PROCEDIMIENTO E INSTALACIÓN DE DEPÓSITO CONTINUO DE UN REVESTIMIENTO SOBRE UN SOPORTE EN BANDA.

Procedimiento para el depósito continuo de un revestimiento (REV) sobre un soporte en banda (SUPP) de anchura determinada con convergencia hacia por lo menos un valor de referencia del espesor de este revestimiento sobre la superficie del soporte,

este procedimiento comprende una operación de depósito en el curso del cual el soporte (SUPP) se arrastra, siguiendo una dirección longitudinal de desplazamiento perpendicular a su anchura, en una instalación que comprende un conjunto de actuadores (61, 62; 91, 92; 101, 102; 111-11x; 121-12x) mandados por las señales de control respectivas (18, 23) comprendiendo cada una por lo menos un componente, cada actuador esta configurado para actuar sobre el espesor del revestimiento, siguiendo la anchura del soporte, con arreglo a la señal de control que recibe, caracterizado en que comprende por lo menos: - una primera fase previa de modelización, aplicada más arriba de la operación de depósito y que comprende el desarrollo de un modelo de preajuste que incluye, para cada punto de un conjunto de puntos distribuidos a lo largo de la anchura del soporte y para cada actuador, una relación cuantitativa que vincula el espesor del revestimiento en este punto al valor de al menos un componente de la señal de control proporcionada a este actuador; - una segunda fase previa de modelización, aplicada más arriba de la operación de depósito y que comprende el desarrollo de un modelo de regulación que incluye, para cada punto del conjunto de puntos y para cada actuador, una relación cuantitativa que vincula una variación del espesor del revestimiento en este punto a una variación del valor por lo menos de un componente de la señal de control proporcionada a este actuador; - una etapa transitoria de preajuste, aplicada (16) más arriba o al principio de la operación de depósito y que comprende las operaciones que consisten en enviar a los actuadores las señales de control que dependen del modelo de preajuste y del valor de referencia del espesor del revestimiento en cada punto del conjunto de puntos; - una etapa de medición, aplicada (22) durante la operación de depósito y que comprende las operaciones que consisten en elaborar una medición del espesor del revestimiento en cada punto del conjunto de puntos; y - una etapa de regulación, aplicada (20) durante la operación de depósito, que sucede a la etapa de preajuste y que comprende las operaciones que consisten en enviar a los actuadores las señales de control respectivas elaboradas por control predictivo sobre la base del modelo de regulación y de una función de coste que tiene en cuenta todas las posibles divergencias entre el valor de referencia y la medida del espesor en cada punto del conjunto de puntos

Procedimiento e instalación de depósito continuo de un revestimiento sobre un soporte en banda.

La invención se refiere, de manera general, a las técnicas industriales de tratamiento de superficie, en particular, aplicadas a la comprobación longitudinal y transversal del espesor de un revestimiento metálico depositado en caliente sobre una banda de acero en una instalación de galvanización en continuo.

Según un primer aspecto, la invención se refiere más concretamente a un procedimiento de depósito continuo de un revestimiento sobre un soporte en banda de anchura determinada con convergencia hacia al menos un valor de referencia del espesor de este revestimiento sobre la superficie del soporte, este procedimiento comprende una operación de depósito en el curso del cual el soporte se arrastra, según una dirección longitudinal de desplazamiento perpendicular a su anchura, en una instalación que comprende un conjunto de actuadores controlados por señales de control respectivas que incluyen cada una al menos un componente, cada actuador es susceptible de actuar sobre el espesor del revestimiento, siguiendo la anchura del soporte, en función de la señal de control que recibe.

La invención se considerará principalmente en su aplicación privilegiada a la galvanización, en la cual el soporte esta formado por una banda de acero y el revestimiento por una capa de zinc o de una aleación de zinc, siendo entendido no obstante que la invención es aplicable a otros procedimientos industriales de depósito continúo de un revestimiento sobre un soporte.

En todos los campos de utilización de las bandas de acero galvanizadas en continuo, en particular en el campo del automóvil y en el campo de los electrodomésticos, es juicioso controlar lo más concretamente posible el espesor del zinc o de la aleación de zinc depositada, el interés de este control es a la vez económico y técnico.

A nivel económico, los usuarios aplicaron los programas de investigación con el fin de definir los espesores estrictamente necesarios en función de sus cuadernos de condiciones con el doble objetivo de disminuir la cantidad y en consecuencia el coste del revestimiento y, correlativamente, de limitar la parte del coste de este revestimiento en el precio total del producto terminado con el fin de minimizar el impacto de las variaciones de curso del zinc.

Como se muestra esquemáticamente en la figura 1, del espesor Enorm normalmente requerido del revestimiento REV zincado sobre el soporte SUPP de acero, que es del orden de 10 micrones para las aplicaciones en el automóvil, y de 25 micrones para las aplicaciones en la construcción, se aumenta generalmente un sobreespesor indeseable Esupp que representa del 20% al 50% del espesor normal Enorm.

En el plano técnico, el espesor del revestimiento REV tiene principalmente un impacto sobre la soldadura, particularmente por resistencia. Los espesores fuertes necesitan corrientes fuertes de soldadura que perjudican la vida útil de los electrodos. Por otra parte, las variaciones de espesor de una soldadura a otra pueden provocar defectos o necesitan ajustes constantes de los parámetros de soldadura.

Frente a esta comprobación, desde hace tiempo ya, se pretendió optimizar el espesor del revestimiento asegurando la mayor homogeneidad posible de este espesor. En particular, con este fin se desarrollaron los dispositivos, denominados "escurridores", que permiten reducir el espesor del revestimiento REV antes de su solidificación, particularmente por influencia magnética o por circulación de aire, el escurridor de este último tipo es el más difundido.

La figura 2 muestra la disposición típica de un escurrido por circulación de aire sobre una línea continua de galvanización. El soporte en banda SUPP, encaminado a través de un canal CAF de llegada al horno, se sumerge en un baño de zinc Zn o de una aleación de zinc contenida en una cuba o "crisol" PT, se desvía sobre un rodillo deflector de fondo RDFL, y pasa, con su revestimiento REV delante de las rampas de escurrido ESSR que refluye hacia el crisol PT el excedente de zinc o de aleación todavía líquida.

Así pues, como lo muestra esquemáticamente la figura 3, el espesor EO que presenta la capa de revestimiento REV a la salida del baño líquido puede, gracias al aire comprimido que circula por el escurridor ESSR, ser reducido a un valor El más débil.

Los principios de funcionamiento del escurrido se han establecido muy pronto. Por ejemplo, la patente JP 5-117832 identifica las principales variables operatorias de esta técnica, a saber (la figura 12a de la figura 12) la velocidad del chorro de aire que depende de la presión del aire comprimido proporcionado por el escurridor ESSR y de la distancia "e" entre los labios ESSR1 y ESSR2 de este escurridor, la distancia "d" entre los labios del escurridor y el soporte en banda SUPP que debe revestirse, así como la velocidad de desplazamiento del soporte SUPP. De hecho (figura 12b de la figura 12), el efecto de un escurridor a aire depende de la presión P del aire a la salida de los labios ESSR1 y ESSR2 y de la distancia "d", este efecto es sensiblemente constante para los valores de la distancia "d" a lo sumo iguales a un límite "do", y disminuyendo de modo sensiblemente lineal para las distancias de valores superiores.

La experiencia permitió identificar por otro lado, de manera más exhaustiva, las variables de explotación así como las perturbaciones operatorias sufridas.

Estas variables de explotación son típicamente el espesor requerido del revestimiento sobre cada una de las caras de la banda, el formato de la banda -es decir en realidad su anchura y su espesor para un depósito continuo sobre una banda de longitud no predeterminada- la velocidad de desplazamiento de la banda, y la tracción de la banda en la zona de revestimiento.

Las perturbaciones operatorias están esencialmente vinculadas al comportamiento de la banda en la zona de escurrido e incluyen el mal centrado de la banda en el espacio comprendido entre los dos escurridores, la inclinación de la banda con relación a los escurridores, y la flecha transversal de la banda, llamada "ballesta" o "crossbow" por el especialista. La figura 4, compuesta de las figuras 4a a 4c, muestra el efecto de estos defectos sobre el espesor del revestimiento REV a la salida de los escurridores ESSR. Así, la inclinación de la banda con relación a los escurridores ESSR conduce, sobre la sección transversal de la banda, a un gradiente de espesor del revestimiento REV simétrico con relación al centro de esta sección (figura 4a); la presencia de una curvatura transversal o "ballesta" conduce a una asimetría de distribución del revestimiento REV sobre las dos caras de la banda (figura 4b), y la presencia de una ballesta sobre una banda inclinada conduce a la acumulación de estos defectos (figura 4c).

Conviene tener en cuenta sin embargo, que la presencia de una curvatura transversal o ballesta de valor controlado es sin embargo deseable para hacer rígido el cable ascendente de la banda SUPP + REV que pasa entre los escurridores ESSR, de manera que el fenómeno ilustrado en la figura 4b no puede eliminarse íntegramente.

Otras perturbaciones también pueden intervenir, como las ondulaciones localizadas de la banda debidas a defectos del tipo "bordes largos" o "centro largo", que generan variaciones locales de espesor y que son más unas fuentes de vibraciones de la banda al paso sobre los rodillos.

Existen también otras fuentes de vibraciones de la banda como la degradación progresiva de los paliers de los rodillos sumergidos y de los rodillos mismos, o el soplado para la refrigeración de la porción de banda situada más abajo de los escurridores.

Con el fin de poder reaccionar a las modificaciones de las variables de explotación y a las perturbaciones operatorias, se elaboraron numerosas disposiciones constructivas con el fin de dar al sistema la flexibilidad necesaria.

La figura 5 ilustra las posibilidades de ajuste del sistema de escurrido mismo. En la práctica, tal sistema esta dotado de actuadores (a los que se referirá genéricamente con ACT), que permiten ajustar la distancia (d1 o d2) entre los labios de cada escurridor y la banda SUPP+REV, la separación (e) de los labios de los escurridores, la altura (H) de los escurridores con relación al baño de zinc, y la presión PO de alimentación de los escurridores en gas.

Estos ajusten permiten por sí solos controlar la homogeneidad... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el depósito continuo de un revestimiento (REV) sobre un soporte en banda (SUPP) de anchura determinada con convergencia hacia por lo menos un valor de referencia del espesor de este revestimiento sobre la superficie del soporte, este procedimiento comprende una operación de depósito en el curso del cual el soporte (SUPP) se arrastra, siguiendo una dirección longitudinal de desplazamiento perpendicular a su anchura, en una instalación que comprende un conjunto de actuadores (6₁, 6₂; 9₁, 9₂; 10₁, 10₂; 11₁-11_x; 12₁-12_x) mandados por las señales de control respectivas (18, 23) comprendiendo cada una por lo menos un componente, cada actuador esta configurado para actuar sobre el espesor del revestimiento, siguiendo la anchura del soporte, con arreglo a la señal de control que recibe, caracterizado en que comprende por lo menos:

- una primera fase previa de modelización, aplicada más arriba de la operación de depósito y que comprende el desarrollo de un modelo de preajuste que incluye, para cada punto de un conjunto de puntos distribuidos a lo largo de la anchura del soporte y para cada actuador, una relación cuantitativa que vincula el espesor del revestimiento en este punto al valor de al menos un componente de la señal de control proporcionada a este actuador;

- una segunda fase previa de modelización, aplicada más arriba de la operación de depósito y que comprende el desarrollo de un modelo de regulación que incluye, para cada punto del conjunto de puntos y para cada actuador, una relación cuantitativa que vincula una variación del espesor del revestimiento en este punto a una variación del valor por lo menos de un componente de la señal de control proporcionada a este actuador;

- una etapa transitoria de preajuste, aplicada (16) más arriba o al principio de la operación de depósito y que comprende las operaciones que consisten en enviar a los actuadores las señales de control que dependen del modelo de preajuste y del valor de referencia del espesor del revestimiento en cada punto del conjunto de puntos;

- una etapa de medición, aplicada (22) durante la operación de depósito y que comprende las operaciones que consisten en elaborar una medición del espesor del revestimiento en cada punto del conjunto de puntos; y

- una etapa de regulación, aplicada (20) durante la operación de depósito, que sucede a la etapa de preajuste y que comprende las operaciones que consisten en enviar a los actuadores las señales de control respectivas elaboradas por control predictivo sobre la base del modelo de regulación y de una función de coste que tiene en cuenta todas las posibles divergencias entre el valor de referencia y la medida del espesor en cada punto del conjunto de puntos.

2. Procedimiento de depósito según la reivindicación 1,

caracterizado en que,

el soporte esta formado por una banda de acero y en el que el revestimiento esta formado por zinc o por una aleación de zinc, este procedimiento constituye un procedimiento de galvanización.

3. Procedimiento de depósito según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado en que,

el modelo de regulación es un modelo lineal.

4. Procedimiento de depósito según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado en que,

la función de coste es una función cuadrática.

5. Procedimiento de depósito siguiendo una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado en que,

comprende por otro lado una operación que consiste en producir, al menos al nivel de cada actuador de un grupo de actuadores, al menos una señal de estado representativo del estado de este actuador, una operación consistente en actuar al menos sobre un actuador del grupo por medios complementarios al envío de una señal de control, y una operación que consiste en regular cada actuador del grupo de actuadores utilizando cada señal de estado de este actuador para actualizar la señal de control enviada a este actuador.

6. Instalación para la aplicación de un procedimiento de depósito continuo de un revestimiento (REV) sobre un soporte de banda (SUPP) de longitud determinada con convergencia hacia al menos un valor de referencia del espesor de este revestimiento sobra la superficie del soporte,

dicho soporte (SUPP) se lleva en el curso del depósito, siguiendo una dirección longitudinal de desplazamiento perpendicular a la longitud,

la instalación comprende:

- un conjunto de actuadores (6₁, 6₂; 9₁ 9₂; 10₁, 10₂; 11₁-11_x; 12₁-12_x) mandados por las señales de control (18), (23) comprendiendo cada uno por lo menos un componente, y donde cada actuador esta configurado para actuar sobre el espesor del revestimiento, siguiendo la anchura del soporte, con arreglo a la señal de control que recibe;

- un módulo de preajuste (16) proporcionando las consignas de preajuste (18) a los actuadores;

- un módulo de regulación (20) que determina por control predictivo las señales de control (23) enviadas a los actuadores,

caracterizado en que:

el módulo de preajuste incluye un módulo estático de preajuste, establecido para cada uno de los puntos (22) distribuidos a lo largo de la anchura del soporte y para cada actuador una relación cuantitativa que une el espesor del revestimiento en este punto al valor de al menos un componente de la señal de control suministrada a dicho actuador.

7. Instalación según la reivindicación 6,

caracterizada en que,

comprende, como actuador, un escurridor a aire y un labio ajustable.

8. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7,

caracterizada en que,

comprende, como actuador, un corrector electromagnético fraccionado de perfil.

9. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8,

caracterizada en que,

comprende un rodillo anti-ballesta y como actuadores, de los dispositivos de posicionamiento de este rodillo anti-ballesta.

10. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9,

caracterizado en que,

comprende un rodillo de línea de paso y, como actuadores, de los dispositivos de posicionamiento de este rodillo de línea de paso.

11. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10,

caracterizada en que,

comprende un rodillo deflector de fondo y, como actuadores, de los dispositivos de posicionamiento de este rodillo deflector de fondo.