PT1312699E - Túnel de pré-tratamento e método de preparação de perfis extrudidos ou de barras perfiladas para serem revestidos com póou líquido - Google Patents

Description

ΡΕ1312699 1

DESCRIÇÃO

"TÚNEL DE PRÉ-TRATAMENTO E MÉTODO DE PREPARAÇÃO DE PERFIS EXTRUDIDOS OU DE BARRAS PERFILADAS PARA SEREM REVESTIDOS COM PÓ OU LÍQUIDO" O presente invento diz respeito a um túnel de pré-tratamento e a um método de preparação de perfis extru-didos ou de barras perfiladas, por exemplo barras de alumínio extrudidas ou barras de ferro perfiladas, para um processo de revestimento com pó ou líquido.

Como é sabido, no estado actual da técnica, o revestimento de perfis de liga de alumínio extrudidos ou de barras de aço perfiladas de comprimento considerável é realizado em adequadas instalações de tratamento contínuo automático, em que as peças de trabalho a serem tratadas são movidas numa direcção horizontal, suspensas numa direc-ção ou posição substancialmente vertical.

Normalmente, nessas instalações de tratamento é realizado um processo de tratamento que compreende as seguintes etapas de funcionamento: suspender as barras numa posição vertical numa ou várias correntes de um transportador aéreo de correntes que se movem constantemente, com uma distância 2 PE1312699 (passo) entre barras sucessivas que depende da velocidade de movimento do transportador aéreo de correntes e das dimensões globais da peça de trabalho a ser tratada; efectuar o pré-tratamento das peças de trabalho num túnel, onde são realizados vários ciclos de tratamento de acordo com normas de teste que podem incluir, por exemplo, desengorduramento, uma primeira lavagem, desoxidação, uma segunda lavagem, cromatação, uma terceira lavagem, uma quarta lavagem ou lavagem final com água desmineralizada; secar as peças de trabalho, normalmente por meio de ventilação com ar quente; revestir as peças de trabalho com pó ou com liquido numa ou várias cabines adequadas; submeter as peças de trabalho a uma cozedura final, normalmente por meio de ventilação com ar quente; e descarregar as peças de trabalho revestidas.

Em qualquer dos casos, é necessário realizar no túnel um pré-tratamento de acordo com uma das suas numerosas variantes, a fim de se conseguir obter uma óptima preparação das superfícies metálicas para estas poderem receber e manter permanentemente o material de revestimento, de maneira a obter-se um revestimento uniforme e esteticamente atraente, que ao mesmo tempo é impermeável à água ao longo do tempo.

As actuais etapas de pré-tratamento (com excepção 3 ΡΕ1312699 das lavagens) realizadas no túnel envolvem a utilização de líquidos altamente corrosivos, que devem ser mantidos dentro de predeterminadas gamas de temperatura durante predeterminados intervalos de tempo de exposição para se conseguir obter resultados óptimos. A acção global de pré-tratamento é assim obtida através de uma adequada combinação dos seguintes parâmetros: tempo de exposição, temperatura, grau de capacidade de corrosão dos líquidos e quantidade de líquido reciclado vazado sobre a superfície a ser tratada.

Os tipos de pré-tratamento mais usados são os seguintes: a) Sistema de imersão estática

Este é o sistema mais antigo. Os líquidos de pré-tratamento são mantidos numa condição quase estática, e por conseguinte a superfície molhada da peça de trabalho não vai entrar em contacto com líquido novo, o que significa que o desengorduramento químico ou acção detersiva é limitado, e portanto são necessários longos tempos de exposição e/ou elevadas concentrações de produtos corrosivos. b) Sistema de imersão com movimento oscilatório das peças de trabalho

Este sistema de imersão é ligeiramente mais efi- 4 ΡΕ1312699 caz do que o anterior sistema, uma vez que o movimento das peças de trabalho, apesar de ter uma amplitude limitada, promove a renovação do liquido que entra em contacto com a superfície das peças de trabalho. Sob um ponto de vista prático, este sistema produz resultados que são mais ou menos equivalentes àqueles que são obtidos com o sistema anterior. c) Sistema de pulverização com colectores e bicos injec-tores volantes

Este é o sistema mais vulgar correntemente em uso porque faz com que seja possível fazer avançar as peças de trabalho e promover uma mudança quase contínua do líquido que molha a superfície das peças de trabalho.

No entanto o último sistema tem limitações e inconvenientes que irão ser ilustrados com referência às Figuras 1 e 2 dos desenhos anexos, em que: a Figura 1 é uma vista esquemática, em corte e em alçado principal de uma instalação de pré-tratamento por pulverização com colectores e bicos injectores volantes; a Figura la é um esquema que representa a quantidade de líquido que escorre no sentido de cima para baixo ao longo de uma peça de trabalho; e 5 PE1312699 a Figura 2 é uma vista em planta da instalação representada na Figura 1.

Com referência a um túnel de pré-tratamento como o representado nas figuras anteriormente referidas, é fácil de constatar que cada jacto G proveniente de cada um dos bicos injectores U suportados pelos colectores laterais volantes R afecta apenas uma parte ou porção do comprimento de uma peça de trabalho P. Por esse motivo, as peças de trabalho P não entram na sua totalidade em contacto com a mesma quantidade de liquido pulverizado. A quantidade de liquido que escorre no sentido de cima para baixo ao longo de cada peça de trabalho P e que é fornecida durante a etapa de pulverização, aumenta no sentido de cima para baixo, por exemplo conforme se acha representado no esquema (quantidade de liquido A/altura B) na Fig. la.

Portanto, cada peça de trabalho P é melhor tratada na sua porção inferior do que na sua porção superior. Já foi sugerido que este problema pode ser parcialmente resolvido mediante a distribuição dos bicos injectores U a uma distância não uniforme uns em relação aos outros, isto é, a uma distância mais curta na porção superior e a uma distância mais longa na sua porção inferior, de maneira a equilibrar melhor a distribuição de liquido pulverizado. No entanto, este expediente complica o projecto e a montagem do túnel, ao mesmo tempo que ainda se continua a verificar o problema das várias partes da peça 6 ΡΕ1312699 de trabalho P não serem sujeitas à acção da mesma quantidade de líquido pulverizado.

Com referência à Fig. 2, vemos que as peças de trabalho P vão avançando na direcção indicada pela seta F, substancialmente paralela aos dois colectores volantes R de bicos injectores, e portanto não são uniformemente pulverizadas com líquido pelos vários jactos G ao mesmo tempo que se vão movendo através da instalação de tratamento. Mais particularmente, uma peça de trabalho Pi fica exposta aos jactos G, normalmente de um tipo em forma de leque, e vai portanto ser submetida a um impulso que é difícil de contrariar ou equilibrar. Ao mesmo tempo, uma peça de trabalho P2 não é de todo pulverizada pelos jactos G, ao passo que a peça de trabalho P3 se encontra numa condição semelhante à da peça de trabalho Pi, e assim sucessivamente.

Nas zonas entre dois jactos G contíguos, como por exemplo aquela onde se acha localizada a peça de trabalho P2, os jactos G existentes ao longo de toda a altura dos colectores R exercem muito pouco efeito sobre a peça de trabalho uma vez que, por um lado, podem colidir uns com os outros e neutralizarem-se mutuamente e, por outro lado, devido ao facto de se acharem localizados nos limites do campo de acção dos respectivos bicos injectores, a sua acção é de longe muito mais fraca e menos eficaz, e portanto promovem mais formação de névoa ou vapor do que exercem algum efeito sobre a peça de trabalho P2 em trânsito. Por conseguinte, as peças de trabalho P são efectivamente tra- 7 ΡΕ1312699 tadas apenas com duas séries opostas de bicos injectores U (secções Pi, P3, P5,. ..), ao passo que nas suas secções intermédias (P2, P4, ...) elas são tratadas em muito menor extensão ou não são de todo tratadas.

Esta circunstância, que se acha ligada ao projec-to do túnel de pulverização com bicos injectores em colec-tores fixos, é responsável por oscilações transversais e colisões das peças de trabalho P, as quais, por sua vez, fazem frequentemente com que as peças de trabalho P tenham tendência para rodar de uma maneira aleatória em torno do seu próprio eixo e para oscilar (efeito de pêndulo) na direcção de avanço ou numa direcção perpendicular a esta última, dando origem a frequentes colisões, encravamentos, chegando-se mesmo ao ponto de peças de trabalho adjacentes ficarem sobrepostas uma à outra, e a fenómenos de colagem entre duas ou mais peças de trabalho P, especialmente quando estas têm superfícies planas relativamente grandes, com a consequência de duas peças de trabalho coladas uma à outra serem tratadas apenas numa parte da sua superfície exterior.

Estes fenómenos fazem também frequentemente com que as peças de trabalho P se libertem e caiam no interior do túnel de tratamento, com os facilmente imagináveis consequentes graves inconvenientes que dai podem resultar, como por exemplo paragem da instalação, remoção de peças de trabalho caidas, reparação de componentes da instalação de produção no caso de ficarem danificados, substituição de PE1312699 peças de trabalho, e assim por diante. Por conseguinte é necessário que a instalação seja continuamente supervisionada por operadores, a fim de se evitar desperdícios de produção ou pelo menos reduzi-las a um mínimo.

Outro inconveniente dos túneis de pré-tratamento convencionais consiste no facto dos bicos injectores atomi-zarem o líquido de tratamento quando produzem jactos G, o que faz com que se vá formar atomização ao longo de todo o comprimento da peça de trabalho P. Essa atomização, especialmente nas zonas quentes do túnel de pré-tratamento, vai inevitavelmente dar origem à formação de pulverizações aleatórias de líquido, assim como à formação de nuvens de névoa e de vapor no interior do túnel de pré-tratamento, o que vai inevitavelmente fazer com que líquidos de tratamento vão ser transferidos de uma para outra zona do túnel, com a consequente contaminação dos líquidos de tratamento. A atomização também promove dispersão de calor nos líquidos de tratamento que, no mínimo, aquecem as paredes (chapas metálicas) do túnel e o ambiente sem outro propósito que não seja o de manter o detergente à temperatura requerida pelos próprios líquidos de tratamento. Isto dá origem a significativas perdas de calor, com os consequentes elevados custos de exploração da instalação de pré-tratamento. Além disso, os vapores produzidos pela atomização vão normalmente poluir o ambiente, e portanto precisam de ser recolhidos e purificados antes de serem eliminados. Obviamente que o equipamento suplementar requerido para a 9 ΡΕ1312699 separação e/ou purificação das gotas atomizadas contribuem para aumentar ainda mais os custos de exploração da instalação .

No documento US 5773094 é divulgado um método de revestimento por cortina para a pintura de partes da carroçaria de veículos automóveis, de acordo com o preâmbulo da reivindicação. No documento FR A 2668401 é divulgado um tratamento por pulverização de superfícies de peças de trabalho em metal e material plástico, de acordo com o preâmbulo das reivindicações 1 e 4. No documento US 3662710 é divulgado um aparelho próprio para vazar sobre peças de trabalho líquidos de tratamento de superfícies, em que a pressão estática dos referidos líquidos mantidos num recipiente pode ser alterada mecanicamente.

No documento GB-A-883993 são divulgados um método e um aparelho de tratamento de acordo com o preâmbulo das reivindicações 1 e 4. O principal objectivo do presente invento consiste em proporcionar um método de pré-tratamento de peças de trabalho metálicas e um túnel para preparar peças de trabalho metálicas para um processo de revestimento com pó ou líquido, próprios para eliminar ou reduzir drasticamente os anteriormente referidos inconvenientes inerentes a sistemas de pré-tratamento convencionais.

Mais particularmente, o presente invento pretende 10 PE1312699 proporcionar um método e um túnel de pré-tratamento de peças de trabalho metálicas que, em comparação com os melhores sistemas de pré-tratamento disponíveis no presente estado da técnica, sejam capazes de oferecer as seguintes vantagens: máxima qualidade de pré-tratamento para os mesmos períodos de tempo de exposição e comprimento da instalação; custos de produção, instalação e exploração significativamente reduzidos; eliminação de movimentos descontrolados das peças de trabalho durante o tratamento; redução drástica do problema da transferência de vapores de uma para outra zona do túnel, com a consequente eliminação dos problemas ligados à contaminação mútua dos líquidos de pré-tratamento; redução dos custos de energia de exploração ligados à dispersão de calor nas zonas aquecidas do túnel; e máxima redução dos problemas ligados à extracção de vapores poluentes.

De acordo com um primeiro aspecto do presente invento, é proporcionado um método de pré-tratamento para a preparação de peças de trabalho metálicas para um processo de revestimento, de acordo com a reivindicação 1.

Como consequência imediata do método anteriormen-te referido, são obtidos os seguintes resultados: 11 PE1312699 cada peça de trabalho é coberta pela mesma quantidade de líquido de uma maneira quase uniforme desde a sua parte de cima até à sua parte de baixo; a quantidade de líquido vazado sobre a peça de trabalho em movimento cobre toda a sua superfície, incluindo a sua superfície interior no caso de peças de trabalho tubulares; a taxa de renovação do líquido na superfície de cada peça de trabalho é muito elevada uma vez que o líquido corre continuamente ao longo de cada peça de trabalho.

Estes resultados constituem um melhoramento decisivo na eficácia do efeito de desengorduramen-to-detersão-lavagem do líquido, o seu tempo de exposição ou caudal sendo o mesmo. Além disso, a acção de cada líquido sobre a peça de trabalho é ininterrupta também na direcção de avanço da própria peça de trabalho, uma vez que cada peça de trabalho em movimento recebe a mesma quantidade de líquido desde a sua entrada no trajecto de pré-tratamento até à sua saída desse mesmo trajecto de pré-tratamento. A solução proposta pelo presente invento vai assim eliminar todos os problemas ligados à projecção de salpicos característica de um sistema de pré-tratamento por pulverização convencional.

Também é eliminado qualquer impulso lateral sobre a peça de trabalho, de maneira que a peça de trabalho não se move de uma maneira descontrolada ou anómala durante a 12 ΡΕ1312699 sua passagem através do trajecto de pré-tratamento, e portanto as peças de trabalho não oscilam, não colidem umas com as outras, não rodam em torno do seu próprio eixo, não vão ficar coladas umas às outras nem caem do transportador aéreo.

Graças ao fluir continuo de uma relativamente grande quantidade de liquido verticalmente ao longo de cada peça de trabalho, a atomização do liquido é reduzida apenas a um grau minimo e tendo inicio apenas no momento em que o liquido goteja a partir da parte de baixo da peça de trabalho para dentro de um tanque de recolha situado por debaixo da referida peça de trabalho. Esta é uma caracteristica muito importante que elimina na prática qualquer contaminação por transbordamento, reduz drasticamente as perdas de calor e afasta a necessidade de se instalar dispendiosos sistemas de separação (por exemplo paredes divisórias e semelhantes) e sistemas de extracção e de eliminação externos para vapores e fumos.

De acordo com outro aspecto do presente invento, é proporcionado um túnel de pré-tratamento para a realização do método aqui anteriormente descrito, de acordo com a reivindicação 4.

Vantajosamente, o trajecto de pré-tratamento é delimitado pela estrutura de um túnel.

Caso se deseje, o transportador pode seguir um 13 ΡΕ1312699 trajecto tortuoso que pode reduzir de uma maneira notável o comprimento global do túnel de pré-tratamento em comparação com o dos túneis de pré-tratamento convencionais.

Outros aspectos e vantagens do presente invento tornar-se-ão mais evidentes a partir da leitura da descrição pormenorizada, que irá ser apresentada a seguir, de um modo de realização preferido do mesmo dado apenas a titulo de exemplo ilustrativo e não limitativo, sendo a descrição feita com referência às Figuras 3 a 5 dos desenhos anexos, em que: a Figura 3 é uma vista esquemática, em alçado principal, de um túnel de pré-tratamento de acordo com o presente invento; a Figura 4 é uma vista esquemática, em alçado lateral, do túnel da Fig. 3; e a Figura 5 é uma vista esquemática, em planta, do túnel da Figura 4.

Nas Figs. 3 a 5, partes ou componentes idênticos ou semelhantes foram indicados com os mesmos números de referência.

As Figuras 3 e 4 mostram um túnel de pré-tratamento 1 próprio para a realização do método de acordo com o presente invento, em que um ou mais trajectos de pré- 14 PE1312699 tratamento 2 são delimitados para as peças de trabalho 3 a ser pré-tratadas. Um transportador aéreo 4 estende-se ao longo de todo o trajecto de pré-tratamento 2 e é destinado a transportar em sequência peças de trabalho 3 suspensas no referido transportador.

Na parte de cima das peças de trabalho 3 transportadas pelo transportador 4 são instalados dois canais paralelos 5 próprios para fornecerem continuamente, por meio de transbordamento ou por meio de saída através de fendas adequadas, líquido de pré-tratamento na parte de cima de cada uma das peças de trabalho 3 transportadas pelo transportador 4. 0 líquido que cai sobre a peça de trabalho 3 cobre a própria peça de trabalho 3 e corre, no sentido de cima para baixo, da parte de cima para a parte de baixo da referida peça de trabalho, conforme se acha representado na Fig. 3 pelas setas F.

Na base do túnel 2 é proporcionada a existência de um tanque 6, ou uma sequência de tanques 6, para a recolha do líquido de pré-tratamento descarregado a partir de cada peça de trabalho pré-tratada. Um circuito de filtragem e reciclagem próprio para filtrar e fazer recircular o líquido a partir de cada tanque de recolha 6 inclui uma ou mais bombas 7 cuja compressão se acha ligada a canais 5 próprios para promover a recirculação do líquido de pré-tratamento . A Fig. 5 mostra uma vista em planta de um modo de 15 PE1312699 realização em que é proporcionada a existência de várias secções paralelas do túnel 2, uma no sentido de dentro para fora e outra de retorno, cada uma das quais é própria para realizar uma operação de pré-tratamento especifica, enquanto que nas secções curvas em que o sentido de transporte é invertido, no lado de fora das secções do túnel, são realizadas as operações de gotejamento de liquido. Mais particularmente, a secção S é dedicada ao desengorduramento, a secção curva de retorno C serve para permitir que o liquido caia das peças de trabalho por gotejamento antes de ser aplicado o liquido de pré-tratamento seguinte. Nas duas secções rectilineas Di e D2 são efectuadas duas lavagens sucessivas, seguidas por uma secção E em que o liquido é deixado cair das peças de trabalho por gotejamento antes destas entrarem no túnel de desoxidação F. Este túnel é seguido por uma secção curva de inversão e gotejamento H seguida por duas secções de lavagem sucessivas li e l2 seguidas por outra secção de gotejamento L antes da entrada num túnel de cromatação M. À saida do túnel de cromatação M, a peça de trabalho é deixada gotejar na secção N seguida por duas lavagens Oi e 02 e uma lavagem com água desmineralizada na secção Q e gotejamento final na secção T. 0 modo de realização de túnel aqui anteriormente descrito tem uma série de importantes vantagens de projecto que, por sua vez, se traduzem em consideráveis reduções nos custos de produção e em reduzidas dimensões globais em comparação com os túneis de pulverização convencionais. 16 PE1312699

Acima de tudo, chama-se a atenção para o facto de que as etapas de pré-tratamento S, Di, D2, F, li, l2, Μ, Oi, 02, Q (Fig. 5) se acham todas localizadas em túneis ou câmaras separadas, enquanto que todas as zonas ou trajectos de gotejamento C, E, H, L, N, T para recuperação do liquido se encontram equipadas com um reservatório subjacente 6a próprio para a recuperação do liquido no tanque 6.

Relembra-se que as paredes laterais dos túneis são feitas de materiais escolhidos devido à sua elevada resistência à agressão química (por exemplo aço inoxidável) e portanto materiais muito caros, o que faz com que se tornem muito evidentes as vantagens de se limitar as secções fechadas, em forma de túnel, da instalação, substituindo-as por secções intermédias, de gotejamento, abertas. 0 facto da instalação ter uma forma mais ou menos quadrada quando vista em planta, com uma disposição altamente compacta, permite a implementação de um túnel de pré-tratamento de dimensões altamente reduzidas em comparação com as de um túnel de pulverização convencional. Isto dá origem a significativas reduções no espaço ocupado pela instalação, assim como a uma redução dos custos de investimento da instalação.

Lisboa, 25 de Outubro de 2007

Claims (8)

1. ΡΕ1312699 1 REIVINDICAÇÕES 1. Método de pré-tratamento para a preparação de peças de trabalho metálicas para um processo de revestimento, incluindo: transportar, ao longo de um trajecto de pré-tratamento e em sequência, cada peça de trabalho suspensa num transportador aéreo numa orientação vertical; vazar continuamente na parte de cima de superfícies opostas das referidas peças de trabalho, através de dois canais paralelos situados em lados opostos das referidas peças de trabalho, a um nível abaixo do referido transportador aéreo, um líquido de pré-tratamento corrosivo ao longo da direcção do referido trajecto de pré-tratamento, de modo a cobrir completamente as referidas superfícies de uma maneira quase uniforme e a correr da parte de cima para a parte de baixo destas; e fazer recircular o referido líquido de pré-tratamento descarregado a partir das referidas peças de trabalho, caracterizado por: se vazar continuamente o referido líquido simultaneamente sobre uma pluralidade das referidas peças de trabalho; e 2 ΡΕ1312699 durante este vazamento contínuo, as referidas peças de trabalho serem movidas em sequência na referida direc-ção do referido trajecto de pré-tratamento.
2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o vazamento de líquido pelo lado de cima ser realizado por meio de transbordamento a partir dos referidos canais.
3. 3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o vazamento de líquido pelo lado de cima ser realizado por meio da sua saída a partir de pelo menos uma fenda formada nos referidos canais.
4. 4. Túnel de pré-tratamento para a preparação de peças de trabalho metálicas para um processo de revestimento, incluindo: um transportador aéreo próprio para transportar, ao longo de um trajecto de pré-tratamento e em sequência, cada peça de trabalho suspensa numa orientação vertical ; uns meios de vazamento próprios para vazar continua-mente na parte de cima de superfícies opostas das referidas peças de trabalho, a um nível abaixo do referido transportador aéreo, um líquido de pré-tratamento corrosivo ao longo da direcção do referido trajecto de pré-tratamento de modo a cobrir completamente as referidas superfícies de uma maneira quase 3 ΡΕ1312699 uniforme e a correr da parte de cima para a parte de baixo destas, os referidos meios de vazamento sendo constituídos por dois canais paralelos situados em lados opostos das referidas peças de trabalho; e uns meios de recirculação próprios para fazer recircu-lar o referido liquido de pré-tratamento descarregado a partir das referidas peças de trabalho, caracterizado por: os referidos meios de vazamento serem próprios para vazar continuamente o referido líquido simultaneamente sobre uma pluralidade das referidas peças de trabalho; e durante este vazamento contínuo, as referidas peças de trabalho serem transportadas ao longo da direcção do referido trajecto de pré-tratamento no referido túnel.
5. 5. Túnel de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por os referidos meios de fornecimento (5) de líquido de pré-tratamento vazarem o líquido sobre as referidas peças de trabalho por meio de transbordamento.
6. 6. Túnel de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por os referidos meios de fornecimento (5) de líquido de pré-tratamento vazarem o líquido sobre as referidas peças de trabalho através de pelo menos uma fenda formada nos referidos canais. 4 ΡΕ1312699
7. 7. Túnel de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o referido trajecto de pré-tratamento incluir uma série de etapas de pré-tratamento (S, Di, D2, F, li, Ι2, Μ, Oi, 02, Q) situadas em túneis ou câmaras separadas, com zonas ou trajectos intermédios (C, E, H, L, N, T) para o gotejamento do liquido de pré-tratamento onde o liquido é recuperado, em que as referidas etapas de pré-tratamento se acham dispostos em paralelo, e em que as zonas intermédias são secções curvas.
8. 8. Túnel de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por incluir pelo menos um tanque ou recipiente de recolha (6) situado por debaixo das referidas etapas de pré-tratamento (S, Di, D2, F, li, I2, Μ, Oi, 02, Q) e um reservatório (6a) próprio para recolher o líquido descarregado em cada zona de gotejamento (C, E, H, L, N, T). Lisboa, 25 de Outubro de 2007