MX2014005037A - Unidad para aplicar recubrimientos sobre productos alargados. - Google Patents

Unidad para aplicar recubrimientos sobre productos alargados.

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Abstract

La unidad de recubrimiento para componentes alargados comprende un tanque con el metal fundido y una cámara de recubrimiento con canales de entrada y salida con un canal de admisión sumergido dentro del tanque con el metal fundido. Además, la cámara de recubrimiento y el tanque con el metal fundido están equipados con instalaciones para la creación interna dentro de ellos, por arriba de la presión reducida del talán, y la presión positiva respectivamente. Para facilitar la operación de mantenimiento, así como para asegurar la operación continua de esta unidad sin ningún paro para rellenar el tanque, para proporcionar condiciones de seguridad mientras que el metal se rellena dentro del tanque con el metal fundido de esta unidad para el recubrimiento de los componentes alargados, el tanque con el metal fundido y la cámara de recubrimiento están localizados en posiciones adyacentes y unidos entre sí con el canal de admisión inclinado creando los recipientes de conexión. Con esto, el tanque con el metal fundido está equipado con el canal de suministro para cargar el metal fundido o sólido a través de éste, además de que el canal de suministro se expande en la parte superior, entrando a la parte superior del tanque con el metal fundido.

Description

UNIDAD PARA APLICAR RECUBRIMIENTOS SOBRE PRODUCTOS ALARGADOS DESCRIPCION DE LA INVENCION Esta invención se refiere al equipo tecnológico para la aplicación de recubrimiento de protección continua de metales, sobre superficies de componentes alargados tales como alambres, tiras, etc., mediante su inmersión dentro de aluminio, zinc, estaño, plomo, etc., fundidos. Esta invención puede ser utilizada para la aluminización, galvanización o galvaluminización en caliente de componentes largos elaborados de hierro vaciado o de acero.
Las unidades conocidas están diseñadas para el recubrimiento de alambre, tiras, etc., que contiene el rodillo de guia que sumerge el componente dentro del metal fundido y que mueve el componente (ver Hot Galvanizing Guidance. — Moscú, Metallurgiya , 1975, p. 376; Metal-Coated Sheet and Strip Steel. - Moscú, Metallurgiya, 1971, p. 496) .
La desventaja de las unidades conocidas que utilizan los tanques de acero es la gran capacidad de los tanques de acero y el área de talón abierta significativa que provoca altos costos de energía para mantener la temperatura del metal fundido.
El contacto con los componentes de los tripuladores sumergidos (rodillos, abrazaderas, etc.) conduce a la disolución del hierro en el zinc y con esto reduce el tiempo de vida del equipo e incrementa el consumo de zinc.
La aplicación del tanque de acero con el manipulador sumergido, elimina la posibilidad de que el metal fundido se alie con el aluminio. A pesar del hecho de que los tanques de cerámica son resistentes al aluminio fundido, su capacidad es mayor si se compara con los metales que son calentados a través de las paredes, en los tanques de cerámica el proceso de calentamiento es conducido a través del talón y esto da como resultado incremento de la capacidad.
Una unidad destinada para la aplicación del recubrimiento protector sobre componentes alargados está disponible, la cual está equipada con un tanque y elementos de calentamiento, asi como la abertura del pasaje en el fondo del tanque, seguros hidrodinámicos magnéticos (seguro MHD, por sus siglas en Inglés) localizado por debajo de la abertura del pasaje, con una pestaña parcialmente introducida dentro del tanque a través de la abertura. El seguro MHD está diseñado como dos núcleos magnéticos tipo L con bobinado de circuito de una fase en la forma de bobinas planas localizadas sobre las patas de núcleo magnéticas verticales (SU 1492759, 15.03.1994) .
La desventaja de esta unidad es su complejidad debido al uso del seguro MHD.
Una unidad diseñada para el recubrimiento con metal de componentes alargados está disponible, la cual está equipada con un tanque que contiene metal fundido y una cámara de recubrimiento (FR 197516981, 1975) . La cámara de recubrimiento comprende canales de entrada y salida cuyos componentes son movidos al través, mientras que se recubren. El metal fundido es transferido desde el tanque hacia la cámara de recubrimiento por medio de una bomba. La cámara es llenada con metal, de modo que el nivel de metal fundido en la cámara es ajustado más alto que el nivel de los canales de entrada y salida. En este momento, el metal fundido fluye hacia afuera de la cámara libremente hacia el tanque, pero la cantidad del metal fundido colocado en la parte posterior de la cámara, es un poco más grande que la cantidad del metal que fluye hacia afuera de la cámara a través de los canales de entrada y salida. Esto hace posible el mantenimiento del nivel del metal fundido en la cámara de recubrimiento, por arriba de los niveles de los canales de entrada y salida.
La desventaja de esta unidad es que el metal fundido es suministrado utilizando la bomba sumergida, y esto da como resultado la reducción del índice de conflabilidad requerido del equipo industrial. La circulación continua del metal fundido provoca el desgaste rápido de los canales, y el metal fundido es contaminado con materiales de los canales son elaborados; esto empeora las condiciones de formación del recubrimiento, y en consecuencia, conduce a la disminución de su calidad. Con esto, el uso del aluminio fundido es muy problemático debido a su poder corrosivo.
El análogo técnico más parecido a la unidad propuesta es una unidad para el proceso superficial de componente, más específicamente, para aplicación de recubrimiento. Esta unidad comprende un tanque con metal fundido (aleación) y, por arriba del tanque, una cámara de recubrimiento con canales de entrada y salida y el canal de admisión vertical sumergido dentro del metal fundido en el tanque. Para elevar el metal fundido a lo largo del canal de admisión hacia la cámara de recubrimiento, es generada presión positiva en el tanque y la presión reducida en la cámara de recubrimiento. La diferencia de presión en las cavidades por arriba de las superficies de la cámara y de tanque, permite que el nivel de metal fundido exceda las aberturas de entrada y salida de la cámara. El vacío de la cámara de recubrimiento también sirve para prevenir la fuga del metal fundido desde la cámara de recubrimiento. Con esto, será satisfecha la siguiente condición: Pst = Pl + Pn. col.,' donde Pst - presión estándar Pi - presión en la cámara de recubrimiento Pm.coi. _ presión de la columna de metal fundido por arriba de la guía del canal inferior.
Durante el proceso de recubrimiento, la diferencia de presión, ? = Pst - (Pi + Pm.coi.) / es mantenida a un nivel constante para evitar cualquier fuga del metal fundido y la penetración de aire dentro de la cámara a través de los canales de entrada y salida.
La desventaja de esta unidad es que el canal de admisión de la cámara de recubrimiento, sumergido dentro del metal fundido está localizado verticalmente y esto requiere la colocación de una cámara de recubrimiento justo por arriba del tanque con el metal fundido. Tal alineamiento mutuo de la cámara de recubrimiento y el tanque conectado por el canal vertical, primeramente, obstruye el mantenimiento de la unidad y no asegura ninguna operación de seguridad ya que cualquiera de las etapas del proceso relacionadas a la carga del alambre, la corrección de algunas fallas, son conducidas en el área de alta temperatura, y el uso forzado de los circuitos de enfriamiento incrementará los riesgos de situaciones de emergencia; en segundo lugar, esto reguiere paros regulares de la linea para aplicar cierto recubrimiento que contiene la unidad de recubrimiento propuesta, debido al hecho de que únicamente cuando la cámara de recubrimiento es drenada para secarla del metal fundido, esto da como resultado capacidad reducida y costos de energía incrementados. El rellenado del tanque es imposible sin detener la operación de la unidad y sin liberar la presión positiva, ya que cuando el tanque es abierto la presión positiva desplazará el metal fundido en el tanque sobre su tapa, y eso es inaceptable.
Esta unidad ayuda a resolver el problema relacionado a la seguridad, a la conveniencia y al facilitamiento del mantenimiento de la unidad durante la operación de la unidad y durante el rellenado del tanque con el metal fundido, a la reducción de los costos de energía y al incremento del rendimiento de trabajo de la unidad.
Esta tarea es resuelta debido al hecho de que la unidad para la aplicación de recubrimiento de los componentes alargados, consiste de un tanque con metal fundido y una cámara de recubrimiento con canales de entrada y salida, y el canal de admisión sumergido dentro del tanque con metal fundido; además, la cámara de recubrimiento el tanque con el metal fundido están equipados con dispositivos destinados para la creación dentro del tanque y la cámara por arriba del talón del metal, de la presión reducida y la presión positiva, respectivamente. Con esto, el tanque de metal fundido está equipado con un canal de suministro para llenarlo con el metal fundido o sólido, consumido. Para asegurar la seguridad extra, el canal de suministro se expande en su parte superior entrando al tanque con el metal fundido .
El resultado técnico de este uso de la unidad es el incremento en la conveniencia y la seguridad de la operación, el mantenimiento fácil, la provisión de la operación continua sin ningún paro para rellenar el tanque, la provisión de la seguridad, cuando el tanque es rellenado con el metal fundido, así como la reducción de los costos de energía y el incremento del rendimiento de trabajo de la unidad.
Este resultado técnico es determinado por las características significativas de esta unidad. La localización de la cámara de recubrimiento adyacente al tanque con el metal fundido facilita el acceso a la cámara de recubrimiento y al equipo, asegurando su operación (sistema de control de temperatura, sensor de presión, sensor de nivel de metal fundido, cuchillas de gas para eliminar el exceso de metal fundido, etc. ) .
Al mismo tiempo, esta característica hace posible la reducción de costos de energía para la elevación del metal fundido del tanque hacia la cámara de recubrimiento, debido a la localización de la cámara por arriba del tanque, de una manera tal que éstos forman los recipientes de conexión; la reducción de la cantidad de presión positiva generada por arriba del metal fundido en el tanque. La localización adyacente de la cámara de recubrimiento y el tanque para el metal fundido (sin interpenetración de la tapa de tanque por la cámara) permite el rellenado del tanque para compensar el metal fundido consumido, sin la necesidad para detener el proceso de la aplicación del recubrimiento que reduce los costos de energía para el calentamiento del metal fundido en el tanque (no hay pérdidas de calor cuando la operación de la unidad es abortada y la tapa es abierta) . Para rellenar el tanque, es proporcionado el canal de suministro. Este dispositivo es sumergido dentro del tanque por debajo del metal fundido, lo que permite la apertura de la tapa del canal de suministro y el llenado de los lotes adicionales del metal sólido fundido (aleación) directamente dentro del metal fundido en el tanque, sin detener la operación de la unidad. Con esto, se afecta la seguridad ya que la presión positiva por arriba del talón en el tanque desplazará el metal fundido a lo largo del canal de suministro, debido a la diferencia de presión, pero no más alto que el nivel del metal fundido en la cámara de recubrimiento, donde la presión está por debajo del valor estándar. Con esto, no son posibles fugas del metal fundido sobre el canal de suministro, también debido a su forma expandida de la forma superior del canal de suministro.
La invención es explicada en las figuras donde se demuestra lo siguiente: Figura 1: Disposición Esquemática de la Unidad para la Aplicación de Recubrimientos sobre Productos Largos.
Figura 2: Sección A-A de la Figura 1.
La unidad para aplicar los recubrimientos sobre productos largos, por ejemplo, sobre alambres de acero, consiste de un tanque con metal fundido 1 que es un horno eléctrico para fundir metal y para el remojo a una temperatura establecida, y una cámara de recubrimiento 2 localizada cerca del tanque. La cámara de recubrimiento 2 está equipada con un canal inclinado 3 que conecta la cámara de recubrimiento 2 y el tanque con el metal fundido 1 a los canales de entrada 4 y salida 5 en las paredes laterales de la cámara de recubrimiento 2. Estos canales podrían ser, por ejemplo, horizontales. En la posición de operación, el tanque con metal fundido 1, la cámara de recubrimiento 2 y el canal inclinado son sellados para excluir el contacto del metal fundido con el aire ambiental. La parte superior del canal inclinado 3 se abre dentro de la cámara de recubrimiento 2 a través de la abertura en el fondo o a través de la abertura en la pared lateral cercana al fondo, y la parte inferior del canal inclinado 3 es conectada a la cavidad del tanque con el metal fundido 1 por debajo del posible nivel de metal fundido. Además, el canal de admisión inclinado 3 está diseñado de modo que éste excluya el contacto de la cavidad de aire por arriba del talón en el tanque 1 y la cámara de recubrimiento 2.
El metal fundido puede moverse a lo largo del canal inclinado 3 hacia arriba desde el tanque con el metal fundido 1 y llenar la cámara de recubrimiento 2 hasta el nivel establecido .
A través de los canales horizontales, la entrada 4 y la salida 5, el alambre o cualesquiera otros componentes largos son movidos a través del metal fundido en la cámara de recubrimiento 2 para crear el recubrimiento sobre el alambre.
La tapa removible superior de la cámara de recubrimiento 2 está equipada con sensores de control de niveles de metal fundido, el sensor de presión, y el dispositivo de creación de presión reducida.
La tapa removible superior de la cámara 2 está equipada con los sensores de control de nivel de metal fundido, calibrador de presión y el canal de salida con la tubería de salida conectada a la bomba de vacío que genera la presión reducida. Es posible generar presión reducida utilizando el expulsor. La tubería de salida es instalada sobre la pared de la cámara de recubrimiento 2. El mantenimiento de los sensores y el equipo localizado sobre la cámara de recubrimiento podría ser realizado a cualquier tiempo, y no crea obstrucciones debido a la localización de la cámara de recubrimiento 2 aparte del tanque con el metal fundido 1.
La tapa de tanque con el metal fundido 1 (o la parte superior de su pared) está equipada con el canal de suministro y la tubería de salida conectada al compresor, para generar la presión positiva en el tanque con el metal fundido .
Los canales de salida y admisión están localizados en la zona de la cavidad de aire por arriba del nivel del metal fundido, preferentemente, en la tapa del tanque y la tapa de la cámara.
Inicialmente, los niveles del metal fundido en el tanque 1 y la cámara de recubrimiento 2 son iguales debido a la localización adyacente de estas secciones de que se unen con el canal de admisión inclinado 3 para formar los recipientes de conexión. Este nivel en la cámara de recubrimiento 2 esté por debajo de los ejes de los canales de entrada 4 y salida 5.
Durante la operación de la unidad, el nivel de metal fundido en la cámara de recubrimiento 2 es elevado en comparación con el nivel en el tanque con el metal fundido 1, debido a la creación de la diferencia de presión del tanque 1 y la cámara 2. Además, en el curso de la operación de la unidad, el nivel de metal fundido es mantenido por arriba de los ejes de los canales de entrada 4 y salida 5 a través de los cuales el alambre es movido en la cámara de recubrimiento 2.
Cuando es generada presión positiva en el tanque con el metal fundido 1 y la presión reducida es generada en la cámara de recubrimiento 2, el lote adicional del metal fundido es elevado a lo largo del canal inclinado 3 desde el tanque 1 hacia la cámara 2, y nivel de metal fundido en la cámara de recubrimiento 2 es ajustado por arriba de los canales de entrada y salida.
Si la condición Pst = Pi + Pm.coi. es satisfecha, donde pst — presión estándar, Pi — presión en la cámara de recubrimiento, Pm.Coi. ~ presión metalostática del metal fundido por arriba de los canales de entrada y salida de la cámara de recubrimiento, entonces el metal fundido incluso por arriba de las aberturas de entrada y salida no se fuga hacia afuera.
La unidad de recubrimiento está equipada con un dispositivo para el control del metal fundido en la cámara de recubrimiento 2. El metal fundido en la cámara de recubrimiento 2 es utilizado continuamente y su nivel busca reducirse. Si cualquier diferencia del nivel de metal fundido ocurre, la diferencia de la presión estándar y la presión en la cámara de recubrimiento 2 se incrementa (debido a la reducción de Pm.coi.) / y esto podría conducir a la penetración de aire (burbujas de aire) a través de los canales de entrada o salida de la cámara 2 dentro de la cámara. Este hecho podría desordenar el proceso de recubrimiento y conducir a defectos de recubrimiento de los componentes. Las burbujas de aire del metal fundido también provocan la contaminación del metal con inclusiones de óxido y esto empeora la formación de recubrimiento y la aparición de defectos de recubrimiento. Cualquier sistema conocido podría ser utilizado para controlar el nivel del metal en la cámara de recubrimiento 2.

Claims (2)

REIVINDICACIONES
1. Una unidad para aplicar recubrimientos sobre productos largos dentro del metal fundido, caracterizada porque comprende un tanque para el metal fundido y una cámara de recubrimiento con canales de entrada y salida y un canal de admisión sumergido dentro el tanque para el metal fundido, la cámara de recubrimiento y el tanque con el metal fundido están equipados con instalaciones para la creación interna dentro de ellos por arriba de la presión reducida del talón y la presión positiva respectivamente, el tanque con el metal fundido y la cámara de recubrimiento están localizados adyacentes y unidos con el canal de admisión inclinado, creando los recipientes de conexión, con lo cual el tanque está equipado con un canal de suministro para cargar el metal fundido o sólido dentro y a través del canal.
2. La unidad de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el canal de suministro se expande en la parte superior de cara a la parte superior del tanque con el metal fundido. RESUMEN DE IA INVENCION La unidad de recubrimiento para componentes alargados comprende un tanque con el metal fundido y una cámara de recubrimiento con canales de entrada y salida con un canal de admisión sumergido dentro del tanque con el metal fundido. Además, la cámara de recubrimiento y el tanque con el metal fundido están equipados con instalaciones para la creación interna dentro de ellos, por arriba de la presión reducida del talón, y la presión positiva respectivamente. Para facilitar la operación de mantenimiento, asi como para asegurar la operación continua de esta unidad sin ningún paro para rellenar el tanque, para proporcionar condiciones de seguridad mientras que el metal se rellena dentro del tanque con el metal fundido de esta unidad para el recubrimiento de los componentes alargados, el tanque con el metal fundido y la cámara de recubrimiento están localizados en posiciones adyacentes y unidos entre si con el canal de admisión inclinado creando los recipientes de conexión. Con esto, el tanque con el metal fundido está equipado con el canal de suministro para cargar el metal fundido o sólido a través de éste, además de que el canal de suministro se expande en la parte superior, entrando a la parte superior del tanque con el metal fundido.
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