98 (visibile in figura 7), sostanzialmente al di sopra del livello del metallo fuso, in cui sosta per un tempo determinato in modo da scolare il metallo fuso e trattenere la scoria 12. Successivamente il cestello 91 si muove fino a portarsi in una posizione di svuotamento 99 in cui, dopo un tempo programmabile, termina la sua corsa con una decelerazione brusca che determina lâ€™arresto del braccio 92 contro una porzione di battuta che provoca il conseguente distacco dello â€œscumâ€ dal cestino 91 proiettandolo nei fusti 35. In particolare, il braccio 92 Ã ̈ movimentato mediante un motore 95 e il moto del cestello 91 Ã ̈ protetto mediante una schermatura 93.

Inoltre, la struttura di figura 5, 6, 7 e 8 presenta il canale di deflusso 16 con un bordo superiore 38 con due altezze, unâ€™altezza piÃ¹ bassa 16â€™ nella zona di uscita 28 del prodotto metallico continuo 15, in modo da controllare il livello dello zinco e quindi lo stramazzo e unâ€™altezza piÃ¹ alta 16â€ , nella zona restante della vasca di trattamento 10 in modo da mantenere una protezione dello zinco a mezzo della scoria 12. In particolare, la zona restante comprende la zona di ingresso 26 del prodotto e la zona al di sotto del canale di alimentazione 20. In tal modo, il bagno nella zona in uscita 28 della lamiera risulta libero dalla scoria in modo, come sopraenunciato, da non provocare lâ€™adesione della scoria sul prodotto metallico, mentre la restante zona del bagno fuso mantiene la scoria superficiale a protezione della dispersione di calore verso lâ€™esterno.

Le figure 7 e 8 mostrano invece la variante della struttura di figura 5 e 6 con la vasca di raccolta 40 posta esternamente alla vasca di trattamento 10. Ãˆ inoltre da specificare che le vasche delle prime linee di zincatura erano piÃ¹ piccole di quelle delle linee moderne. Si eâ€™ giunti ad aumentarne il volume per mantenere piÃ¹ facilmente il livello costante del bagno. Il sistema descritto permette quindi di ritornare a vasche piÃ¹ compatte con risparmio di energia e di diverse tonnellate di zinco in fusione.

Le figure 9 e 10 mostrano in sezione la forma del canale di deflusso 16, secondo lâ€™invenzione montato sulla vasca di trattamento 10 mediante una porzione di collegamento 60 bloccata, ad esempio, attraverso una serie di viti prigioniere 70 opportunamente distanziate. In tal modo, il canale di deflusso 16 puÃ² essere predisposto su vasche di trattamento esistenti come retrofit. Preferibilmente, il canale ha una forma di U, con il bordo superiore 38 che funge da stramazzo, e lâ€™altro bordo 38â€™, da parte opposta al canale, che si allunga superiormente e forma la porzione di collegamento a L 60, che puÃ² essere appoggiata al bordo della vasca opportunamente distanziata mediante porzioni 65, e poi fissata ad essa mediante appositi mezzi di fissaggio, ad esempio collegamenti filettati.

Sempre come mostrato nelle figure 9 e 10, il bordo superiore 38 puÃ² essere realizzato con diverse altezze, indicate rispettivamente con H1 e H2, in modo da adattarsi al processo e alle caratteristiche del metallo fuso presente nella vasca di trattamento 10, ottimizzando la quantitÃ di scoria 12 presente nel bagno fuso. In alternativa, a tale soluzione, come mostrato in figura 11 e 12, puÃ² essere realizzato un canale di deflusso 16 regolabile in altezza che permetta di variare la quota del bordo superiore 38 del canale e quindi il livello di riempimento 17 del bagno fuso. In particolare, la regolazione della quota del bordo superiore 38 viene realizzata traslando in altezza lâ€™intero canale 16 mediante una serie di spessori 67, rappresentati in dettaglio nella figura 10, disposti al di sopra di un battente 69 del bordo della vasca 10 e bloccati mediante i prigionieri 70. In tal caso, associati alle viti prigioniere di bloccaggio 70, sono previsti elementi di guida 71 atti a mantenere in bolla il canale di deflusso 16.

Alternativamente, tra i mezzi di regolazione, non mostrati, possono ad esempio essere scelti un accoppiamento reciprocamente scorrevole e bloccabile tra porzione di collegamento e canale, sistemi di sollevamento a vite tra porzione di collegamento e vasca o bordo superiore che funge da stramazzo mobile per scorrimento rispetto al canale.

Un altro sistema di regolazione, mostrato in figure 3 e 5, prevede invece una serie di porzioni a cuneo 19 che impegnano una rispettiva sede 19â€™ solidale alla porzione di collegamento del canale di deflusso 16. In tal modo un operatore 100 puÃ² regolare lâ€™altezza e mettere in bolla il canale di deflusso 16.

La figura 11 mostra, in prospettiva, il canale di deflusso 16 di figura 9, nel quale sono visibili le nervature di rinforzo 75 atte a conferire una migliore rigiditÃ strutturale, mentre la figura 11â€™ mostra il rinforzo del canale realizzato per mezzo di elementi a mensola 76 opportunamente distanziati.

La figura 12 e il relativo ingrandimento di figura 13 mostrano, in una rappresentazione schematica, la vasca di trattamento 10 con il canale di deflusso 16 a doppia altezza. In particolare, come sopraenunciato, questo permette di mantenere un livello desiderato di scoria 12 nella zona al di sotto del canale di alimentazione 20 della lamina 15 cosÃ¬ da minimizzare il dispendio di energia, mentre consente di eliminare la scoria nella zone di uscita 28 della lamina. Questo Ã ̈ possibile grazie ad una diversa altezza del bordo superiore 38 che funge da stramazzo. Infatti, come mostrato nella figura 13, lâ€™altezza varia da unâ€™altezza H3 ad unâ€™altezza H4 differenziate da un D. Il valore del delta puÃ² variare in funzione della tipologia di impianto e di vasca ma Ã ̈ compreso nellâ€™ordine di grandezza del millimetro o centimetro.

La descrizione di cui sopra di forme realizzative specifiche Ã ̈ in grado di mostrare lâ€™invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tali forme realizzative specifiche senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti delle forme realizzative specifiche. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dallâ€™ambito dellâ€™invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un metodo per il rivestimento metallico di un prodotto metallico continuo, in particolare una lamiera o un filo, detto metodo comprendendo la fasi di: âˆ’ predisporre una vasca di trattamento contenente un bagno di metallo fuso atto a rivestire detto prodotto metallico continuo con uno strato metallico superficiale, detto bagno di metallo fuso raggiungendo in detta vasca un livello di riempimento determinato e su detto bagno di metallo fuso formandosi uno strato galleggiante di scoria; âˆ’ movimentare detto prodotto metallico continuo tra una zona di ingresso in cui detto prodotto metallico continuo entra allâ€™interno di detto bagno fuso, una zona di passaggio in cui detto prodotto metallico attraversa detta vasca di trattamento, immergendosi in detto bagno fuso, e una zona di uscita in cui detto prodotto metallico esce da detto bagno metallico fuso rivestito da detto strato metallico superficiale; âˆ’ rimuovere detta scoria da detto bagno metallico fuso; caratterizzato dal fatto che detta fase di rimozione di detta scoria Ã ̈ realizzata predisponendo almeno un canale di deflusso associato a detta vasca di trattamento, detto canale avendo un fondo chiuso ed un bordo superiore, detto fondo chiuso essendo disposto al di sotto di detto livello di riempimento e detto bordo superiore essendo sostanzialmente alla quota di detto livello di riempimento, in modo tale che almeno una parte di detta scoria scenda in detto canale di deflusso per poter essere facilmente raccolta.
2. Un metodo, secondo la rivendicazione 1, in cui Ã ̈ prevista una fase di raccolta di detta scoria in un contenitore di raccolta associato a detto canale di deflusso nel quale Ã ̈ convogliata detta scoria e parte del metallo fuso, in particolare, detta fase di raccolta Ã ̈ realizzata predisponendo detto contenitore di raccolta affiancato a detta vasca di trattamento in modo che il canale di deflusso riversi nel contenitore di raccolta detta parte di scoria e la quantitÃ di metallo fuso scesa nel canale.
3. Un metodo, secondo la rivendicazione 1, in cui Ã ̈ prevista una fase di asportazione automatica di detta scoria da detto contenitore di raccolta che convoglia detta scoria in un sito di smaltimento.
4. Un metodo, secondo la rivendicazione 1, in cui Ã ̈ prevista una fase di reimmissione di detta quantitÃ di metallo fuso raccolta in detto contenitore di raccolta, in detta vasca di trattamento mediante una pompa che pesca sul fondo chiuso di detto contenitore di raccolta.
5. Un metodo, secondo la rivendicazione 1, in cui Ã ̈ prevista una fase di controllo del flusso di reimmissione del metallo fuso dal contenitore di raccolta nella vasca di trattamento.
6. Una struttura per il rivestimento metallico di un prodotto metallico continuo, in particolare una lamiera o un filo, detta struttura comprende: âˆ’ una vasca di trattamento contenente un bagno di metallo fuso atto a rivestire detto prodotto metallico continuo con uno strato metallico superficiale, detto bagno di metallo fuso raggiungendo in detta vasca un livello di riempimento determinato e su detto bagno di metallo fuso formandosi uno strato galleggiante di scoria; âˆ’ mezzi per movimentare detto prodotto metallico continuo tra una zona di ingresso in cui detto prodotto metallico continuo entra allâ€™interno di detto bagno fuso, una zona di passaggio in cui detto prodotto metallico attraversa detta vasca di trattamento, immergendosi in detto bagno fuso, e una zona di uscita in cui detto prodotto metallico esce da detto bagno metallico fuso rivestito da detto strato metallico superficiale; âˆ’ mezzi per rimuovere detta scoria da detto bagno metallico fuso; caratterizzata dal fatto che detti mezzi per rimuovere detta scoria comprendono almeno un canale di deflusso associato a detta vasca di trattamento, detto canale avendo un fondo chiuso ed un bordo superiore, detto fondo chiuso essendo disposto al di sotto di detto livello di riempimento e detto bordo superiore essendo sostanzialmente alla quota di detto livello di riempimento, in modo tale che almeno una parte di detta scoria scenda in detto canale di deflusso per poter essere facilmente raccolta.
7. Una struttura, secondo la rivendicazione 6, comprendente un contenitore di raccolta associato a detto canale di deflusso nel quale viene raccolta detta scoria e parte del metallo fuso, in particolare, detto contenitore di raccolta essendo disposto in una posizione scelta tra: âˆ’ affiancato a detta vasca di trattamento in modo che il canale di deflusso riversi in detto contenitore di raccolta detta parte di scoria e detta quantitÃ di metallo fuso scesa in detto canale, e la scoria non possa ritornare nella vasca; âˆ’ allâ€™interno di detta vasca di trattamento in modo da permettere uno scambio termico da detta vasca di trattamento verso detto contenitore di raccolta.
8. Una struttura, secondo la rivendicazione 6, in cui detto canale di deflusso Ã ̈ disposto perimetralmente lungo detta vasca di trattamento in modo tale che detto fondo chiuso e detto bordo superiore siano allâ€™interno di detta vasca di trattamento, in particolare detto canale di deflusso presenta un bordo superiore avente: âˆ’ unâ€™altezza piÃ¹ bassa in corrispondenza di detta zona di uscita in modo da rimuovere localmente la scoria presente sul metallo fuso e âˆ’ unâ€™altezza piÃ¹ alta nella restante zona di detta vasca di trattamento in modo da mantenere un isolamento del metallo fuso a mezzo della scoria.
9. Una struttura secondo la rivendicazione 6, in cui detta scoria Ã ̈ prelevata superficialmente da detto contenitore di raccolta mediante mezzi di sollevamento scelti tra: âˆ’ mezzi di sollevamento a nastro che convogliano detta scoria verso un sito di smaltimento; âˆ’ mezzi di sollevamento a cestello, comprendenti un cestello solidale con un braccio, detto braccio essendo girevole connesso attorno ad un asse, in particolare, detto braccio Ã ̈ disposto al di sotto di detto livello di detto metallo fuso e ruota da una posizione sommersa ad una posizione di svuotamento passando attraverso una posizione di drenaggio, in cui: âˆ’ in detta posizione sommersa detto cestello Ã ̈ sommerso da detto metallo fuso; âˆ’ in detta posizione di drenaggio detto cestello Ã ̈ disposto al di sopra di detto livello di riempimento e vi permane per un intervallo di tempo predeterminato in modo tale che detto metallo fuso viene drenato da detto cestello, e detta scoria Ã ̈ trattenuta allâ€™interno di detto cestello; detta posizione di svuotamento viene raggiunta dopo un tempo programmabile, detto cestello decelerando repentinamente in corrispondenza di detta posizione di svuotamento in modo tale che detto braccio colpisce una porzione di arresto e fa sfuggire via da detto cestello detta scoria che viene proiettata verso detto sito di smaltimento.
10. Una struttura, secondo la rivendicazione 6, in cui sono previsti mezzi di regolazione associati a detto canale di deflusso, atti a variare la quota di detto bordo superiore e quindi di detto livello di riempimento.