PT736350E - Processo e dispositivo de regulacao do abaulamento dos cilindros de uma instalacao de vazamento de bandas metalicas - Google Patents

Description

Descrição “Processo e dispositivo de regulação do abaulamento dos cilindros de uma instalação de vazamento de bandas metálicas” A invenção refere-se ao vazamento de produtos metalúrgicos de pequena espessura, obtidos a partir de metal líquido. Mais precisamente, refere-se às instalações de vazamento de bandas finas, em especial de aço, por solidificação do metal líquido contra dois cilindros próximos, com eixos horizontais, postos em rotação em sentidos opostos e arrefecidos interionnente.

Descrevem-se tais instalações, em especial, nos documentos WO-A-9 402 269 e EP-A-0 409 645. Este último documento constitui a base do preâmbulo das reivindicações independentes. Ela mostra um espaço de vazamento, entre cilindros, de bandas finas de aço, provida de uma tampa, que cobre o espaço de vazamento, e meios para modular a composição e/ou o caudal de gás que inércia o espaço de vazamento. Esta modulação é utilizada para comandar a qualidade de superfície da banda.

Nas instalações de vazamento de bandas finas de aço, entre dois cilindros que rodam em sentidos contrários, o perfil da espessura da banda depende estreitamente da forma que tomam as superfícies exteriores dos cilindros, no espaço de vazamento. Idealmente, este perfil da banda deveria ser rectangular ou ligeiramente convexo, para assegurar um bom desenrolar da etapa de laminagem a frio e uma regularidade satisfatória da espessura do produto final. Para isso, as geratrizes de cada cilindro deveriam manter-se rectilíneas ou ligeiramente côncavas, em especial ao nível do colo, isto é, da zona de vazamento onde os cilindros estão mais próximos um do outro. Na prática, não é esse o caso, devido às intensas solicitações térmicas a 2 que estão sujeitos os cilindros. Assim, um cilindro que, a frio, teria uma geratriz perfeitamente rectilínea, sob o efeito da dilatação teria a sua superfície exterior convexa. 0 perfil de espessura da banda solidificada é a reprodução fiel da secção do espaço de vazamento ao nível do colo e, por isso, obter-se-ia uma banda cuja espessura aumentaria, significativamente e progressivamente, do centro para os bordos. Isso seria prejudicial para o bom andamento da laminagem a frio da banda e para a qualidade dos produtos que daí resultariam. É por isso que habitualmente se antecipa esta dilatação, dando, por construção, à superfície exterior de cada cilindro um perfil ligeiramente côncavo, apresentando no centro do cilindro um “abaulamento”, isto é, uma diferença de raio, relativamente aos bordos. O valor óptimo deste abaulamento, a frio, varia de acordo com as dimensões do cilindro e pode ser, por exemplo, de cerca de 0,5 mm. Deste modo, no decurso da dilatação do cilindro, assiste-se a uma diminuição do abaulamento, tendendo o perfil do cilindro, no espaço de vazamento, para se aproximar de um perfil rectilíneo. O valor deste abaulamento, no decurso do vazamento, depende dos materiais que constituem os cilindros e do sistema de arrefecimento do aro arrefecido que constitui a periferia do cilindro, da geometria desse aro e também do seu modo de fixação no núcleo do cilindro, que pode permitir uma dilatação maior ou menor do aro. Mas depende também de condições de operação, que podem variar de um vazamento para outro, e mesmo também durante o mesmo vazamento, tais como a altura de metal líquido presente no espaço de vazamento e a intensidade do fluxo de calor extraído do metal pelos meios de arrefecimento do cilindro.

Seria importante dispor de meios que dessem ao operador encarregado do funcionamento da máquina de vazamento a possibilidade de actuar, em certa medida, no abaulamento dos cilindros, de modo a obter permanentemente um abaulamento óptimo, independentemente das condições de vazamento e das suas variações. Além disso, evitar-se-ia assim a necessidade de utilizar pares de cilindros diferentes, cada um com o seu abaulamento inicial diferente, para cada variante que se pretender vazar em condições óptimas.

Um meio para regular esta abaulamento poderia consistir em modular o fluxo de calor extraído do metal, actuando no caudal da água de refrigeração que circula no interior do aro de cada cilindro. Com efeito, as variações do abaulamento que poderiam obter-se, apenas por este meio, seriam mínimas, da ordem de alguns centésimos de mm. A razão disso é que este caudal de água não tolera ser modificado senão em proporções reduzidas em relação ao máximo admissível, sob pena de deteriorar da maneira demasiadamente sensível as condições em que se efectuam as transferências térmicas entre o aro e a água. Então já não seria possível controlar de maneira satisfatória as condições de solidificação do metal. O documento JP-A-58-23 549 mostra uma instalação de vazamento de banda fina, por depósito de metal líquido num cilindro único. O cilindro é arrefecido pelo envio, sobre a superfície, a montante da zona de vazamento, de um fluido, cujo caudal pode ser modulado ao longo da largura do cilindro, de modo a controlar o abaulamento do cilindro. Utilizam-se para esse efeito dados recolhidos por sensores de espessura que medem a espessura da banda vazada, em diferentes pontos. O objectivo da invenção consiste em proporcionar aos operadores um meio que permite regular com uma latitude suficiente o abaulamento dos cilindros, no decurso do vazamento.

Para isso, a invenção tem por objecto um processo de vazamento de uma banda metálica, em especial de aço, segundo o qual se obtém a solidificação da referida banda, em especial de aço, de acordo com o qual se fez a solidificação da referida banda por fornecimento de metal líquido entre os dois cilindros que rodam em sentidos contrários, com eixos horizontais, arrefecidos por uma circulação interior de um fluido de refrigeração, que definem entre si um espaço de vazamento, e cujas superfícies exteriores apresentam uma rugosidade, e se inércia o referido espaço de vazamento, por insuflações de uma quantidade dada de um gás ou de uma mistura de gases, através de uma tampa que cobre o referido espaço de vazamento, caracterizado por se realizar uma regulação do abaulamento dos referidos cilindros, modulando a quantidade insuflada e/ou a natureza do referido gás ou a composição da referida mistura de gases, pelo menos na vizinhança da superfície de cada cilindro, a montante da zona de contacto com o metal líquido. A invenção tem ainda por objecto uma instalação de vazamento de uma banda metálica, em especial de aço, do tipo que compreende dois cilindros, que rodam em sentidos contrários, com eixos horizontais, arrefecidos por uma circulação interior de um fluido refrigerante, definindo-se entre os mesmos um espaço de vazamento, destinado a receber o metal líquido e cujas superfícies exteriores apresentam uma rugosidade, um dispositivo de insuflação de um gás ou de uma mistura de gases, através de uma tampa que cobre o referido espaço de vazamento, e meios para modular a quantidade insuflada e/ou a natureza do referido gás ou a composição da referida mistura de gases, pelo menos na vizinhança da superfície de cada cilindro, a montante da sua zona de contacto com o metal líquido, caracterizado por compreender meios para medir ou calcular o abaulamento dos cilindros, no referido espaço de vazamento, ou uma grandeza representativa do referido abaulamento, e meios para comandar automaticamente a referida modulação da quantidade insuflada e/ou da natureza do referido gás, em função dos dados recolhidos pelos referidos meios de medição, ou de cálculo, do abaulamento dos cilindros, no espaço de vazamento pelos referidos meios de medição ou de cálculo do abaulamento dos cilindros no espaço de vazamento, ou de uma grandeza representativa do referido abaulamento.

Como terá sido compreendido, a invenção consiste em modular a quantidade e/ou a composição do gás presente na vizinhança imediata da superfície de cada cilindro, precisamente antes que esta entre em contacto com o mecanismo de metal líquido, ou estes dois parâmetros, com a finalidade de regular o abaulamento dos cilindros. Com efeito, quando os cilindros de vazamento não forem Usos, mas apresentem na sua superfície uma rugosidade, a quantidade e a composição do gás presente nas partes ocas da superfície do cilindro têm uma influência directa no coeficiente de transferência térmica entre o metal e o cilindro. É por este meio que vai fazer-se variar o fluxo de calor extraído do metal, de que depende a dilatação do cilindro, e portanto do seu abaulamento. Esta variação do abaulamento dos cilindros pode ser efectuada no decurso do vazamento, em função das condições particulares de cada instante. A invenção será melhor compreendida com a leitura da descrição que se segue, feita com referência à figura única anexa. Esta figura esquematiza, vista em corte transversal, uma instalação de vazamento de bandas metálicas entre dois cilindros, que permitem a realização da invenção.

Como se disse, a dilatação dos cilindros é em especial controlada pelo fluxo 6 ff ff' de calor que extraem do metal presente no espaço de vazamento. Assim, a experiência mostrou aos inventores que o fluxo de calor instantâneo Φ; extraído por um cilindro de uma porção de metal dada, com a qual está em contacto, pode escrever-se, expressa em MW/m2: Φί = Α.ίί·°’35 tj é o tempo decorrido desde que a referida porção de metal foi posta em contacto com o cilindro, ao nível do menisco, isto é, da zona onde se encontram o cilindro e a superfície livre do metal líquido no espaço de vazamento. O facto de Φϊ diminuir quando aumenta ti, traduz a deterioração da qualidade das transferências térmicas, à medida que a temperatura do metal diminui. A é um coeficiente de transferência térmica, expresso em MW/m2 s0r35, cujo valor depende das condições que reinam na interface metal-cilindro. A partir desta expressão do fluxo de calor instantâneo, podemos calcular o fluxo de calor médio Φ„ι extraído de uma porção qualquer da pele em curso de solidificação e de arrefecimento, que está em contacto com o cilindro. Isso é feito por integração de Φί no conjunto desta pele, cujas diversas porções se distinguem pelo tempo em que elas estão em contacto com o cilindro. Este tempo está compreendido entre 0, para uma porção da pele situada ao nível do menisco, e tc para uma porção da pele que abandona o cilindro ao nível do colo. Tc pode ser calculado em função do comprimento de arco de contacto entre o metal e o cilindro e da velocidade de rotação dos cilindros. Φ„, pode escrever-se: A -0,35 0,65 c ίφΑ = tC o

Por outro lado, Φ,„ pode ser medido por intermédio do caudal Q de água de 7

\ 3 arrefecimento que atravessa o cilindro, da variação de temperatura ΔΤ desta água, entre a sua entrada e a sua saída do cilindro, e da superfície de contacto S entre o metal e o cilindro, de acordo com:

<Dm = QAT/S

Conhecendo tc, podemos daqui deduzir A pelo cálculo : A = 0,65 <Dm / Vo·35 = 0,65 QAT/S Vo*35 Dissémos que o valor de A dependia das condições na interface metal/cilindro. Uma das características mais importantes desta interface é a rugosidade da superfície do aro arrefecido do cilindro. Verificou-se que uma superfície do aro perfeitamente lisa e com uma condutividade térmica uniforme pode provocar o aparecimento de defeitos na banda vazada. A razão disso é que o efeito de contracção da pele da banda, durante o seu arrefecimento, se opõe às forças de aderência desta mesma pele no aro. Esta competição é uma fonte de tensões no interior da pele, que podem conduzir à aparição de microfissuras superficiais. Para dar remédio a estes problemas, admite-se correntemente que é preferível utilizar cilindros cujo aro apresenta uma certa rugosidade, isto é, uma alternância de espaços lisos (ou de espaços em relevo) e de espaços ocos, em relação aos anteriores, distribuídos de maneira regular ou aleatória. Nos espaços lisos e nos espaços em relevo, a pele metálica adere normalmente ao aro e pode arrefecer rapidamente. A largura dos espaços ocos é, em compensação, calculada para que o metal em curso de solidificação não os preencha senão parcialmente, e para que, sob a acção das forças de tensão superficial, não cheguem até ao fundo das cavidades. Na prumada de pelo menos as partes centrais destas cavidades, o metal não obtém portanto contacto directo com uma superfície arrefecida. Cria-se assim na pele, na direcção dessas cavidades, uma série de zonas que apresentam um ligeiro relevo e cuja solidificação e cujo arrefecimento avançam menos que no restante da pele. Constituem, de certa maneira, uma reserva de metal que apresenta uma certa elasticidade e pode absorver, sem fissuras, as tensões superficiais ligadas à contracção da pele. Para obter um estado de superfície satisfatório da banda vazada, pensou-se formar diferentes tipos de gravuras nos aros dos cilindros, tais como entrecruzamentos de ranhuras com uma secção em V. Mais recentemente, propôs-se fazer no aro covinhas com forma sensivelmente circular ou oval, que não se tocam, e tendo um diâmetro de 0,1 mm a 1,2 mm e uma profundidade de 5 μτη a 100 pm (ver o documento EP 0 309 247).

Antes de entrar em contacto com metal líquido, os locais ocos enchem-se com o gás que constitui a camada limite da atmosfera que pende sobre o cilindro em rotação e que este arrasta consigo. Quando entram em contacto com o mecanismo e são então recobertas pela pele de metal em curso de solidificação, o gás que as enchia fica aprisionado. É por intermédio desse gás que as paredes arrefecidas, das cavidades que não estão em contacto com a pele, vão, apesar de tudo, participar na extracção do fluxo térmico a partir do metal. O valor calculado do coeficiente A tem em conta o efeito da rugosidade do aro sobre a transferência do calor global entre o metal e o cilindro.

Muito geralmente, evitar-se expor a superfície de aço líquido ao ar ambiente, caso contrário assistir-se-ia a uma poluição do metal, por formação de inclusões oxidadas. Esta formação arrastaria, além disso, um consumo dos elementos mais facilmente oxidados presentes no aço. Para isolar a superfície do ar, na maioria dos 9 9

casos cobre-se o espaço de vazamento com um dispositivo que forma uma tampa Sob a tampa, insufla-se, na direcção da superfície do aço líquido, um gás totalmente inerte relativamente ao metal líquido (por exemplo árgon), ou um gás do qual se tolera que se solubilize parcialmente no metal líquido (por exemplo azoto, no caso em que se vaza um aço inoxidável no qual um teor de azoto reduzido não é particulannente procurado), ou uma mistura de tais gases. Para evitar problemas de desgaste, tanto dos cilindros como da tampa, esta não se apoia geralmente nos cilindros, mas sim é mantida a uma distância muito pequena da sua superfície (alguns milímetros). O inconveniente de uma tal disposição é que os cilindros arrastam consigo, designadamente nas cavidades da sua superfície, uma camada limite de ar, cujo poder oxidante é desfavorável para a qualidade do metal que entra em contacto com o mesmo ao nível do menisco e por baixo. Em certos casos, dá-se remédio a este problema, realizando, além da insuflação dirigida para a superfície do aço líquido, uma insuflação de árgon e/ou de azoto, na vizinhança imediata da superfície dos cilindros, no sítio onde ela fica por baixo da tampa Essa insuflação é efectuada com um caudal regulável, que deve ser suficiente para provocar uma diluição da camada limite de ar, de modo a fazer perder a este o essencial do seu poder oxidante. Foi esta solução que foi tomada, designadamente, no pedido de patente francês FR 94 14 571.

Devido às diferenças existentes entre as suas propriedades, tanto físicas como químicas, nem todos os gases e misturas gasosas utilizáveis para a protecção do metal líquido têm a mesma influência nas transferências térmicas entre o metal e o cilindro. De facto, observa-se que estas transferências se fazem mais eficazmente quando se utiliza o azoto como gás de inerciação, mais que com o árgon. Uma 10 (/ explicação verosímil deste fenómeno é que, sendo o árgon praticamente insolúvel no aço, ele fica totalmente no interior dos locais cavados. Forma aí portanto, permanentemente uma almofada gasosa, entre o fundo dos locais ocos e a película metálica, que contribui para evitar a penetração importante do metal nas cavidades. Em compensação, o azoto aprisionado nas cavidades é, em maior ou menos parte (de acordo com o tipo de metal vazado) absorvido pelo metal, quando este não está ainda completamente solidificado. De uma maneira geral, a quantidade de gás presente nas cavidades é igualmente função do caudal de gás insuflado, em particular na vizinhança directa dos cilindros. Para um caudal de gás insuflado igual, a quantidade de gás que se mantém presente em cada sítio com cavidades é portanto menor no caso da utilização de azoto que no caso da utilização de árgon. Assim, o azoto não pode prejudicar tanto como o árgon a penetração de metal nas cavidades, encontrando-se condições de solidificações mais próximas das de um cilindro liso. Por outras palavras, se for árgon que constitui essencialmente a camada limite gasosa arrastada pelos cilindros até ao menisco, o coeficiente de transferência térmica (A) entre o cilindro e a película de metal em curso de solidificação é menor que no caso em que a camada limite é constituída por azoto. E, no caso de se utilizar uma mistura dos dois gases referidos, observa-se uma diminuição de A, quando aumentar a percentagem de árgon na mistura insuflada na vizinhança da superfície dos cilindros, a montante do menisco, a partir do valor Ao que A toma no caso do azoto puro: A = Ao - K (% A,.)

Mostra a experiência que, para diferentes aços inoxidáveis austenísticos e uma dada rugosidade dos cilindros, Ao pode variar, por exemplo, entre 4,2 e 4,8 e K 11 ^>3 é da ordem de 0,025, na gama de teores de árgon menores que ou iguais a 30%. Para além deste limite, nota-se uma diminuição nítida da influência do teor de árgon sobre o valor de A. No caso dos aços inoxidáveis ferríticos, a influência do teor de árgon sobre A é menos acentuada, tomando-se relativamente fraca no caso dos aços carbono. Estas constatações devem ligar-se às diferenças de solubilidade do azoto nestes diferentes tipos de qualidades; quanto mais o azoto for solúvel no aço, mais a sua substituição parcial ou total no gás de inerciação por um gás insolúvel modifica as condições na interface gás/metal. Isso significa que a variante do processo de acordo com a invenção na qual se regula o abaulamento dos cilindros actuando na natureza do gás de inerciação ou na composição da mistura gasosa de inerciação tem a sua aplicação preferida no vazamento dos aços inoxidáveis, designadamente nos austeníticos. A variante de acordo com a qual se obtém a regulação do abaulamento unicamente por modulação do caudal gasoso insuflado dirige-se mais particularmente para os aços carbono. Compreende-se que é igualmente possível jogar simultaneamente com os dois parâmetros, com o caudal e com as composições. O operador pode determinar experimentalmente o valor do fluxo térmico que atravessa o cilindro e daí deduzir, por cálculo, o valor de A, conhecendo a velocidade do vazamento. A partir deste valor de A, por meio de experiências anteriores ou técnicas de modelação, para cada tipo de rugosidade dos cilindros e para cada categoria de qualidade, deduz o abaulamento do cilindro que deveria obter-se se o cilindro tivesse, em frio, uma geratriz perfeitamente cilíndrica. O operador deduz aí, fmalmente, a correcção de forma que é preferível aplicar, de construção, ao cilindro para que, pelo menos na maior parte das condições :7 12

experimentais reais, seja possível obter um cilindro cujas geratrizes tomariam, a quente, a forma rectilínea ou ligeiramente côncava desejada, nada que não seja jogar com a composição e/ou o caudal do gás de inerciação, de acordo com a invenção.

Para modificar a natureza do gás de inerciação, o operador tem a possibilidade de utilizar ou azoto puro, ou árgon puro para poder, para um caudal de gás e condições de vazamento dados, ter a escolha entre dois abaulamentos de cilindros. Mas é claro que é preferível procurar a possibilidade de utilizar uma mistura destas dois gases (ou de quaisquer outros gases adaptados) em proporções respectivas variáveis à vontade, de acordo com as necessidades da regulação do abaulamento, de modo a efectuar esta regulação com a maior precisão possível.

Na figura única, esquematiza-se um exemplo não limitativo, que permite a realização da invenção. Classicamente, a instalação de vazamento compreende dois cilindros (Ι,Γ) próximos um do outro, energicamente arrefecidos interiormente e colocados em rotação, em sentidos contrários, em tomo dos seus eixos horizontais por meios não representados, e meios de fornecimento de aço líquido (2) para o espaço de vazamento definido pelas superfícies exteriores (3, 3’) dos cilindros (1, Γ), e obturado lateralmente por duas placas de refractário, uma das quais (4) é visível na fig. 1. Estes meios de alimentação compreendem uma pequena tubeira (5), ligada a um distribuidor, não representado, cuja extremidade inferior mergulha sob a superfície (6) de ácido líquido (2) que fecha o espaço de vazamento. O aço líquido (2) começa a sua solidificação sobre as superfícies exteriores (3, 3’) dos cilindros (1, 1 ’), formando aí películas (7, 7’), cuja junção ao nível do colo (8), isto é da zona onde o afastamento entre os cilindros (1, Γ) é menor, dá origem a uma banda solidificada (9) com alguns milímetros de espessura, que se extrai continuamente da 13

ti ¥ instalação de vazamento. A inerciação do espaço de vazamento é assegurada por uma tampa (10), atravessada pela tubeira (5) e que se apoia em dois blocos (11, 11’) que se estendem por toda a largura dos cilindros (1, 1 ’). As fases inferiores (12, 12’) destes blocos (11, 11’) são configurados de modo a casar-se com as curvaturas das superfícies exteriores (3, 3’) dos cilindros (1,1’) e definir com as mesmas, quando o dispositivo de inerciação estiver em serviço, um espaço (13, 13’), de largura “e” igual a alguns milímetros. A insuflação de gás de inerciação é, a princípio, assegurada por uma conduta (14), que atravessa a tampa (10) e que desemboca por cima da superfície (6) de aço líquido (2) presente no espaço de vazamento. Esta conduta (14) está ligada a um reservatório de gás (15), que contém, por exemplo azoto ou árgon, e cujo caudal e cuja pressão de insuflação são controlados por uma válvula (16).

Por outro lado, para a realização do processo de acordo com a invenção, realiza-se uma insuflação de gás com caudais e composição controlados, através dos blocos (11, 1Γ). Um reservatório (17), provido de uma válvula (18), e um reservatório de árgon (19), provido de uma válvula (20), estão ligados a uma câmara de mistura (21). É a partir desta câmara de mistura (21) que é retirado o gás ou, mais geralmente, a mistura gasosa que vai, de acordo com a invenção, constituir a camada limite arrastada pelas superfícies exteriores dos cilindros (1,1 ’) até às suas zonas de contacto com a superfície (6) do metal líquido contido no espaço de vazamento que constituem o menisco. Para isso, uma conduta (22) provida de uma válvula (23), parte da câmara de mistura (21) e leva uma porção da mistura gasosa, que aí se encontra, para o bloco (11), ou uma fenda (24 ) (ou uma pluralidade de furos próximos uns dos outros, ou um elemento poroso), distribui a mesma, de uma maneira mais uniforme possível, no espaço (13) definido pela face inferior (12) do bloco (11) e a face exterior (3) do cilindro (1). A válvula (23) permite regular o caudal e a pressão da mistura gasosa. Um dispositivo simétrico, que compreende uma conduta (22’) provida de uma válvula (23’), leva igualmente a mistura gasosa ao floco (1Γ) e depois, por uma fenda (24’) para o espaço (13’) que separa o bloco (11 ’) e o cilindro (1 ’).

Numa variante, podem também prever-se, para cada bloco (11, 11’), dispositivos de alimentação de gás totalmente independentes um do outro, de modo a poder regular separadamente as composições das misturas gasosas presentes nos espaços (13, 13’) e portanto o ábaulamento de cada um dos cilindros (1, 1’). Podemos assim ter em conta uma eventual diferença nas condições de arrefecimento de cada um dos cilindros (1,1 ’). Por outro lado, podemos igualmente escolher retirar também o gás insuflado por baixo da tampa (10), na câmara de mistura (21), e dar-lhe assim a mesma composição que a mistura gasosa que deve formar a camada limite na superfície dos cilindros (1,1 ’).

Uma outra variante do dispositivo de acordo com a invenção consiste, como no pedido de patente francês 95 14 571 já menciona do, em prever no interior de cada bloco (11, 1Γ) uma segunda fenda (ou um outro órgão funcionalmente equivalente), semelhante à fenda (24, 24’), e que desemboca a montante desta, no espaço (13, 13’), em relação à progressão da superfície (3, 3’) do cilindro (1, 1’). Esta segunda fenda orienta o gás que dela sai para o exterior do espaço (13, 13’), enquanto que a fenda (24, 24’) orienta o gás que dela sai para o espaço de vazamento, portanto na direcção de progressão da superfície (3, 3’) do cilindro (1, 1 ’). Obtemos assim uma melhor estanqueidade do espaço (13,13’) relativamente ao meio exterior, donde resulta um controlo mais fino da composição da camada limite. A regulação do abaulamento dos cilindros (1, Γ) ficam assim facilitada

Igualmente, o gás ou a mistura gasosa levada para os espaços (13, 13’) que separam os blocos (11, 1Γ) e os cilindros (1, F) pode encontrar-se não apenas no estado gasoso, como se supôs implicitamente até aqui, mas também no estado líquido. Podemos igualmente prever o seu reaquecimento, regulando a sua temperatura.

Deve entender-se que o dispositivo de inerciação que acabada de descrever--se apenas constitui um exemplo de realização da invenção e que qualquer outro dispositivo que permite controlar a composição do gás presente por cima do espaço de vazamento e, em especial da camada limite gasosa arrastada pela superfície exterior de cada cilindro até ao menisco, poderia também ser conveniente. A fim de controlar o abaulamento dos cilindros em curso de vazamento, de acordo com o processo da invenção, o operação (ou os automatismos) que é responsável pelo funcionamento da instalação de vazamento deve dispor de um certo número de informações para assegurar que a composição e o caudal do gás de inerciação adoptados conduzam efectivamente ao abaulamento desejado e portanto a uma qualidade adequada para o produto. Para isso, uma possibilidade consiste em recolher, em permanência, os dados (caudal da água de refrigeração, variação da sua temperatura entre a entrada e a saída do cilindro), que permitem calcular o fluxo térmico que atravessa o cilindro, calculando-o a intervalos próximos uns dos outros e daí deduzir o abaulamento, tal como modelos matemáticos e/ou aferições prévias permitem prever. Uma outra maneira de proceder consiste em medir permanentemente o abaulamento dos cilindros numa zona tão próxima quanto for possível do espaço de vazamento, daí deduzir o valor do abaulamento nessas zonas de contacto e regular a composição do gás de inerciação, em conformidade. Esta medição do abaulamento pode ser realizada por meio, por exemplo, de um conjunto de sensores de medição de forma, sem contacto, tais como os sensores capacitivos ou sensores de laser, distribuídos segundo pelo menos uma geratriz de um dos cilindros ou, melhor, de dois conjuntos desses sensores, implantados cada um num cilindro diferente. A figura única esquematiza esses sensores em (25, 25’), os quais estão ligados a uma unidade de cálculo (26). Esta unidade recebe também as informações atrás mencionadas, que lhe permitem calcular os fluxos térmicos que atravessam os cilindros (1, Γ), e comanda, por conseguinte, as aberturas respectivas das válvulas (18, 20), a fim de regular o caudal e a composição da mistura gasosa para os valores que visam um abaulamento considerado óptimo nos cilindros (1, Γ). A medição do perfil térmico da banda ao longo da sua largura, efectuada na saída dos cilindros, pode também dar indicações, pelo menos quantitativas, sobre o abaulamento que lhe impuseram os cilindros, porque o desvio de temperatura, entre o centro da banda e zonas mais próximas das orlas, é um índice das variações da espessura da banda. Finalmente, podemos instalar a jusante dos cilindros um dispositivo de medição directa da espessura da banda e das suas variações segundo a largura, tal como calibradores de raios X, por meio dos quais poderemos observar directamente os efeitos do abaulamento dos cilindros na banda e, se necessário, corrigir o abaulamento pelo processo de acordo com a invenção.

Podemos também encarar a conjugação do processo de acordo com a invenção com um controlo de abaulamento pelo caudal de água de refrigeração dos cilindros. Disse-se anteriormente, que era difícil obter, apenas por este último 17 processo, variações de grande amplitude do abaulamento. Mas pode ser utilizado para completar, de maneira fina, uma regulação mais grosseira do abaulamento antes efectuado por acção no caudal e/ou na composição do gás de inerciação. E evidente que a invenção não se limita ao vazamento de bandas de aço, podendo ser aplicado ao vazamento de outros materiais metálicos.

Lisboa, 7 de Dezembro de 2001

I íir O Ageate Oficial da Propriedade Industrial

1269-063 Li."30A

Claims (10)

1. Reivindicações 1. Processo de vazamento de uma banda metálica, designadamente de aço, de acordo com o qual se efectua a solidificação da referida banda, em relação ao metal líquido, entre dois cilindros que rodam em sentidos contrários, com eixos horizontais, arrefecidos por uma circulação interna de um fluido de refrigeração, que definem entre si um espaço de vazamento e cujas superfícies exteriores apresentam uma rugosidade, e se realiza uma inerciação do referido espaço de vazamento, por insuflação de uma quantidade dada de um gás ou de uma mistura de gases, através de uma tampa de cobertura do referido espaço de vazamento, caracterizado por se efectuar uma regulação do abaulamento dos referidos cilindros, modulando a quantidade insuflada e/ou a natureza do referido gás ou a composição da referida mistura de gases, pelo menos na vizinhança da superfície de cada cilindro, a montante da sua zona de contacto com o metal líquido.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se completar a referida regulação do abaulamento por actuação no caudal do referido fluido de refrigeração.
3. 3. Instalação de vazamento de uma banda metálica (9), em especial de aço, do tipo que compreende dois cilindros (1, Γ), que rodam em sentidos contrários, com eixos horizontais, arrefecidos por uma circulação interna de um fluido de refrigeração, que definem entre si um espaço de vazamento, destinado a recebo: o metal líquido (2) e cujas superfícies exteriores (3, 3’) apresentam uma rugosidade, um dispositivo (14, 15, 16) de insuflação de um gás ou de uma mistura de gases através de uma tampa (10), que cobre o referido espaço de vazamento, e meios (17, 18, 19, 20, 21, 22, 22’, 23, 23’, 24, 24’) para modular a quantidade insuflada e/ou a natureza do referido gás, ou a composição da referida mistura de gases, pelo menos na vizinhança da superfície (3, 3’) de cada cilindro (1, Γ), a montante da sua zona de contacto com o metal líquido (2), caracterizada por compreender meios (25, 25’, 26) para medir ou calcular o abaulamento dos cilindros (1, Γ) no referido espaço de vazamento, ou uma grandeza representativa do referido abaulamento dos cilindros (1, 1’) no referido espaço de vazamento, e meios (26), para comandar automaticamente a referida modulação da quantidade insuflada e/ou da natureza do referido gás, em função dos dados recolhidos pelos referidos meios (25, 25’, 26) de medição ou de cálculo do abaulamento dos cilindros (1, 1’) no espaço de vazamento, ou de uma grandeza representativa do referido abaulamento.
4. 4. Instalação de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por a referida tampa (10) compreender dois blocos (11,11 ’),cuja face inferior (12, 12’) de cada um define um espaço, com a superfície exterior (3, 3’) de um dos referidos cilindros (1, Γ), estendendo-se os referidos blocos (11, 11’) a toda a largura dos referidos cilindros (1, Γ) e meios (24, 24’) para insuflar o referido gás ou a referida mistura de gases, modulada em quantidade e/ou na natureza da composição no interior do referido espaço.
5. 5. Instalação de acordo com as reivindicações 3 ou 4, caracterizada por a referida mistura de gases ser uma mistura de azoto e de árgon.
6. 6. Instalação de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 5, caracterizada por os meios de medição do abaulamento dos cilindros (1, Γ) compreenderem pelo menos um conjunto de sensores de medição de forma (25, 25 ’), dispostos segundo uma geratriz de um dos cilindros.
7. 7. Instalação de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 6, 3 caracterizada por os meios de cálculo (26) do abaulamento dos cilindros (1, Γ) compreenderem meios para medir o fluxo térmico que atravessa os cilindros (1, Γ).
8. 8. Instalação de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 7, caracterizada por a referida grandeza representativa do abaulamento dos cilindros (1, 1 ’) ser o perfil de espessura da banda (9), segundo a sua largura
9. 9. Instalação de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por compreender meios de medição das variações de temperatura da referida banda (9), segundo a sua largura.
10. 10. Instalação de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por compreender meios de medição directa do perfil de espessura da referida banda (8) segundo a sua largura Lisboa, 7 de Dezembro de 2001