PT1239053E - Rolo destinado ao transporte de uma banda metálica numa instalação de recozimento contínuo - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "ROLO DESTINADO AO TRANSPORTE DE UMA BANDA METÁLICA NUMA INSTALAÇÃO DE RECOZIMENTO CONTÍNUO" A invenção refere-se a um rolo destinado ao transporte de uma banda metálica numa instalação de recozimento continuo composto por um veio de transmissão contendo uma virola de suporte da banda.

Os rolos permitem o transporte da banda, em recozimentos contínuos de bandas metálicas de materiais ferrosos ou não ferrosos, que são, em geral, de liga de aço.

Estes tipos de rolos possuem, do ponto de vista termomecânico, um coeficiente de dilatação de 17.10‘6/°C e um coeficiente de condutividade térmica de cerca de 20 w/m. °C.

Para compensar as deformações termomecânicas nos recozimentos, procura-se um compromisso entre o perfil mecânico da geratriz das virolas dos rolos conseguido por maquinagem de modo a evitar a formação de dobras nas bandas de formato largo e fino e os desvios da banda no caso de tratamento de bandas de formato de largura reduzida. Os rolos são, geralmente, cilíndricos ou realizados com uma geratriz ligeiramente curva, mas deformam-se na instalação de recozimento devido à contribuição calórica da banda submetida a recozimento.

Conhecem-se numerosas patentes relativas a rolos compreendendo uma anilha, por exemplo, à base de cobre. A 1 deformação da geratriz desse tipo de rolo, num dispositivo de recozimento, é melhorada por um factor de aproximadamente 2 devido à elevada condutividade do cobre. No entanto, esses rolos são pesados e apresentam uma grande inércia térmica.

Conhece-se, igualmente pela patente GB 945244 um rolo para um dispositivo de recozimento em continuo de banda metálica compreendendo uma cobertura composta quer por grafite, quer por uma mistura de carbono e de pó de metal aglomerado ligado, por exemplo, por um material à base de betume. Esse tipo de aglomerado não parece ter sido desenvolvido de forma industrial. 0 documento JP-A-58-048619 divulga um rolo tendo uma virola compósita compreendendo SiC e grafite. 0 documento JP-A-10-183260 divulga um rolo compreendendo um veio em CFC. O objectivo da invenção é minimizar as deformações do perfil dos rolos em função das temperaturas e do formato da banda de modo a expandir o dominio de utilização e permitir a passagem de bandas largas e finas sem gerar dobras e de bandas estreitas, sem necessidade guiar a banda, por efeito de um rolo indeformável, de peso e inércia minimos realizado a um custo inferior, comparativamente com os rolos, por exemplo, em aço refractário com uma anilha em cobre. O objectivo da invenção é proporcionar um rolo destinado ao transporte de uma banda metálica, numa instalação de recozimento continuo, composto por um veio de transmissão contendo uma virola de suporte de banda, tal como definido na reivindicação 1. 2

As outras características da invenção são: o veio ser realizado em material compósito CFC ou metálico, o material compósito compreender fibras tecidas em, pelo menos, duas dimensões, a virola compreender um revestimento duro metálico ou cerâmico, o revestimento ser escolhido de entre o carboneto de crómio ou uma zirconia, o revestimento poder compreender uma sub camada, a sub camada ser escolhida de entre o tipo carbono IC, carboneto de silicio. A descrição seguinte e as figuras anexas, dadas a titulo de exemplo não limitativo, irão permitir compreender melhor a invenção. A figura 1 apresenta um exemplo de rolo de acordo com a invenção. A figura 2 apresenta perfis de deformação AI e A2 a uma temperatura ambiente de 900 °C e de 2 larguras de banda a 300 °C do rolo A de acordo com a invenção, assim como os perfis Bl, B2, Cl, C2, nas mesmas condições de temperaturas e de largura de banda, de dois rolos B e C, sendo uma um, uma virola em aço refractário, e possuindo o outro uma virola compreendendo um revestimento com duas camadas ferro - cobre.

Tal como representado na figura 1, o rolo 1 de acordo com a invenção destina-se ao transporte de uma banda metálica numa 3 instalação de recozimento contínuo. O referido rolo 1 é, de acordo com um exemplo da invenção, composto por um veio 2 ou fusada, destinado ao suporte e accionamento do rolo, contendo o referido veio uma virola 3 sobre a qual se apoia a banda destinada a ser recozida.

De acordo com a invenção, pelo menos uma parte do rolo 1 é realizada em material compósito, sendo a parte mais implicada a virola 3. Por razões de homogeneidade, o veio 2 do rolo 1 pode ser igualmente realizado em material compósito. 0 material compósito utilizado é um compósito de carbono -fibra de carbono (CFC).

Na sua estrutura, o material compósito compreende fibras, por exemplo, tecidas em duas ou três dimensões.

De um modo preferido, a virola 3 compreende um revestimento 4 duro metálico ou cerâmico. 0 revestimento 4 duro está, portanto, em contacto com a banda tratada. 0 revestimento 4 é realizado, de um modo preferido, por projecção de carboneto de crómio, uma zirconio ou por qualquer outro revestimento adequado para rolos de forno. 0 rolo 1 de acordo com a invenção pode compreender uma virola 3 apresentando numa sub camada do revestimento 4 uma camada 5, denominada tampão, composta por um material escolhido, por exemplo, de entre o tipo carbono IC, SIC. A invenção refere-se à utilização de um compósito de carbono - fibras de carbono (CFC) para o fabrico de uma virola 4 de um rolo de uma instalação de recozimento de uma banda metálica e, nomeadamente, de uma banda de aço.

Os materiais compósitos escolhidos são hoje em dia utilizados nomeadamente no domínio espacial. São utilizados devido à sua grande resistência mecânica à elevada temperatura (1200 °C) , resistência superior à dos aços refractários. O seu coeficiente de dilatação é entre quatro e oito vezes inferior ao dos aços e a sua densidade é quatro vezes mais baixa.

De acordo com a invenção, e no exemplo cujas características são apresentadas na figura 2, o material compósito é do tipo carbono - fibras de carbono (CFC).

As condições são as seguintes: - temperatura da banda: 300 °C. - temperatura ambiente: 900 °C. - espessura da banda: 0,2 mm. - larguras da banda: 700 mm e 1200 mm.

Foi possível constatar que, sob a forma cilíndrica desejada, a característica A da deformação em função da temperatura do rolo 1 da invenção, sobre um comprimento de 1500 mm, apresenta, para esse exemplo de duas larguras de banda, 700 mm e 1200 mm, uma variação muito baixa, conservando o rolo uma geometria cilíndrica quase perfeita. Os outros rolos de comparação B e C, desenvolveram uma forma côncava diferente em função das larguras da banda, resultando desse facto, uma deformação da chapa metálica que eles suportam aquando da operação de recozimento. Isto faz com que seja necessário fazer 5 um acabamento à máquina dos rolos para os tornar compatíveis com a marcha da linha.

De qualquer modo, é necessário estabelecer um compromisso para que o perfil do acabamento à máquina desejado para contrair a forma côncava, por exemplo, uma bomba cilindro cónica, seja satisfatório para as bandas de 700 mm a 1200 mm de largura. O rolo assim obtido, três vezes mais ligeiro do que um rolo em aço, compreende uma inércia mecânica três vezes menor e uma curvatura térmica sete vezes mais baixa do que o rolo B em aço e duas vezes mais baixa do que o rolo C revestido com uma estrutura mista aço cobre. A solução proposta reside na substituição dos aços refractários usuais por materiais compósitos refractários com muito baixo coeficiente de dilatação e, não obstante as características conhecidas dos materiais compósitos propostos pelos inventores, não era evidente prever a realização de um rolo cilíndrico quase indeformável em temperatura, sendo que os materiais compósitos utilizados não estavam destinados a um tal objectivo ou a uma tal função. É possível combinar os constituintes do compósito escolhido, fibras e (ou) matriz e o modo de realização do mesmo, optimizar os factores, a resistência mecânica, coeficiente de dilatação, de forma a adaptá-los à função desejada numa instalação de recozimento, por exemplo, de uma banda de aço.

Lisboa, 12 de Dezembro de 2006 6

Claims (7)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Rolo destinado ao transporte de uma banda metálica numa instalação de recozimento continuo, composto por um veio de transmissão (2) contendo uma virola (3) de suporte de banda, caracterizado por, pelo menos, a virola ser realizada em material compósito, e por o referido material ser um compósito de carbono - fibra de carbono (CFC).
2. 2. Rolo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o veio ser realizado em material compósito de carbono - fibra de carbono (CFC) ou metálico.
3. 3. Rolo de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o referido material compósito compreender fibras tecidas, pelo menos, em duas dimensões.
4. 4. Rolo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a virola compreender um revestimento (4) duro metálico ou cerâmico.
5. 5. Rolo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o referido revestimento ser escolhido de entre o carboneto de crómio ou uma zirconia.
6. 6. Rolo de acordo com uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizado por o referido revestimento poder compreender uma sub camada (5). 1
7. 7 . Rolo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a sub camada ser escolhida de entre o tipo carbono IC, SIC. Lisboa, 12 de Dezembro de 2006 2