PT2183535E

PT2183535E - Fornalha configurada para ser usada tanto no recozimento após a galvanização como na galvanização de uma faixa de metal

Info

Publication number: PT2183535E
Application number: PT08829057T
Authority: PT
Inventors: Mitrajyoti Deka; Stavros George Fountoulakis; Ramachandra S Patil
Original assignee: Isg Technologies Inc
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2012-01-09
Also published as: ATE529714T1; WO2009032434A1; HRP20110976T1; US20110308672A1; PL2183535T3; SI2183535T1; EP2183535B1; DK2183535T3; EP2183535A1; US20090031950A1; ES2374340T3; US8202471B2; US8025835B2

Description

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DESCRIÇÃO

"FORNALHA CONFIGURADA PARA SER USADA TANTO NO RECOZIMENTO APÓS A GALVANIZAÇÃO COMO NA GALVANIZAÇÃO DE UMA FAIXA DE METAL" ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção A presente invenção refere-se a processos para a galvanização e para o recozimento após a galvanização de uma faixa de metal. Concretamente, a presente invenção refere-se a uma fornalha de repouso capaz de ser usada para o arrefecimento no pote durante a galvanização de uma faixa de metal e para o tratamento térmico da faixa revestida com zinco para completar a formação da liga no recozimento após a galvanização de uma faixa de metal e para o tratamento térmico da faixa revestida a zinco para completar a formação de uma liga no recozimento após a galvanização de uma faixa de metal. A fornalha de repouso permite vários acertos no tempo de repouso e nas condições de temperatura da faixa de modo a otimizar as composições da fase de revestimento durante a o recozimento após a galvanização para uma grande variedade de tipos de aço.

Descrição das Técnicas Anteriores

No processo de recozimento após a galvanização um revestimento de zinco pode ser depositado numa faixa de aço. A faixa revestida de zinco pode ser então aquecida numa fornalha de formação de ligas de modo a formar uma liga de zinco e pode ser então adicionalmente aquecida numa fornalha de repouso de modo a completar o processo de formação da liga. Em geral é desejável que o revestimento de recozimento após a galvanização inclua em primeiro lugar uma microestrutura delta e evite as fazes zeta e gamma. 2

Quanto maior for a fase gamma no revestimento maior será a possibilidade de o revestimento ser demasiado quebradiço, e quanto maior for a quantidade da fase zeta no revestimento, maiores serão as possibilidades de o revestimento ser demasiado mole. Em termos gerais poderá ser formada uma fase gamma excessiva quando a faixa for tratada térmicamente dentro da fornalha de repouso durante um periodo demasiado longo de tempo e/ou a uma temperatura demasiado elevada. Pelo contrário a fase zeta pode ser formada quando a faixa repousa dentro de uma fornalha de repouso durante um periodo de tempo demasiado curto e/ou a uma temperatura demasiado baixa.

De modo a otimizar a composição da fase de revestimento de recozimento após a galvanização para uma pluralidade de tipos de aço com uma pluralidade de espessuras de revestimento, a temperatura de repouso e a duração da faixa no meio de repouso podem ser otimizadas. Quando a fornalha de repouso tem um comprimento fixo não é geralmente possível ajustar a duração do período de repouso sem ter perdas potenciais de produtividade. As fornalhas de repouso sem um fornecimento adequado de ar quente e frio não podem manter um perfil térmico desejado durante o percurso da faixa pelo interior da fornalha. Deste modo é essencial ter uma fornalha de repouso capaz de proporcionar um ambiente térmico desejado durante o tempo (duração) desejado para os substratos com diferentes composições químicas, com diferentes espessuras de revestimento e com diferentes velocidades de processamento. Esta invenção foi concebida para ultrapassar estas desvantagens das fornalhas de repouso com um comprimento fixo e com um controlo térmico atmosférico inadequado. 3 A Patente U.S. n° 6,428,851 revela um banho configurado para permitir a deposição térmica de um revestimento sobre uma teia de metal em movimento. 0 processo revelado pode ser usado para a aplicação de primário de teias de aço revestidas a zinco e a ligas de zinco. 0 processo revelado usa bocais de ar para manter a posição e a estabilidade da teia à medida que a teia se move através do forno de cura. Os jatos de humidade e as ventoinhas são usados para arrefecer a teia em movimento antes de entrar em contacto com um cilindro rotativo. A Publicação de Patente Coreana 2004055985 revela um processo para controlar a temperatura e a composição de gás atmosférico na zona de repouso de uma fornalha de recozimento após a galvanização. O processo revelado inclui as etapas de disposição de injeção de gás atmosférico e de meios de vedação no lado inferior interno de uma zona de repouso vertical; a passagem do gás misturado através de um ejetor de sucção; a injeção do gás misturado usando uma ventoinha; e a injeção de um segundo gás misturado no interior da zona de repouso através de um meio de vedação e de injeção de gás. 0 primeiro gás misturado compreende gás atmosférico e uma composição de ajuste de gás atmosférico, em que este último é anteriormente misturado na etapa intermédia. Uma mistura de azoto e de hidrogénio e de ar pode ser usada como um gás de ajuste da atmosfera da fornalha. O segundo gás misturado compreende um primeiro gás atmosférico de circulação misturado e ainda um gás de saida de combustão gerado a partir de uma câmara de combustão. A câmara de combustão pode ser instalada de um modo separado no exterior da zona repouso. Podem ser dispostos meios de vedação da injeção de ar na parte superior da zona de repouso, e os meios de vedação de injeção podem suprimir o fluxo de saida do gás atmosférico 4 a partir de uma parte superior da zona de repouso de modo a arrefecer o gás atmosférico e ao mesmo tempo ligar os meios de vedação de injeção de ar. De acordo com a presente invenção, o perfil de repouso térmico é controlado através da introdução de gás frio na parte inferior da câmara de repouso e o gás mais quente na parte inferior da câmara de repouso de modo a conseguir alcançar a resistência de formação de pó galvanneal desejada. Mas o inconveniente deste processo é que não pode proporcionar o perfil de repouso flexível que é necessário para uma grande quantidade de tipos de aço porque não pode controlar o tempo de repouso à temperatura devido à falta de zonas de repouso separadas divididas por defletores internos. A Publicação de Patente Japonesa 2003064421 A revela de um modo geral um aparelho de processamento para uma faixa de aço numa fornalha de recozimento mas não numa fornalha de repouso galvanneal. O aparelho de processamento inclui placas de defletor deslizáveis dispostas das orlas do lado direito e do lado esquerdo da faixa. As placas defletoras alteram o intervalo nas orlas do aparelho, variando deste modo o fluxo de refrigerante através do aparelho. A patente revela a disposição de um par de caixas de pulverização na parte da frente e na parte de trás de uma faixa de aço. O fluxo de material de refrigeração a partir da caixa de pulverização é alterado ajustando o intervalo definido pelas placas defletoras. A diferença na pressão pode ser gerada em relação às superfícies da faixa ajustando o fluxo de refrigerante. As placas defletoras podem ser movidas de um modo ortogonal em relação à superfície oposta das caixas de pulverização. De um modo adicional, a patente revela que a caixa de pulverização pode ser usada para arrefecer ou para secar a faixa de aço. 5 A Publicação de Patente Japonesa n° 2004307904A revela um diapositivo para o arrefecimento de uma faixa de aço para uma fornalha de recozimento contínua mas não para uma fornalha de repouso galvanneal. 0 dispositivo de arrefecimento inclui placas defletoras dispostas em intervalos previamente determinados entre projeções de ejeção de gás ligadas a um par de placas de arrefecimento opostas. As placas de deflexão podem ser dispostas ao longo do caminho de deslocação da faixa de aço. De um modo adicional o dispositivo de arrefecimento pode ser usado para uma fornalha de recozimento contínuo e para uma fornalha galvanizante de zinco, mas não para uma fornalha de repouso galvanneal. De um modo adicional o dispositivo proporciona a retenção de gás junto das orlas da faixa de aço e da aba da referida faixa, melhorando deste modo a eficácia da fornalha.

RESUMO DA INVENÇÃO

Uma forma de realização da presente invenção de acordo com a reivindicação 1 inclui uma fornalha destinada a fazer o repouso de uma faixa durante o recozimento após a galvanização ou para o arrefecimento após o pote durante um processo de galvanização. A fornalha inclui uma câmara definida por quatro paredes, uma primeira abertura e uma segunda abertura. De um modo adicional a fornalha pode incluir primeira e segunda entradas de calor capazes de distribuir gás aquecido (por exemplo N2, H2, ar, etc.) para o interior e primeira e segunda entradas capazes de distribuir gás arrefecido ao interior. A fornalha pode ainda incluir um primeiro conjunto de defletores. 0 primeiro conjunto de defletores está localizado entre a primeira entrada de calor e a segunda entrada de calor. De um modo adicional, o primeiro conjunto de defletores é 6 infinitamente ajustável entre uma posição aberta e uma posição fechada.

Em algumas formas de realização a fornalha pode incluir um primeiro conjunto de portas ajustáveis capazes de cobrir substancialmente a primeira abertura e um segundo conjunto de portas ajustáveis capazes de cobrir a segunda abertura. De um modo adicional, a fornalha pode incluir uma terceira entrada de calor capaz de distribuir gás aquecido para o interior e uma quarta entrada de calor capaz de distribuir gás aquecido para o interior. De um modo adicional a fornalha pode ainda incluir um segundo conjunto de defletores. 0 primeiro conjunto de defletores pode estar localizado entre a primeira entrada de calor e a segunda entrada de calor, e o segundo conjunto de defletores pode estar localizado entre a primeira entrada de calor e o segundo conjunto de portas ajustáveis.

Em algumas formas de realização a fornalha pode ainda incluir uma ventoinha e quatro válvulas. A ventoinha pode empurrar o gás aquecido para o interior da câmara, e cada uma das válvulas pode estar ligada a uma das entradas. A válvula pode estar configurada de modo a controlar a quantidade de gás aquecido que entra na câmara através das entradas. Em certas formas de realização a fornalha pode ainda incluir um primeiro permutador de calor configurado para aquecer o gás. Em outras formas de realização a fornalha pode incluir um segundo permutador de calor configurado para aquecer o gás. De um modo adicional, em certas formas de realização, o gás aquecido é fornecido à ventoinha por uma fornalha de fogo direta.

Em algumas formas de realização o segundo conjunto de defletores pode ser ajustado entre uma posição 7 substancialmente aberta e uma posição substancialmente fechada. Em algumas formas de realização cada uma das quatro entradas de calor pode definir uma zona no interior e a primeira zona pode estar localizada perto da primeira abertura. De um modo adicional, a quarta zona pode estar localizada junto da segunda abertura. Adicionalmente o primeiro conjunto de defletores pode estar localizado na terceira zona, e o segundo conjunto de defletores pode estar localizado na quarta zona.

Em algumas formas de realização a fornalha inclui ainda um primeiro aparelho de arrefecimento capaz de direcionar o gás frio para o interior. Em algumas formas de realização a fornalha pode ainda incluir um segundo aparelho de arrefecimento capaz de direcionar o gás frio para o interior, e a fornalha pode ainda incluir um terceiro aparelho de arrefecimento capaz de direcionar o gás frio para o interior. De um modo adicional, nas formas de realização da presente invenção, cada um dos aparelhos de arrefecimento pode ainda incluir uma ventoinha e uma entrada capaz de deixar que o gás frio passe para o interior, uma válvula capaz de regular o fluxo de ar frio ou de outro gás para o interior, e uma conduta que une a ventoinha à entrada. A válvula pode estar ligada à conduta. De um modo adicional, em certas formas de realização, os primeiro, segundo e terceiro aparelhos de arrefecimento podem injetar ar frio ou outro gás para o interior da quarta zona do interior.

Uma forma de realização da invenção de acordo com a reivindicação 21 inclui uma fornalha usada para fazer ligas no recozimento após a galvanização ou no arrefecimento em pote num processo de galvanização. A fornalha pode ainda incluir uma câmara definida por quatro paredes, uma primeira abertura e uma segunda abertura. De um modo adicional, a fornalha pode ainda incluir um aparelho de ar quente/gás incluindo uma ventoinha, pelo menos um aparelho de ar quente ou de aquecimento de gás, uma conduta incluindo uma entrada, e uma pluralidade de válvulas. Cada uma das válvulas pode estar ligada a uma porção da conduta e a entrada pode estar ligada com a câmara. De um modo adicional as válvulas podem controlar a quantidade de ar quente ou de passagem do gás através da conduta. De um modo adicional, em certas formas de realização, cada uma das entradas pode definir uma zona na porção interior. A fornalha pode ainda incluir um primeiro par de defletores e um segundo par de defletores. 0 primeiro par de defletores pode estar localizado numa zona localizada perto da primeira abertura e o segundo par de defletores pode estar localizado em outra zona. Esta última zona pode estar localizada de um modo adjacente à primeira zona. De um modo adicional o primeiro par de defletores e o segundo par de defletores são infinitamente ajustáveis entre uma posição fechada e uma posição aberta.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As caracteristicas acima mencionadas e outras da presente invenção e a forma de as obter será mais aparente e a própria invenção será melhor compreendida fazendo referência aos desenhos anexos nos quais: A Figura 1 é um diagrama que salienta um processo de recozimento após galvanização representativo; A Figura 2 é uma vista em diagrama de uma fornalha que representa uma forma de realização da presente invenção; e

As Figuras de 3a a 3f são uma série de gráficos de temperatura em comparação com o tempo representativos 9 de vários modos de recozimento após galvanização que podem ser efetuados com a fornalha ilustrada na Figura 2 .

Os carateres de referência correspondentes indicam partes correspondentes em várias vistas. Muito embora os desenhos representem formas de realização da presente invenção, não sendo os desenhos necessariamente à escala e certas caracteristicas podem estar exageradas de modo a melhor ilustrar e explicar a presente invenção. A exemplificação aqui apresentada ilustra formas de realização da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE FORMAS DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

Com o objetivo de promover e compreender os princípios da invenção será agora feita referência às formas de realização ilustradas nos desenhos que são descritos de seguida. A invenção inclui quaisquer alterações e outras modificações nos dispositivos ilustrados e nos métodos descritos e outras aplicações dos princípios da invenção que ocorreriam normalmente a um perito na técnica à qual a invenção se refere. A Figura 1 ilustra uma forma de realização de um processo de recozimento após a galvanização de acordo com a presente invenção. Na forma de realização ilustrada, o número 2a indica uma faixa ou teia de metal que se destina a ser revestida no processo descrito. A faixa 2a desloca-se sobre um esticador 4 indo para baixo para o interior de um tanque indicado de um modo geral pelo número 8. 0 tanque 8 inclui um cilindro 14 e um par de cilindros de estabilizador e um cilindro de corretor 12. 0 tanque 8 contém um banho de zinco derretido, geralmente indicado pelo número 16, para revestir a faixa 2a. 0 zinco derretido contido no interior 10 do canho pode ser mantido no estado derretido de qualquer modo adequado.

Tal como mostrado na Figura 1, uma porção não revestida da faixa 2a desloca-se para baixo para o interior do banho de zinco 16, em torno do cilindro 14 e para cima através do par constituído pelo cilindro de estabilizador e pelo cilindro de correção 12. Na saída do banho de zinco 16, a faixa revestida, indicada pelo número 2b, passa geralmente entre os bocais, indicados pelo número 18. Os bocais 18 direcionam qualquer gás adequado para a faixa 2b como seja o ar ou o azoto, por exemplo, de modo a manterem a posição e a estabilidade da faixa 2b quando esta se desloca para cima a partir do banho de zinco 16. De um modo adicional, o ar ou o azoto podem ser usados para remover o zinco derretido em excesso e para controlar a espessura de revestimento do zinco na faixa 2b a seguir à saída da faixa 2b do banho de zinco 16. A faixa de zinco 2b desloca-se através de uma fornalha de formação de ligas, indicada de um modo geral pelo número 20. A fornalha de formação de ligas 20 aquece a faixa 2b até uma temperatura adequada, de um modo geral entre 860 °F e 1194 °F (460°C e 590°C), de modo a assegurar que o zinco reage com a faixa de metal 2b. Por exemplo, em formas de realização em que a faixa de metal 2b é formada de aço, a faixa 2b pode ser aquecida até uma temperatura suficiente para fazer com que o revestimento de zinco reaja com o aço de modo a formar uma liga de zinco e ferro.

Deve ser salientado que em formas de realização nas quais a faixa 2b seja galvanizada, a faixa 2b não necessita de percorrer a fornalha 20 de formação de ligas. Ao invés, quando o excesso de zinco derretido do banho de zinco 16 11 tiver sido removido pelos bocais 18, a faixa 2b pode ultrapassar a fornalha 20 de formação de ligas de um modo qualquer adequado. De um modo alternativo, a faixa 2b pode passar através da fornalha de formação de ligas 20, mas a fornalha 20 pode ser desligada de modo a que não aqueça a faixa 2b, ou a fornalha seja completamente removida do caminho da faixa.

Após a faixa 2b ou sair ou ultrapassar a fornalha de ligas 20 (dependendo do processo), ela é encaminhada para o interior da fornalha de repouso 22. Tal como se encontra explicado de um modo detalhado mais abaixo, a fornalha de repouso 22 está configurada para proporcionar um tratamento térmico desejado à faixa de modo a completar ou um processo de galvanização ou um processo de recozimento após a galvanização. Com a regulação da temperatura, a fornalha de repouso 22 controla o tratamento térmico do zinco/da liga de zinco que reveste a faixa 2b. Quando a faixa 2b tiver saido da fornalha de repouso 22, a faixa 2b desloca-se para o interior de um arrefecedor final 24. O arrefecedor final 24 arrefece a faixa 2b e a faixa arrefecida 2c desloca-se em torno de um cilindro 26. Deve ser notado que em formas de realização da invenção, o arrefecedor final 24 ilustrado na Figura 1 pode ser substituído por múltiplos arref ecedores de acordo com o que for desejado ou necessário. Do mesmo modo, os bocais 18 ilustrados com um par de bocais na Figura 1, podem ser substituídos por múltiplos bocais tal como for desejado ou necessário.

Deve ser notado que a Figura 1 ilustra uma vista generalizada de um processo de recozimento após a galvanização e o acima descrito refere-se a processos generalizados de galvanização e de recozimento após a galvanização. Em relação à maioria dos elementos ilustrados 12 na Figura 1 e acima descritos, quaisquer elementos adequados conhecidos na técnica podem ser usados nos processos. A Figura 2 ilustra uma fornalha de repouso indicada de um modo geral com o número 22, de acordo com uma forma de realização da presente invenção. A fornalha de arrefecimento 22 inclui uma pluralidade de paredes 42, uma primeira abertura, indicada de um modo geral pelo número 44, e uma segunda abertura, indicada de um modo geral pelo número 46. Deve ser notado que a Figura 2 ilustra uma vista em corte da fornalha de repouso 22, e a fornalha de repouso 22 inclui de um modo geral quatro paredes 42. As quatro paredes 42 definem uma câmara, indicada de um modo geral pelo número 43. Na forma de realização ilustrada a faixa 2b entra geralmente na fornalha 22 através da primeira abertura 44 e sai da fornalha 22 através da segunda abertura 46 . A fornalha 22 inclui ainda portas 48 posicionadas perto da primeira abertura 44 e portas 50 posicionadas perto da abertura 46. As portas 48, 50 podem ser abertas ou substancialmente fechadas ou manualmente ou através de um mecanismo automático. A fornalha 22 inclui ainda um primeiro conjunto de defletores, indicado de um modo geral pelo número 54, e um segundo conjunto de defletores indicado de um modo geral pelo número 52. Na forma de realização da invenção que se encontra ilustrada, os defletores 52, 54 podem ser movidos de uma posição substancialmente aberta em que os defletores 52, 54 se alongam de um modo substancialmente vertical, até uma posição substancialmente fechada em que os defletores 52, 54 se prolongam substancialmente na horizontal. Na Figura 2 linhas a cheio representam os defletores 52, 54 na posição substancialmente aberta e as linhas a tracejado 13 representam os defletores 52, 54 na posição substancialmente fechada.

Na posição substancialmente aberta os defletores 52, 54 permitem que o ar aquecido presente no interior da câmara 43 da fornalha 22 se mova livremente através da câmara. Quando os defletores 52, 54 são colocados na posição substancialmente fechada, contudo, eles restringem o movimento do ar, permitindo deste modo que certas áreas da câmara 43 sejam mantidas a uma temperatura diferente da temperatura das outras porções da câmara 43. Deve ser notado que os defletores 52, 54 podem ser orientados com um número indefinido de posições entre uma posição substancialmente toda aberta e uma posição substancialmente toda fechada. De um modo adicional deve ser notado que o ar aquecido pode ser substituído por qualquer gás adequado.

Na forma de realização ilustrada, a fornalha 22 inclui ainda um mecanismo de aquecimento, indicado de um modo geral pelo número 60. O mecanismo de aquecimento 60 inclui uma entrada 62 ligada a um mecanismo de ventoinha 64. O escape do mecanismo de ventoinha 64 está ligado ao interior 43 da fornalha 22 por intermédio da conduta indicada de um modo geral pelo número 66. Na forma de realização ilustrada, o mecanismo de aquecimento 60 pode incluir uma pluralidade de permutadores de calor 68. Os permutadores de calor 68 podem ser quaisquer permutadores de calor adequados capazes de aquecer o ar que passa através do aparelho de aquecimento 60. A forma de realização ilustrada do aparelho de aquecimento 60 inclui dois permutadores de calor 68.

Na forma de realização ilustrada, a conduta 66 é dividida em quatro secções, cada uma delas indicada pelos números 14 66a, 66b, 66c e 66d, respetivamente. Cada uma das secções da conduta 66a, 66b, 66c e 66d inclui uma válvula, indicada pelos números 70a, 70b, 70c e 70d, respetivamente. As quatro secções da conduta 66a, 66b, 66c e 66d estão ligadas à câmara 43 por entradas, indicadas por 72a, 72b, 72c e 72d, respetivamente.

Na forma de realização ilustrada o aparelho de aquecimento 60 está configurado de modo a proporcionar ar quente à câmara 43. Isto é conseguido numa das formas de realização da presente invenção através da ligação da entrada 62 ao escape a partir de uma fornalha de recozimento de faixa de fogo direto (não ilustrada) ou alternativamente um queimador (não ilustrado) permitindo deste modo que uma quantidade substancial de ar aquecido seja introduzida na ventoinha 64. De um modo adicional, se o ar empurrado pela ventoinha 64 para o interior da conduta 66 não estiver a uma temperatura suficiente, os permutadores de calor 68 podem ser usados para aumentar ainda mais a temperatura do ar. O ar aquecido pode dar entrada na câmara 43 através de qualquer uma das entradas 72, de acordo com o desejado. As válvulas 70 podem estar adaptadas para controlar a quantidade de ar aquecido introduzido na câmara 43 através das entradas 72. Deve ser notado que na forma de realização ilustrada da fornalha 22, cada uma das entradas 72 introduz de um modo geral ar substancialmente à mesma temperatura. Para efeitos de discussão, cada uma das entradas 72 define uma zona, cada uma delas delineada por uma linha parasita indicada de um modo geral pelo número 45 na Figura 2. Como o aparelho de aquecimento 60 inclui quatro entradas 72, o interior 43 da fornalha 22 inclui quatro zonas.

Fazendo ainda referência à Figura 2, na forma de realização ilustrada o número 80 indica um aparelho de arrefecimento. 15 0 aparelho de arrefecimento 80 tem uma configuração similar ao aparelho de aquecimento 60. O aparelho de arrefecimento 80 inclui uma entrada 82 e uma ventoinha 84. A conduta 86 está ligada ao escape da ventoinha 84. A conduta 86 tem duas secções 86a, 86b. Cada secção da conduta 86a, 86b flui através de uma válvula 90a, 90b, respetivamente, e entra na câmara 43 através das entradas 92a, 92b, respetivamente. Deve ser notado que na forma de realização ilustrada as entradas 92a, 92b estão dispostas de modo a entrarem na câmara 43 nas mesmas zonas que as entradas 72a, 72b do aparelho de aquecimento 60. O aparelho de aquecimento 80 empurra o ar relativamente frio para o interior 43. Na forma de realização ilustrada, a entrada 82 do aparelho de arrefecimento 8 0 puxa de um modo geral o ar ambiente sabendo que a temperatura do ar ambiente estaria de um modo geral abaixo da temperatura do ar presente no interior da câmara 43 e do ar forçado para o interior da câmara 43 pelo aparelho de aquecimento 60. De um modo semelhante às válvulas 70 do aparelho de aquecimento 60, as válvulas 90a, 90b do aparelho de arrefecimento 80 controlam, cada uma delas, a quantidade de ar frio que entra no interior 43 através de cada uma das entradas 92a, 92b respetivamente.

Na forma de realização ilustrada, a fornalha 22 inclui ainda uma pluralidade de arrefecedores prévios, cada um deles indicado pelos números 100a, 100b e 100c. Os arrefecedores prévios 100a, 100b e 100c apresentam, cada um deles, uma configuração semelhante ao arrefecedor 80 que foi anteriormente descrito. Cada um dos arrefecedores prévios 100 inclui uma entrada 102 capaz de puxar o ar ambiente. A entrada 102 alimenta uma ventoinha 104 ligada à câmara 43 através da conduta 106a, 106b e 106c. Uma válvula 108a, 108b e 108c controla o fluxo de ar através da conduta 106 e a conduta 106 inclui uma entrada 110a, 110b e 110c 16 que permite que o ar entre na câmara 43. Na forma de realização ilustrada, cada um dos arrefecedores prévios 100 está localizado numa zona simples. Deve ser notado que na forma de realização ilustrada as entradas 110 dos arrefecedores prévios 100 estão configuradas de modo a assegurarem que o ar direcionado para o interior da câmara 43 a partir dos arrefecedores prévios 100 pode entrar a uma pressão substancialmente diminuída em relação ao ar que entra através das entradas 92 no aparelho de arrefecimento 80. Deve ser notado que nas formas de realização em que a fornalha 22 é usada num processo de galvanização, a diminuição da pressão do ar relativamente mais frio que entra na câmara 43 através das entradas 110 dos arrefecedores prévios 100 pode ser necessária de modo a empurrar o revestimento de zinco da faixa 2b para a faixa 2b que está a entrar na fornalha 22.

Durante o funcionamento da fornalha 22, os defletores 52, 54, o aparelho de aquecimento 60, o aparelho de arrefecimento 80 e os arrefecedores prévios 100 podem ser controlados de qualquer modo adequado. Por exemplo, ligações térmicas (não ilustradas) adequadas e controladores (não ilustrados) adequados podem ser ligados de um modo adequado. Os controladores, por sua vez, podem ser ligados ao aparelho de aquecimento 60, ao aparelho de arrefecimento 80 e aos arrefecedores prévios 100 de um modo adequado. Quando as ligações térmicas determinam que a temperatura de uma das zonas na câmara 43 sai fora de uma amplitude previamente determinada, os controladores podem ativar o aparelho de aquecimento 60, o aparelho de arrefecimento 80 e os arrefecedores prévios 100, conforme se torne necessário. De um modo adicional, os defletores 54, 52 podem ser dispostos em diversas configurações de modo a criarem diferentes regiões de temperatura no 17 interior, abrindo ou fechando os defletores 54, 52 e as portas 48 e 50, de acordo com as necessidades.

As Figuras de 3a a 3f ilustram seis ciclos de galvanização distintos que podem decorrer na fornalha 22 acima descrita e ilustrada na Figura 2. Em cada uma das curvas, a porção indicada por "A" representa o aquecimento que é alcançado pelo aquecimento da faixa 2 pela fornalha 20 de formação de ligas da Figura 1. A porção "B" representa o repouso que pode ser conseguido pela fornalha de repouso 22 da Figura 2. Deve ser notado que a configuração da fornalha de repouso 22, e o aquecimento e arrefecimento da fornalha podem ser alterados com base na configuração da fornalha. A porção "C" das curvas das Figuras de 3a a 3f representa alguns exemplos do arrefecimento conseguido pelos arrefecedores de ar final 24 da Figura 1.

Deve ser salientado que a variação dos perfis na comparação entre o tempo e a temperatura conseguidos na fornalha de repouso 22 podem ser alcançados alterando as posições dos defletores 54, 52 e controlando a entrada de ar quente e a entrada de ar frio para o interior da câmara 43 através do aparelho de aquecimento 60 e do aparelho de arrefecimento 80 e dos arrefecedores prévios 100, respetivamente. Por exemplo, na Figura 3a a fornalha de repouso 22 pode ser configurada para proporcionar uma temperatura constante através da fornalha 22. Nas Figuras 3b e 3c a fornalha 22 está configurada de modo a que cada zona sucessiva tenha uma temperatura inferior à zona anterior. Na Figura 3d uma porção da fornalha 22 tem uma temperatura constante e uma porção da fornalha 22 tem zonas a uma temperatura inferior à zona anterior. Nas Figuras 3e e 3f, a fornalha 22 está configurada de modo a que cada zona tenha uma temperatura inferior à zona anterior, mas a diferença entre cada uma 18 das zonas varia. As Figuras de 3a a 3f representam exemplos de curvas de comparação entre o tempo e a temperatura que podem ser conseguidas com a fornalha 22.

Com a capacidade de controlar a temperatura dentro da câmara 43 e com a capacidade para dividir a câmara 43 com os defletores 54, 52, a fornalha de repouso 22 pode eliminar substancialmente a formação de uma fase zeta no revestimento da faixa 2 e minimizar a espessura da camada de ligação gamma na faixa 2b, garantindo deste modo que uma maioria da espessura do revestimento consiste por uma microestrutura de fase delta.

Num processo de galvanização, à medida que a faixa 2b entra na fornalha 22, os arrefecedores prévios 100 são ativados de modo a arrefecerem o revestimento de zinco sobre a faixa 2b e a fazer a sua solidificação quase imediata. Deste modo, num tal exemplo, a válvula 70a-70d pode ser substancialmente fechada garantindo deste modo que quase não entra ar quente no interior da câmara 43 através 72a-72d do aparelho de aquecimento 60. De um modo adicional, o ar frio que é fornecido pelos arrefecedores prévios 100 pode ser proporcionado a uma pressão relativamente inferior de modo a assegurar que os arref ecedores prévios 100 não retiram o revestimento de zinco da faixa 2b. 0 resto do interior 43 pode ser também usado para arrefecer o revestimento de zinco usando o aparelho de arrefecimento 80 de modo a completar o processo de galvanização.

Muito embora a invenção tenha sido apresentada com referência especifica a estas formas de realização, um perito na técnica irá reconhecer que podem ser feitas mudanças na forma e nos detalhes sem sairem do espirito e do âmbito da invenção. Como tal, o âmbito da invenção é 19 indicado pelas reivindicações que se seguem ao invés de pela descrição.

Lisboa, 21 de Dezembro de 2011

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Uma fornalha de repouso (22) destinada a ser usada no tratamento térmico de uma faixa de metal revestida com zinco para fazer o recozimento completo após a galvanização da faixa de metal ou para usar após o arrefecimento em pote na galvanização de uma faixa de metal, incluindo: uma câmara (43) incluindo múltiplas zonas definidas por quatro paredes (42), uma primeira abertura (44) e uma segunda abertura (46); uma primeira entrada de aquecimento (72a) capaz de distribuir o gás aquecido para uma primeira zona da câmara; uma segunda entrada de calor (72b) capaz de distribuir o gás aquecido para uma segunda zona da câmara; uma primeira entrada de arrefecimento (92a) capaz de distribuir gás arrefecido para uma zona da câmara; uma segunda entrada de arrefecimento (92b) capaz de distribuir gás arrefecido para uma outra zona da câmara; e um primeiro conjunto de defletores (54) posicionados na câmara e móveis entre uma posição aberta e uma posição fechada ou parcialmente fechada.

2. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 1 em que o primeiro conjunto de defletores (54) se encontra pelo menos parcialmente localizado entre a primeira entrada de aquecimento (72a) e a segunda entrada de aquecimento (72b).

3. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 1 em que o primeiro conjunto de defletores (48) proporciona diferentes temperaturas nas zonas fazendo o ajustamento entre a posição aberta e a posição fechada.

4. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 1 que inclui ainda um primeiro conjunto de portas (48) ajustáveis capazes de cobrir a primeira 2 abertura (44) e um segundo conjunto de portas ajustáveis (50) capazes de cobrir a segunda abertura (46).

5. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 4 que inclui ainda uma terceira entrada de aquecimento (72c) capaz de distribuir gás aquecido para a câmara e uma quarta entrada de aquecimento (72d) capaz de distribuir o gás aquecido para a câmara, e em que cada uma das entradas de aquecimento e de arrefecimento se encontra separada da outra e presa diretamente à câmara; e se encontram presentes ventoinhas separadas para o gás aquecido e para o gás arrefecido.

6. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 5, em que o primeiro conjunto de defletores (54) se encontra localizado entre a terceira entrada de aquecimento (72c) e a segunda entrada de aquecimento (72b) e incluindo ainda um segundo conjunto de defletores (52) localizado entre a primeira entrada de aquecimento e o segundo conjunto de portas ajustáveis.

7. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 5 que inclui ainda uma ventoinha e quatro válvulas, estando a ventoinha configurada para direcionar o gás aquecido para o interior da câmara e cada uma das válvulas está ligada a uma das entradas, e estando as válvulas configuradas de modo a controlar a quantidade de gás aquecido que entra na câmara através das entradas.

8. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 7 que inclui ainda um primeiro queimador de gás configurado para aquecer o gás aquecido.

9. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 8 que inclui ainda um segundo queimador de gás configurado para aquecer o gás aquecido. 3

10. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 7 que inclui ainda um primeiro permutador de calor eletrico configurado para aquecer o gás aquecido.

11. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 10 que inclui ainda um segundo permutador térmico elétrico configurado para aquecer o gás aquecido.

12. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 7 em que o gás aquecido é fornecido à ventoinha por uma fornalha de recozimento da faixa de fogo direto.

13. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 6 em que o segundo conjunto de defletores pode ser ajustado entre uma posição aberta e uma posição fechada ou uma posição parcialmente fechada.

14. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 12 em que cada uma das quatro entradas de calor define uma zona na câmara com a primeira zona localizada perto da primeira abertura e a quarta zona localizada perto da segunda abertura e o primeiro conjunto de defletores está localizado na terceira zona.

15. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 14 em que o segundo conjunto de defletores está localizado na quarta zona.

16 . A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 1 que inclui ainda um primeiro aparelho de arrefecimento capaz de direcionar o gás frio para o interior da câmara. 4

17. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 16 que inclui ainda um segundo aparelho de arrefecimento capaz de direcionar o gás frio para a câmara.

18. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 17 que inclui ainda um terceiro aparelho de arrefecimento capaz de direcionar o gás frio para a câmara.

19. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 18 em que as entradas dos primeiro, segundo e terceiro aparelhos de arrefecimento se encontram localizadas numa zona definida pela quarta entrada de aquecimento.

20. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 16 em que o aparelho de arrefecimento inclui uma ventoinha, uma entrada capaz de permitir que o gás quente entre na câmara, uma válvula capaz de regular o fluxo de ar frio para o interior da câmara, e uma conduta que liga a ventoinha à entrada, estando a válvula ligada à conduta.

21. Uma fornalha de repouso (22) para ser usada no tratamento térmico de uma faixa de metal revestida com zinco para completar o recozimento após a galvanização da faixa de metal ou para usar após o arrefecimento em pote na galvanização de uma faixa de metal que inclui: uma câmara (43) definida por quatro paredes (42), uma primeira abertura (44) e uma segunda abertura (46); um aparelho de ar quente que inclui uma ventoinha, pelo menos um aparelho de aquecimento de ar quente, uma conduta, uma pluralidade de válvulas (70a, b, c, d) para controlar a quantidade de ar quente que passa através da conduta; e quatro entradas (72a, b, c, d), 5 em que cada uma das válvulas se encontra ligada a uma porção da conduta e em que cada uma das entradas define uma zona na porção da câmara; pelo menos um aparelho de arrefecimento incluindo uma ventoinha, uma conduta que inclui uma primeira entrada que permite que o ar de arrefecimento bombeado pela ventoinha entre na câmara e uma primeira válvula capaz de controlar a quantidade de ar frio que é direcionado para o interior da câmara pela ventoinha; um primeiro par de defletores (54) localizado na terceira zona; e um segundo par de defletores (52) localizado na quarta zona, estando a quarta zona localizada junto da segunda abertura no topo do repouso; em que o primeiro par de defletores (54) e o segundo par de defletores (52) proporcionam diferentes temperaturas nas zonas ajustando entre uma posição fechada ou uma posição parcialmente fechada e uma posição aberta definindo diferentes regiões de temperatura na câmara.

22. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 21 que inclui ainda uma pluralidade de aparelhos de ar quente.

23. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 21 em que a ventoinha está ligada para proporcionar ar aquecido a partir do gás de escape de uma fornalha de recozimento de uma faixa por fogo direto.

24. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 21 em que a conduta do aparelho de arrefecimento inclui ainda uma segunda entrada que permite que o ar de arrefecimento bombeado pela ventoinha entre na 6 câmara e uma segunda válvula capaz de controlar a quantidade de ar frio bombeado para o interior pela ventoinha através da segunda entrada.

25. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 24 em que a primeira entrada se encontra ligada a pelo menos uma das zonas e a segunda entrada se encontra ligada a uma segunda das zonas.

26 . A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 21 que inclui um segundo aparelho de arrefecimento que inclui uma ventoinha, uma conduta que inclui uma primeira entrada que une a ventoinha à câmara e uma primeira válvula capaz de controlar a quantidade de ar frio que é bombeado para o interior pela ventoinha através da primeira entrada.

27. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 26 em que a primeira entrada do segundo aparelho de arrefecimento é uma zona diferente da primeira entrada do primeiro aparelho de arrefecimento.

28. A fornalha de acordo com o indicado na reivindicação 27 que inclui ainda um terceiro aparelho de arrefecimento incluindo uma ventoinha, uma conduta que inclui uma primeira entrada que liga a ventoinha à câmara e uma primeira válvula capaz de controlar a quantidade de ar frio que é bombeado para o interior pela ventoinha através da primeira entrada, em que a primeira entrada do terceiro aparelho de arrefecimento e a primeira entrada do segundo aparelho de arrefecimento se encontram localizadas na mesma zona. 7

29. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 28 que inclui ainda um quarto aparelho de arrefecimento incluindo uma ventoinha, uma conduta que inclui uma primeira entrada que liga a ventoinha à câmara e uma primeira válvula capaz de controlar a quantidade de ar frio que é bombeado para o interior pela ventoinha através da primeira entrada, em que a primeira entrada do quarto aparelho de arrefecimento e a primeira entrada do segundo aparelho de arrefecimento se encontram localizadas na mesma zona.

30. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 29 em que a câmara inclui quatro zonas e a primeira entrada do primeiro aparelho de arrefecimento se encontra localizada na quarta zona, a segunda entrada do primeiro aparelho de arrefecimento está localizada na terceira zona e as entradas dos segundo, terceiro e quarto aparelhos de arrefecimento se encontram localizadas na primeira zona.

31. A fornalha de repouso de acordo com o indicado na reivindicação 21 que inclui ainda um primeiro conjunto de portas configuradas para restringir de um modo seletivo o fluxo de ar através da primeira abertura e um segundo conjunto de portas configuradas para restringir de um modo seletivo o fluxo de ar através da segunda abertura. Lisboa, 21 de Dezembro de 2011