Un dispositivo de refrigeración (100) para refrigerar una cinta metálica (200) tras una transformación en una cajade laminación en frío (300),

en cuyo caso el dispositivo de refrigeración comprende: al menos, una boquilla (112)para rociar un refrigerante (400) sobre la cinta metálica (200); caracterizado porque se proporciona una placa (500)dispuesta en una posición de funcionamiento, paralela a la superficie de la cinta metálica (200); y porque en laposición de funcionamiento, la boquilla está dispuesta para el rociado del refrigerante (400) en un ángulo agudo derociado α, donde 10° ≤ α ≤ 20°, en un espacio hueco (H) entre la superficie d e la cinta metálica (200) y la placaopuesta (500) con una dirección de rociado (R) opuesta a la dirección de avance (L) de la cinta metálica (200).

Dispositivo de refrigeración para refrigerar una cinta metálica

La invención se refiere a un dispositivo de refrigeración para refrigerar una cinta metálica después de transformarse en una caja de laminación en frío.

El documento japonés JP-60206516 divulga un dispositivo de refrigeración que está dispuesto en varias unidades de refrigeración entre pares de cilindros, el cual está dispuesto a lo largo de la dirección de transporte de la placa de acero M y sobre el ancho de la placa de acero. Las cabezas refrigerantes se encuentran por encima y por debajo de la placa de acero inoxidable gruesa M y se componen de varias boquillas que están en un ángulo de 30 a 75 grados en la dirección de transporte.

Un dispositivo de refrigeración también se conoce básicamente, por ejemplo, del documento japonés JP 11129017 A1. El dispositivo de refrigeración allí divulgado comprende una cantidad de boquillas dispuestas debajo de la cinta metálica a refrigerar y que rocían, respectivamente, un medio refrigerante desde un tanque común, en ángulo recto, sobre la cara inferior de la cinta metálica. Tras incidir en ángulo recto sobre la cara inferior, el medio refrigerante se aparta de la cara inferior de la cinta metálica, primero, radialmente, es decir, es eliminado radialmente de la cara inferior, hasta que, a cierta distancia de la boquilla cae desde la cara inferior de la cinta metálica nuevamente al tanque. En la expulsión radial, las partículas individuales del refrigerante rociado se desalojan con un componente de movimiento en dirección de avance de la cinta metálica, mientras que otras partículas se desalojan con un componente en la dirección contraria a la dirección de avance de la cinta metálica. En el área de contacto de la cara inferior de la cinta metálica que se desplaza en sentido contrario, las últimas partículas mencionadas están expuestas a fuerzas de corte que generan una formación de turbulencias en dichas partículas del refrigerante, y con ello, una transferencia de calor elevada entre la cinta metálica y el refrigerante. Aquellas partículas del refrigerante que son eliminadas en la dirección de avance de la cinta metálica, contribuyen esencialmente en menor medida a la disipación de calor, debido a la falta de turbulencias, en comparación con las partículas eliminadas en dirección contraria a la dirección de avance. Además, al incidir verticalmente sobre la cara inferior de la cinta metálica, las partículas individuales del refrigerante primero son frenadas a una velocidad Vvertical = 0 para luego nuevamente acelerarse en dirección radial; de este modo, en el estado de la técnica se pierde mucha energía. Por ello, la energía disponible para la aceleración radial de las partículas es más bien limitada, lo cual tiene como consecuencia que también la eliminación radial del refrigerante en dirección contraria a la dirección de avance de la cinta metálica sólo se lleva a cabo en una longitud, o en un área, limitados. Esto tiene como consecuencia, a su vez, que el área correspondiente de enfriamiento también sea baja sólo de modo correspondiente. En este aspecto, el dispositivo de refrigeración del estado de la técnica es inefectivo e ineficiente.

A partir del estado de la técnica, la invención tiene como objetivo perfeccionar un dispositivo de refrigeración conocido y una utilización conocida para el dispositivo de refrigeración, así como el método para operar el dispositivo de refrigeración conocido, de modo tal que la disipación de calor sea esencialmente más efectiva y eficiente.

Este objetivo se alcanza mediante el objeto de la reivindicación 1. Concretamente, la solución prevé que se proporcione una placa que en una posición de funcionamiento esté dispuesta paralela a la superficie de la cinta metálica en la salida de la caja de laminación en frío; y que en la posición de funcionamiento la boquilla esté dispuesta para rociar el refrigerante en un ángulo agudo a, donde 10° ºaº 20°, en un espacio hueco entre la superficie de la cinta metálica y la placa opuesta, con una dirección de rociado en dirección opuesta a la dirección de avance de la cinta metálica.

Mediante el rociado requerido de todo el refrigerante en un ángulo agudo de rociado a, donde 10° ºaº 20°, contra la dirección de avance de la cinta metálica, se logra ventajosamente que toda la cantidad del refrigerante esté preferentemente expuesta a las fuerzas de corte generadas por la cinta metálica que avanza en dirección opuesta y contribuya a la formación de un campo de flujo turbulento del refrigerante que se induce por las fuerzas de corte, en el espacio hueco plano, entre la superficie de la cinta metálica y la placa opuesta. Ya que, a diferencia del estado de la técnica, no sólo una parte, sino toda la cantidad de refrigerante rociado contribuye a la formación de un campo de flujo turbulento, la presente invención provoca ventajosamente que una misma cantidad de refrigerante posibilite una transferencia de calor considerablemente mayor, es decir, una disipación de una mayor cantidad de calor que lo que era posible en el estado de la técnica; en ese sentido el objeto de la invención es más eficiente que el estado de la técnica comparable.

A diferencia del estado de la técnica, en la presente invención, haciendo incidir en ángulo recto de modo requerido el refrigerante sobre la superficie de la cinta metálica, se asegura que, inmediatamente después de abandonar la boquilla, el refrigerante se mueva con un componente de desplazamiento en dirección opuesta a la dirección de avance de la cinta metálica. Las pérdidas por reflexión que se presentan aquí en el caso del ángulo agudo son considerablemente inferiores que en el caso de un choque vertical y por eso, la expansión del refrigerante es en dirección contraria a la dirección de avance en la superficie de la cinta metálica, es decir, la longitud efectiva de

refrigeración es notablemente mayor que en el estado de la técnica. Como consecuencia, el campo de flujo turbulento formado de acuerdo con la invención en el espacio hueco en dirección opuesta a la dirección de avance, también está formado esencialmente más largo o profundo que en el estado de la técnica, por lo cual se logra una transferencia de calor esencialmente mejor y se puede disipar más calor de la cinta metálica. En ese sentido, el dispositivo reivindicado es esencialmente más efectivo que el dispositivo conocido en el estado de la técnica. Finalmente, debe mencionarse otra ventaja fundamental del método de acuerdo con la invención. Gracias al flujo provisto según la invención a las superficies de la cinta metálica con un refrigerante en ángulo agudo en dirección contraria al avance de la cinta metálica, las superficies de la cinta metálica también son liberadas, ventajosamente, total o al menos parcialmente de las emulsiones de laminación aplicada anteriormente. De este modo, en combinación con el empleo de componentes de rodillos extractores y una o múltiples barras de boquillas para rociar, por ejemplo, agua desmineralizada, resultan posibilidades de separación de medios, por ejemplo, entre cajas con diferente aplicación de emulsiones y de limpieza de la cinta. Se requieren dispositivos de este tipo para generar determinadas calidades y purezas de superficie. El dispositivo de refrigeración de acuerdo con la invención se puede utilizar de modo especialmente ventajoso en la salida de cajas, en las cuales al entrar sólo se aplican cantidades mínimas de lubricante sobre la cinta para lograr una adaptación del valor de fricción en la luz entre cilindros. En estos casos, al laminar se consume en la mayor medida, en la luz entre cilindros, toda la emulsión de laminado aplicada en la entrada. Los residuos de emulsión restantes sobre la superficie de la cinta metálica a la salida después del laminado son mínimos y también pueden ser eliminados sin problema mediante el dispositivo de acuerdo con la invención, prácticamente como un efecto secundario. La utilización de cantidades mínimas de dispositivos de lubricación para la adaptación del coeficiente de fricción de modo dirigido puede ser aprovechada de manera óptima a través de la limpieza de la cinta y la separación de medios.

Según un primer ejemplo de ejecución, el dispositivo de refrigeración según la invención comprende múltiples boquillas, que están dispuestas preferentemente, en al menos una barra de boquillas, perpendicular a la dirección de avance de la cinta metálica. Mediante esta disposición de una cantidad de boquillas se logra ventajosamente una mayor extensión superficial del campo de... [Seguir leyendo]

REIViNDICACIONES

1. Un dispositivo de refrigeración (100) para refrigerar una cinta metálica (200) tras una transformación en una caja de laminación en frío (300) , en cuyo caso el dispositivo de refrigeración comprende: al menos, una boquilla (112) para rociar un refrigerante (400) sobre la cinta metálica (200) ; caracterizado porque se proporciona una placa (500) dispuesta en una posición de funcionamiento, paralela a la superficie de la cinta metálica (200) ; y porque en la posición de funcionamiento, la boquilla está dispuesta para el rociado del refrigerante (400) en un ángulo agudo de rociado a, donde 10° ºaº 20°, en un espacio hueco (H) entre la superficie d e la cinta metálica (200) y la placa opuesta (500) con una dirección de rociado (R) opuesta a la dirección de avance (L) de la cinta metálica (200) .

2. Dispositivo de refrigeración (100) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la boquilla, o las múltiples boquillas (112) , están dispuestas en la placa (500) .

3. Dispositivo de refrigeración (100) de acuerdo con la reivindicación 2 caracterizado porque las múltiples boquillas están dispuestas en forma de al menos una barra de boquillas (110) , perpendiculares a la dirección de avance (L) de la cinta metálica (200) en la placa.

4. Dispositivo de refrigeración (100) de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la posición de funcionamiento las boquillas (112) o la barra de boquillas (110) están dispuestas al menos a una distancia Kmin de la caja de laminación en frío.

5. Dispositivo de refrigeración (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por un dispositivo de mando o de regulación (120) para controlar o regular la potencia de refrigeración del dispositivo de refrigeración (100) a través de una variación individual adecuada de la presión o de la velocidad de flujo con la cual el medio refrigerante (400) abandona cada una de las boquillas (112) , de la cantidad de refrigerante rociado en el espacio hueco (H) y/o de la dirección de rociado (R) dependiendo de parámetros de proceso predeterminados, por ejemplo, la velocidad de cinta.

6. Dispositivo de refrigeración (100) de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque: la dirección de rociado (R) de las boquillas (112) se puede ajustar de manera variable y tridimensional, pero siempre con un componente I > 0 en dirección contraria a la dirección de avance (L) de la cinta metálica (200) .

7. Dispositivo de refrigeración (100) acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por un dispositivo de posicionamiento (600) para el posicionamiento variable de la placa (500) en la posición de funcionamiento o en una posición de mantenimiento fuera del paso de la cinta.

8. Dispositivo de refrigeración (100) de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el dispositivo de posicionamiento está configurado para ajustar de manera variable en la posición de funcionamiento la distancia (S) entre la superficie de la cinta metálica y la superficie opuesta de la placa, dependiendo de determinados parámetros de proceso.

9. Dispositivo de refrigeración (100) acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en al menos una cara de la placa sobresale un borde (510) configurado paralelamente a la dirección de laminado (L) y en la posición de funcionamiento sujeta al menos en un tramo los bordes de la cinta metálica (200) , a una distancia predeterminada.

10. Dispositivo de refrigeración (100) acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona una primera placa (500-I) que en la posición de funcionamiento se puede posicionar opuesta a la cara superior de la cinta metálica (200) , y porque se proporciona una segunda placa (500-II) que en la posición de funcionamiento puede posicionarse opuesta a la cara inferior de la cinta metálica.

11. Dispositivo de refrigeración de acuerdo con las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado porque en la posición de funcionamiento, al menos en una cara de la cinta metálica (200) los bordes opuestos (510-I.

51. II) de la primera y la segunda placa están aislados entre sí a través de una junta (520) .

12. Dispositivo de refrigeración (100) de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la segunda placa es una mesa de conducción para la cinta metálica.

13. Dispositivo de refrigeración (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque la caja de laminación en frío (300) es una caja reversible o una caja de laminación en frío en una dirección o de una caja de acabado.

14. El uso del dispositivo de refrigeración (100) acorde a una de las reivindicaciones 1 a 10, como refrigeración de la caja intermedia entre dos cajas de laminación en frío adyacentes de un tren de laminación.

15. Método para el accionamiento de un dispositivo de refrigeración (100) para refrigerar una cinta metálica (200) tras una transformación en una caja de laminación en frío (300) , que comprende los siguientes pasos: rociado de un refrigerante (400) sobre la superficie de la cinta metálica (200) caracterizado porque el refrigerante (400) es rociado en un espacio hueco (H) entre la superficie de la cinta metálica y una placa opuesta (500) con un ángulo agudo de

rociado a, donde 10° a 20°, contra la dirección de avance (L) de la cinta metálica (200) .

16. Método de acuerdo con reivindicación 15, caracterizado porque la potencia de refrigeración del dispositivo de refrigeración (100) es controlada o regulada a través de la variación adecuada de la presión o de la velocidad de flujo con la cual el refrigerante (400) es rociado en el espacio hueco (H) , de la cantidad de refrigerante y/o del ángulo de rociado (a) .

17. Método de acuerdo con reivindicación 16, caracterizado porque la presión o la velocidad de flujo son reguladas dependiendo de la respectiva velocidad en curso de la cinta metálica.

18. Método de acuerdo con reivindicación 16, caracterizado porque la presión o la velocidad de flujo son predeterminadas por un modelo de proceso, dependiendo de las magnitudes de proceso medidas o calculadas.

19. Método acorde a una de las reivindicaciones 15 a 18, caracterizado porque el refrigerante es rociado cerca de

los bordes de la cinta metálica con un componente de la dirección de rociado (R) , perpendicularmente a la dirección de avance de la cinta metálica, es decir hacia el centro de la cinta metálica sobre su superficie.

20. Método acorde a una de las reivindicaciones 15 a 19, caracterizado porque el refrigerante (400) puede ser rociado sobre la cara superior y/o la cara inferior de la cinta metálica, en cuyo caso la potencia de refrigeración para la cara superior y la cara inferior pueden ser reguladas o ajustadas independientemente entre sí.

21. Método acorde a una de las reivindicaciones 15 a 20, caracterizado porque en el caso de una ruptura de la cinta, la placa es extraída del paso de la cinta automáticamente junto con las boquillas.