MX2007012579A

MX2007012579A - Procedimiento y dispositivo para el recubrimiento por inmersion en bano fundido de una banda de metal.

Info

Publication number: MX2007012579A
Application number: MX2007012579A
Authority: MX
Inventors: Hans Georg Hartung; Rolf Brisberger; Holger Behrens; Bodo Falkenhahn
Original assignee: Sms Demag Ag
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2007-12-10
Also published as: AU2006265394B2; DE102005033288A1; BRPI0609611A2; DE502006002323D1; PL1838892T3; CN101384746B; JP2008542539A; KR100941626B1; WO2007003357A1; MY141758A; TW200702489A; ATE417138T1; RU2358033C1; JP4733179B2; EP1838892A1; KR20070102601A; EP1838892B1; AU2006265394A1; CN101384746A; ES2316081T3

Abstract

La invencion se refiere a un procedimiento para el recubrimiento por inmersion en bano fundido de una banda (1) de metal, especialmente de una banda de acero, en el que la banda (1) de metal se alimenta a traves de un horno (2) y una camara (3) de rodillos dispuesta adyacente en la direccion (F) de transporte de la banda (1) de metal a un deposito (5) que contiene el metal (4) de recubrimiento fundido a traves de una abertura (6) en la zona del suelo del deposito (5), generandose en la zona del suelo del deposito (5) un campo electromagnetico para retener el metal (4) de recubrimiento en el deposito (5). Para obtener condiciones de funcionamiento mas favorables especialmente en el caso de una perdida de potencia de la instalacion de recubrimiento por inmersion en bano fundido, esta previsto segun la invencion, que en la camara (3) de rodillos en al menos dos espacios (7, 8) delimitados entre si se mantengan diferentes atmosferas de gas. La invencion se refiere ademas a un dispositivo para el recubrimiento por inmersion en bano fundido.

Description

PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA EL RECUBRIMIENTO POR INMERSIÓN EN BAÑO FUNDIDO DE UNA BANDA DE METAL OBJETO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un procedimiento para el recubrimiento por inmersión en baño fundido de una banda de metal, especialmente de una banda de acero, en el que la banda de metal se alimenta a través de un horno y una cámara de rodillos dispuesta adyacente en la dirección de transporte de la banda de metal a un depósito que contiene el metal de recubrimiento fundido a través de una abertura en la zona del suelo del depósito, generándose en la zona del suelo del depósito un campo electromagnético para retener el metal de recubrimiento en el depósito. La invención se refiere además a un dispositivo para el recubrimiento por inmersión en baño fundido. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las instalaciones de recubrimiento por inmersión de metales clásicas para bandas de metal, tal como se conocen por ejemplo por el documento EP 0 172 681 Bl, presentan una parte de mantenimiento intenso, concretamente el recipiente de recubrimiento con el equipamiento que se encuentra en el mismo. Las superficies de las bandas de metal que van a recubrirse deben limpiarse antes del recubrimiento de restos de óxidos y activarse para la unión con el metal de recubrimiento. Por este motivo, se tratan las superficies de la banda antes del recubrimiento en procesos térmicos en una atmósfera reductora. Puesto que las capas de óxido se eliminan previamente de manera química o abrasiva, las superficies se activan con el proceso térmico reductor de tal manera, que después del proceso térmico presentan una pureza metálica. Con la activación de la superficie de la banda se incrementa sin embargo la afinidad de estas superficies de la banda por el oxígeno atmosférico circundante. Para evitar que el oxígeno atmosférico pueda volver a llegar a las superficies de la banda antes del proceso de recubrimiento, se introducen las bandas en un morro de tobera desde arriba en el baño de recubrimiento por inmersión. Puesto que el metal de recubrimiento se encuentra en forma líquida y se quiere aprovechar la gravitación junto con dispositivos de soplado para el ajuste del espesor de recubrimiento, pero los procesos siguientes prohiben un contacto de la banda hasta la solidificación completa del metal de recubrimiento, la banda debe desviarse en el recipiente de recubrimiento en dirección vertical. Esto se realiza con un rodillo, que funciona en el metal líquido. Por el metal de recubrimiento líquido este rodillo está sometido a un desgaste intenso y es origen de paradas y así de pérdidas en la producción.

Para evitar una oxidación de la banda de metal preparada para el recubrimiento por inmersión en baño fundido, está previsto en el modo de proceder clásico mencionado que la banda de acero entre en el horno a través de una junta de cepillo y abandone el horno mediante inmersión en el recipiente de recubrimiento. A este respecto el morro de tobera de horno se sumerge para la obturación frente al oxígeno atmosférico también en el metal líquido. Para evitar o suprimir la evaporación del cinc durante el recubrimiento por inmersión en baño fundido con la tecnología clásica mencionada con rodillo de desviación se propone en el documento WO 2004/003250 Al que sobre el baño de metal se encuentre un gas o una mezcla gaseosa como gas separador, que presenta una mala conductibilidad térmica y que tiene la propiedad de reducir o suprimir turbulencias del gas o de la mezcla gaseosa sobre la superficie del baño de metal . Para evitar los problemas que están relacionados con los rodillos que funcionan en el metal de recubrimiento líquido, se conocen también soluciones en las que se utiliza un recipiente de recubrimiento abierto hacia abajo para el paso vertical de la banda hacia arriba, utilizándose para la obturación un cierre electromagnético. En este caso se trata de inductores electromagnéticos, que trabajan con campos alternos o progresivos electromagnéticos de retroceso, bombeo o constricción, que obturan el recipiente de recubrimiento hacia abajo. Una solución de este tipo se conoce por ejemplo por el documento EP 0 673 444 Bl, por el documento WO 96/03533 o por el documento JP 5086446. En el caso de esta tecnología conocida también como CVGL (Continuous Vertical Galvanizing Line, línea de galvanización vertical continua) la instalación está compuesta fundamentalmente por tres componentes principales, concretamente por el recipiente de recubrimiento, la obturación electromagnética y la cámara de rodillos con desviación de la banda hacia la vertical. La cámara de rodillos desvía la banda de acero caliente procedente de un horno de recocido hacia la vertical y la sigue guiando en vertical al canal de unión y el depósito de recubrimiento. El depósito de recubrimiento está unido con el horno a través de una zona de canal y la cámara de rodillos . Una solución de este tipo se conoce por el documento EP 0 630 421 Bl . En el proceso de recocido, que tiene lugar en el horno, se ajustan las propiedades mecánicas y las condiciones de superficie para el recubrimiento con metal líquido. En función de las propiedades del material deseadas se recuece la banda de acero bajo atmósfera de gas protector y posteriormente se lleva a temperatura de recubrimiento, que en el cincado se encuentra por encima de 500°C. En este caso se utilizan atmósferas de gas protector, que se componen fundamentalmente de nitrógeno e hidrógeno. Con respecto al detalle de la atmósfera que se utiliza se hace referencia al documento JP 06145937 A y al documento JP 03056654 A. En el caso de la refinación de bandas en caliente por inmersión en baño fundido se suprime el tratamiento por recocido. La banda de acero se lleva directamente a una temperatura de recubrimiento de desde 460 °C hasta 700 °C en función del medio de recubrimiento. En caso de que en el horno se encuentren cantidades mayores de oxígeno, se oxida la superficie de la banda de acero recocida y caliente antes del proceso de recubrimiento y no tiene lugar ninguna adherencia o sólo una adherencia limitada del metal líquido sobre la banda. Aparecen problemas de adherencia, que reducen la calidad de la banda de acero recubierta. En el caso del procedimiento de CVGL mencionado no es posible, determinado por el sistema, llevar a cabo una obturación de la atmósfera de gas protector frente al entorno mediante inmersión del morro de tobera del horno en el metal, puesto que antes del inicio del proceso de recubrimiento la zona del horno sobre la cámara de rodillos y el depósito de recubrimiento está abierta. Tras llenar el metal líquido y el inicio del proceso de recubrimiento se obtura esta zona entonces a través del medio. Antes del inicio del proceso de recubrimiento se ajusta la atmósfera del horno correspondientemente a las condiciones de inicio. A este respecto ha de tenerse en cuenta especialmente un contenido reducido en oxigeno en el horno. Esto se consigue limpiando el horno con nitrógeno. Aunque antes de iniciar el funcionamiento en la tecnología de CVGL el horno está abierto a través de la abertura en el suelo del recipiente de recubrimiento, la atmósfera de gas protector del horno de recocido no debe afectarse en total por oxígeno atmosférico entrante. Durante el funcionamiento del procedimiento de CVGL, es decir en estado obturado, existe en las soluciones según el estado de la técnica por toda la cámara de rodillos la atmósfera del horno. Ésta está compuesta según el ajuste del proceso por nitrógeno e hidrógeno (en concentraciones iguales o superiores al 5% en volumen) . De aquí se producen desventajas especialmente en el caso de una pérdida de potencia de la instalación o en caso de una avería. En este caso penetra concretamente oxígeno atmosférico a través de la zona abierta de canal en la cámara de rodillos, lo que es problemático debido al porcentaje relativamente alto en hidrógeno. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se basa por tanto en el objetivo de proporcionar un procedimiento y un dispositivo correspondiente para el recubrimiento por inmersión en baño fundido de una banda de metal, con el que es posible vencer los inconvenientes mencionados. Por tanto ha de garantizarse que también en el caso de irregularidades en el desarrollo del proceso no se produzca una composición de gases desfavorable en la instalación. La solución de este objetivo según la invención se caracteriza porque en la cámara de rodillos en al menos dos espacios delimitados entre sí, a través de los que pasan la banda de metal, se mantienen diferentes atmósferas de gas.

A este respecto está previsto especialmente que una atmósfera de gas siguiente en la dirección de transporte de la banda de metal de un espacio de la cámara de rodillos presente un porcentaje en hidrógeno inferior a un espacio de la cámara de rodillos anterior a este espacio. De manera preferible, el primer espacio de la cámara de rodillos en la dirección de transporte de la banda de metal presenta una atmósfera de gas con un porcentaje en hidrógeno superior al 5% en volumen, especialmente superior al 7% en volumen.

Por el contrario, el último espacio de la cámara de rodillos en la dirección de transporte de la banda de metal presenta una atmósfera de gas con un porcentaje en hidrógeno inferior al 5% en volumen, especialmente inferior al 3% en volumen. De manera preferible está previsto, que las atmósferas de gas en los espacios de la cámara de rodillos presenten además de hidrógeno fundamentalmente sólo nitrógeno, independientemente de impurezas inevitables de los gases y otros elementos inevitables de los gases. Para permitir un funcionamiento lo más estable posible está previsto preferiblemente que las atmósferas de gas en los espacios de la cámara de rodillos se mantengan en el circuito de regulación cerrado en composiciones deseadas. El dispositivo para el recubrimiento por inmersión en baño fundido de una banda de metal tiene un horno y una cámara de rodillos dispuesta adyacente en la dirección de transporte de la banda de metal así como un depósito que contiene el metal de recubrimiento fundido, existiendo en la zona del suelo del depósito una abertura, a través de la que se alimenta la banda de metal al depósito y existiendo en la zona del suelo del depósito un inductor electromagnético para retener el metal de recubrimiento en el depósito.

Según la invención está previsto, que en la cámara de rodillos esté dispuesta al menos una pared de separación, que delimita al menos dos espacios entre sí. A este respecto cada espacio de la cámara de rodillos tiene preferiblemente al menos una alimentación de gas, a través de la que puede conducirse gas de un tipo y/o composición definidos al espacio. Además puede estar previsto, que cada espacio de la cámara de rodillos presente al menos un sensor de gas, con el que puede detectarse el tipo y/o la composición y/o la concentración de un gas en el espacio. Además existen preferiblemente medios de regulación, con los que puede o pueden mantenerse en valores deseados la composición del gas y/o la concentración de un gas en al menos uno de los espacios, preferiblemente en todos los espacios . La cámara de rodillos está dotada preferiblemente de un revestimiento interno cerámico, lo que favorece el mantener la cámara limpia. Preferiblemente tiene una carcasa de acero. Sin embargo, la cámara de rodillos también puede estar compuesta de acero sin revestimiento interno . También es ventajoso cuando existen medios, con los que el gas introducido en un espacio de la cámara de rodillos puede calentarse hasta una temperatura deseada.

Según una concepción de la cámara de rodillos está previsto, que presente un contorno fundamentalmente rectangular en sección, disponiéndose un canal guía para la banda de metal adyacente al primer espacio visto en la dirección de transporte de la banda de metal. De manera alternativa, una configuración de la cámara de rodillos prevé, que presente un contorno fundamentalmente rectangular en sección, que forma uno de los espacios, al que un segundo espacio se dispone adyacente, que se forma por un canal guía para la banda de metal . Con la propuesta de la invención se hace posible mantener condiciones de funcionamiento más favorables, especialmente en el caso de condiciones de funcionamiento anormales, como en el caso de una pérdida de potencia o de una avería, o al arrancar o detener la instalación de recubrimiento por inmersión en baño fundido. La presente invención proporciona así un modo de proceder y una configuración, con los que se crea un elemento importante para el funcionamiento de una instalación de recubrimiento por inmersión en baño fundido con una elevada seguridad de funcionamiento. Para que no se produzca un mezclado de hidrógeno con oxígeno atmosférico entrante, especialmente en el caso de una pérdida de potencia así como en el caso de una avería y así al descargar el metal de recubrimiento del recipiente de recubrimiento, se hace funcionar la zona de la entrada del suelo en el recipiente de recubrimiento, es decir, la zona directamente por debajo del recipiente de recubrimiento o de la zona correspondiente de la cámara de rodillos (el último espacio de la cámara de rodillos, visto en la dirección de transporte de la banda de metal) con otra atmósfera que el resto de la zona del horno. En este caso, el porcentaje en hidrógeno se encuentra en menos del 5% en volumen. BREVE DESCRIPICIÓN DE LAS FIGURAS Figura 1: Muestra una representación principal de una instalación de recubrimiento por inmersión en baño fundido en vista lateral, Figura 2: Muestra una primera forma de realización de la cámara de rodillos según la invención de la instalación de recubrimiento por inmersión en baño fundido en vista lateral y Figura 3: Muestra una segunda forma de realización de la cámara de rodillos según la invención de la instalación de recubrimiento por inmersión en baño fundido en vista lateral . DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En los dibujos se representan ejemplos de realización de la invención.

En la figura 1 puede observarse una instalación de recubrimiento por inmersión en baño fundido, que trabaja con el denominado procedimiento de CVGL (procedimiento de línea de galvanización vertical continua) . En un depósito 5 se encuentra un metal 4 de recubrimiento fundido. El depósito 5 tiene una abertura 6 en su zona del suelo, a través de la que pasa una banda 1 de metal verticalmente hacia arriba para su recubrimiento con el metal 4 de recubrimiento. Para que el metal de recubrimiento líquido no salga hacia abajo a través de la abertura 6, está previsto un inductor 9 electromagnético, que da lugar a un cierre de la abertura 6 de la manera conocida. La banda 1 de metal que va a recubrirse llega, visto en la dirección F de transporte, en primer lugar a un horno 2 , en el que, tal como se explicó anteriormente, se lleva hasta la temperatura del proceso necesaria. A través de una brida 17 de unión se dispone adyacente al horno 2 una cámara 3 de rodillos, que tiene la función de desviar la banda 1 calentada previamente desde la dirección de la entrada en la cámara 3 de rodillos hacia la vertical y de introducirla exactamente en la abertura 6 del depósito 5. Para ello existen dos rodillos 18 y 19, pudiendo ser uno también suficiente, tal como muestra la figura 3. Tal como mejor puede observarse en las figuras 2 y 3, la cámara 3 de rodillos está compuesta en el ejemplo de realización por dos espacios 7 y 8 delimitados entre sí, produciéndose la separación mediante una pared 10 de separación. La cámara 3 de rodillos según la figura 2 está configurada de manera rectangular en su sección transversal (en vista lateral) , representándose ambos espacios 7 y 8 de manera fundamentalmente rectangular. Adyacente al primer espacio 7 en la dirección F de transporte se dispone a la derecha un canal 16 guía para la banda 1 de metal. En la figura 3 puede observarse, que el espacio 7 también puede formarse únicamente por este canal 16 guía. Es fundamental que ambos espacios 7 y 8 están configurados de tal manera, que en ellos pueden mantenerse diferentes atmósferas de gas. Para ello está prevista en cada espacio una alimentación 11 ó 12 de gas a través de la que puede introducirse un gas o mezcla gaseosa en el espacio 7, 8. En el caso del gas puede tratarse de nitrógeno N2 o de hidrógeno H2 o de una mezcla de los mismos . Sensores 13, 14 de gas en cada espacio 7, 8 detectan los parámetros de la atmósfera de gas. Con los sensores 13, 14 puede medirse por ejemplo la concentración de gas hidrógeno H2. Los valores de medición se conducen en el ejemplo de realización (véase la figura 2) a un medio 15 de regulación. Los medios 15 de regulación inducen la alimentación de gas o de una mezcla gaseosa a través de las alimentaciones 11, 12 de gas, de modo que en los espacios 7, 8 existen en cada caso composiciones de gas o concentraciones de gas deseadas. Es especialmente deseable cuando (en el horno 2 y) en el primer espacio 7 existe una concentración de hidrógeno superior al 5% en volumen, mientras que en el segundo espacio 8 debería quedar por debajo de este valor. Una separación de la atmósfera de gas en la cámara 3 de rodillos y separada del horno 2 se produce por tanto a través de diferentes espacios de gas, que están unidos entre sí a través de aberturas para el paso de la banda de acero, es decir, en la cámara 3 de rodillos están dispuestas paredes 10 de separación, que dividen la cámara 3 de rodillos en al menos dos espacios de gas. A través de dos o más puntos de alimentación para el gas protector (al menos una por cada espacio de gas) se alimentan tal como se explicó diferentes concentraciones de nitrógeno e hidrógeno. A través de al menos una medición por cada espacio de gas se controla la atmósfera y en un circuito de regulación se ajustan las concentraciones deseadas. A este respecto se añade en la zona de gas directamente por debajo del depósito 5 de recubrimiento nitrógeno sin oxígeno. En estado de funcionamiento, el flujo de gas dentro de la cámara de rodillos está dirigido en la dirección de la entrada del horno. En el caso de descargar el metal 4 de recubrimiento del depósito 5 se evita la salida de la atmósfera del horno enriquecida con hidrógeno a través de la esclusa de nitrógeno descrita. La cámara 3 de rodillos está configurada por dentro de cerámica. Está compuesta por una carcasa de acero con revestimiento interno cerámico, que forma los diferentes espacios de gas. El gas protector alimentado se calienta y de este modo sirve para mantener la temperatura interna de la cámara 3 de rodillos. Además del efecto de aislamiento (conducción térmica reducida hacia fuera) el revestimiento está configurado para el caso de una avería y el riesgo relacionado con ello de una entrada de metal líquido en la cámara 3 de rodillos de tal manera, que es resistente frente a metales líquidos, como por ejemplo cinc o aluminio así como sus aleaciones.

Lista de signos de referencia: 1 banda de metal 2 horno 3 cámara de rodillos 4 metal de recubrimiento fundido 5 depósito 6 abertura en la zona del suelo del depósito 7 primer espacio 8 segundo espacio 9 inductor electromagnético 10 pared de separación 11 alimentación de gas 12 alimentación de gas 13 sensor de gas 14 sensor de gas 15 medio de regulación 16 canal guía 17 brida de unión F dirección de transporte H2 hidrógeno N nitrógeno

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:
REIVINDICACIONES 1. Procedimiento para el recubrimiento por inmersión en baño fundido de una banda (1) de metal, especialmente de una banda de acero, en el que la banda (1) de metal se alimenta a través de un horno (2) y una cámara (3) de rodillos dispuesta adyacente en la dirección (F) de transporte de la banda (1) de metal a un depósito (5) que contiene el metal (4) de recubrimiento fundido a través de una abertura (6) en la zona del suelo del depósito (5) , generándose en la zona del suelo del depósito (5) un campo electromagnético para retener el metal (4) de recubrimiento en el depósito (5), manteniéndose en la cámara (3) de rodillos en al menos dos espacios (7, 8) delimitados entre sí diferentes atmósferas de gas, caracterizado porque una atmósfera de gas siguiente en la dirección (F) de transporte de la banda (1) de metal de un espacio (8) de la cámara (3) de rodillos presenta un porcentaje en hidrógeno inferior a un espacio (7) de la cámara (3) de rodillos anterior a este espacio (8) , presentando el primer espacio (7) de la cámara (3) de rodillos en la dirección (F) de transporte de la banda (1) de metal una atmósfera de gas con un porcentaje en hidrógeno superior al 5% en volumen y presentando el último espacio (8) de la cámara (3) de rodillos en la dirección (F) de transporte de la banda (1) de metal una atmósfera de gas con un porcentaje en hidrógeno inferior al 5% en volumen. 2. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque las atmósferas de gas en los espacios (7, 8) de la cámara (3) de rodillos presentan además de hidrógeno fundamentalmente sólo nitrógeno.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las atmósferas de gas en los espacios (7, 8) de la cámara (3) de rodillos se mantienen en un circuito de regulación cerrado en composiciones deseadas.
4. Dispositivo para el recubrimiento por inmersión en baño fundido de una banda (1) de metal, especialmente de una banda de acero, con un horno (2) y una cámara (3) de rodillos dispuesta adyacente en la dirección (F) de transporte de la banda (1) de metal así como un depósito (5) que contiene el metal (4) de recubrimiento fundido, existiendo en la zona del suelo del depósito (5) una abertura (6) , a través de la que se alimenta la banda (1) de metal al depósito (5) y existiendo en la zona del suelo del depósito (5) un inductor (9) electromagnético para retener el metal (4) de recubrimiento en el depósito (5) , especialmente para llevar a cabo el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en la cámara (3) de rodillos está dispuesta al menos una pared (10) de separación, que delimita al menos dos espacios (7, 8) entre sí, presentando cada espacio (7, 8) de la cámara (3) de rodillos al menos una alimentación (11, 12) de gas, a través de la que puede conducirse gas de un tipo y/o composición definidos al espacio (7 , 8 ) .
5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque cada espacio (7, 8) de la cámara (3) de rodillos presenta al menos un sensor (13, 14) de gas, con el que puede detectarse el tipo y/o la composición y/o la concentración de un gas en el espacio (7, 8) .
6. Dispositivo según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque existen medios (15) de regulación, con los que puede o pueden mantenerse en valores deseados la composición del gas y/o la concentración de un gas en al menos uno de los espacios (7, 8) , preferiblemente en todos los espacios (7, 8) .
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque la cámara (3) de rodillos está dotada de un revestimiento interno cerámico.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque la cámara (3) de rodillos presenta una carcasa de acero.
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque existen medios, con los que el gas introducido en un espacio (7, 8) de la cámara (3) de rodillos puede calentarse hasta una temperatura deseada .
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado porque la cámara (3) de rodillos presenta un contorno fundamentalmente rectangular en sección, disponiéndose un canal (16) guía para la banda (1) de metal adyacente al primer espacio (7) visto en la dirección (F) de transporte de la banda (1) de metal.
11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado porque la cámara (3) de rodillos presenta un contorno fundamentalmente rectangular en sección, que forma uno de los espacios (8) , al que un segundo espacio (7) se dispone adyacente, que se forma por un canal (16) guía para la banda (1) de metal.