Método y aparato para la refrigeración controlada.

Método para la operación de un aparato para el enfriamiento controlado de metales conformados de placas laminadas por los medios de un fluido de enfriamiento,

en donde el aparato comprende varios cabezales de cabezales de enfriamiento superiores (6) y al menos dos dispositivos de pulverización de separación de zonas (10, 11, 12) para la limitación del fluido de enfriamiento sobre la superficie superior de la placa o banda en una zona, caracterizado porque durante el enfriamiento del flujo fuera de los dispositivos (10, 11, 12) se ajusta como una función del enfriamiento aplicado del flujo.

Método y aparato para la refrigeración controlada

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención está relacionada con el campo en general de la refrigeración controlada de los metales laminados calientes y específicamente con la refrigeración acelerada directa de las bandas y las placas de acero.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La refrigeración controlada del acero laminado caliente es muy importante para conseguir la microestructura deseada y las propiedades del producto de acero. Las laminaciones modernas de las placas y de las bandas en caliente utilizan en general sistemas de enfriamiento potentes para este fin, por lo que el control preciso de la temperatura de enfriamiento es muy importante. El agua se utiliza usualmente como el fluido de enfriamiento.

Uno de los diseños con más éxito para un aparato para el enfriamiento controlado es un diseño con varios cabezales superiores de enfriamiento y cabezales inferiores de enfriamiento, a través de los cuales se proyectan chorros de agua de enfriamiento sobre la superficie superior y en el lado inferior de la placa o banda de metal laminada, tal como se describe por ejemplo en la patente EP0178281A. Una sección transversal simplificada de este tipo de aparato es la que se ilustra en la figura 1. La placa de metal laminada caliente o la banda 1 que requiere el enfriamiento se transportan a través del aparato para el enfriamiento controlado sobre los rodillos 2. El aparato para el enfriamiento controlado 9 comprende varios cabezales de enfriamiento superiores 6 y varios cabezales de enfriamiento superiores 3. Para una mayor claridad, la figura 1 muestra solo seis cabezales y seis cabezales inferiores pero la practica el aparato típico para el enfriamiento controlado tiene muchos más cabezales. Los cabezales 3 de enfriamiento inferiores pulverizan los chorros 5 de agua de enfriamiento sobre el lado inferior de la placa, y los cabezales 6 de enfriamiento inferior y superior pulverizan los chorros de agua 8 de enfriamiento sobre la superficie superior de la placa. El agua de enfriamiento para los cabezales de enfriamiento inferiores 3 se suministran a través de las tuberías 4 y el agua de enfriamiento para los cabezales 6 de enfriamiento superiores se suministra a través de las tuberías 7.

Con el fin de conseguir una forma plana adecuada de las placas o bandas enfriadas es muy importante que el enfriamiento superior e inferior sea aplicado al mismo tiempo y que el enfriamiento superior e inferior sea igual. Si una superficie se enfría antes que la otra entonces la placa tenderá a doblarse y a formar un perfil invertido o a desarrollar otro tipo de problema de planeidad. Con el fin de asegurar que el enfriamiento de la superficie superior se inicie y se detenga al mismo tiempo tal como el enfriamiento de la superficie superior es una practica común la utilización de flujos fluidos en la forma de chorros o corrientes, que se denominan como pulverizaciones de separación de zonas y que se aplican a partir de dispositivos de pulverización de separación de zonas. Las pulverizaciones de separación de las zonas delimitan el agua de enfriamiento sobre la superficie superior de la placa o banda hasta un área deseada, en el ejemplo anterior hacia el área entre los dispositivos 10 y 11 de pulverización de las zonas. Las pulverizaciones de separación de las zonas están descritas por flechas que se inician desde los dispositivos de pulverización de la separación de zonas. Sin las pulverizaciones de la separación de las zonas el agua de enfriamiento sobre la superficie superior de la placa o de la banda tendrán a fluir ambas según una corriente ascendente o descendente. En relación con la direccion del movimiento de la placa o de la banda, del aparato para el enfriamiento controlado y en consecuencia para el enfriamiento de la superficie superior que se iniciará antes y/o para acabar más tarde en comparación con la superficie inferior. El agua pulverizada de enfriamiento sobre la superficie inferior no fluye parcialmente en sentido descendente o ascendente porque el agua naturalmente cae bajo la gravedad y parcialmente porque se bloquea por los rodillos 2 sobre los cuales se transportan la placa o la banda. La direccion del movimiento de la placa o banda está descrita mediante una flecha en el extremo derecho de la placa o banda 1.

Las placas con grosores diferentes y distintos requisitos metalúrgicos tienen tienen propiedades distintas y en ocasiones sobre la longitud total del aparato para no requerir el enfriamiento controlado. En este caso, es práctica común el conmutar algunos de los cabezales superiores o inferiores de forma que se utilice para el enfriamiento una longitud más corta del aparato. Por ejemplo, en el sistema simplificado ilustrado en la figura 1, seria posible usar solo los primeros tres cabezales superiores e inferiores, en lugar de todos los cabezales superiores e inferiores. En este caso con el fin de prevenir que el agua de enfriamiento sobre la superficie superior de la placa fluya en sentido descendente después del tercer cabezal se podría utilizar el dispositivo de pulverización 12 de separación de zonas para prevenir que el agua de enfriamiento fluyera en sentido descendente del tercer cabezal superior.

Para una mayor claridad la figura 1 solo muestra tres dispositivos de pulverización de separación de zonas, uno en cada extremo del aparato para un enfriamiento controlado y uno en el centro para dividir la longitud del aparato para el enfriamiento controlado 9 en dos zonas separadas. En la práctica, el aparato típico para el enfriamiento controlado tendrá cuatro o más zonas y cinco o más dispositivos de pulverización de la separación de zonas.

El principio de funcionamiento de la operación de los chorros de pulverización de la separación de zonas es que los dispositivos 10, 11, 12 de pulverización de la separación de zonas estarán dispuestos de forma que los chorros de las pulverizaciones de las zonas formen un ángulo hacia el aparato para el enfriamiento controlado 9 y para que tengan una presión de impacto suficiente para impedir que el agua de enfriamiento pueda posar por los chorros de pulverizaciones de las zonas de separación, de forma que el agua este forzada a desplazarse hacia el borde de la placa en lugar de fluir aguas arriba o aguas abajo.

La presión de impacto es el producto del flujo masivo (kilogramo por segundo, kg/s) por la velocidad (metros por segundo, m/s) dividido por el impacto del área (metro cuadrado, m2) .

El flujo de enfriamiento del agua de enfriamiento desde los cabezales de enfriamiento en un aparato moderno para controlar el enfriamiento puede ascender a 33 litros por segundo por metro cuadrado, o más par el flujo máximo. En consecuencia, los pulverizadores de separación de zonas requieren un alto flujo masivo y una alta velocidad para conseguir una presión de impacto suficiente para impedir que una gran cantidad de agua de enfriamiento pueda pasar a su través.

Un dispositivo de pulverización de separación de zonas comprende una fila o más múltiples filas de boquillas de pulverización. Se utilizan frecuentemente múltiples filas de forma que la primera fila pueda detener la mayor parte del agua de enfriamiento que pueda pasar a través mientras que las filas siguientes puedan detener cualquier agua de enfriamiento que atraviese a través de la primera fila.

Un problema significativo con un aparato de la técnica anterior para el enfriamiento controlado es el ilustrado en la figura 1 es que si los pulverizadores de separación de zonas tienen una presión de impacto suficiente para limitar el agua de enfriamiento cuando el aparato para el enfriamiento controlado está operando al máximo de flujo de enfriamiento a partir de los cabezales de enfriamiento entonces el flujo del fluido de los dispositivos de pulverización de la separación de zonas podrá afectar significativamente cuando el aparato para el enfriamiento controlado esté operando con unos flujos de enfriamiento inferiores a partir de los cabezales de enfriamiento. Un aparato para un proceso de enfriamiento interrumpido multifin (MULPIC) , según lo descrito en la patente EP0178281A puede conseguir una relación de inversión 20:1 entre los flujos máximos y mínimos de enfriamiento. Con el fin de limitar el agua de enfriamiento a un flujo máximo de enfriamiento se precisa que los pulverizadores de separación de zonas puedan tener unas presiones de impacto altas y consecuentemente unos flujos grandes.

Cuando el enfriamiento se realiza con un flujo de enfriamiento máximo a partir de los cabezales de enfriamiento, el flujo de salida de los dispositivos de las pulverizaciones de separación es solo una pequeña proporción del flujo total, típicamente menor del 10%.

Cuando se opera... [Seguir leyendo]

Método para la operación de un aparato para el enfriamiento controlado de metales conformados de placas laminadas por los medios de un fluido de enfriamiento, en donde el aparato comprende varios cabezales de cabezales de enfriamiento superiores (6) y al menos dos dispositivos de pulverización de separación de zonas (10, 11, 12) para la limitación del fluido de enfriamiento sobre la superficie superior de la placa o banda en una zona, caracterizado porque durante el enfriamiento del flujo fuera de los dispositivos (10, 11, 12) se ajusta como una función del enfriamiento aplicado del flujo.

Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el flujo fuera de los dispositivos de pulverización de separación de las zonas (10, 11, 12) se ajusta por el ajuste de una válvula ajustable (14) .

Un metodo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el flujo de los dispositivos de pulverización de separación de las zonas (10, 11, 12) se ajusta por el cambio de la velocidad de una bomba (20) de velocidad variable.

Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el flujo fuera de los dispositivos (10, 11, 12) de separación de la zona está monitorizado por la medida de su presión.

Un aparato para el enfriamiento controlado (9) de los metales conformados (1) de placas o bandas laminadas, por los medios de un fluido de enfriamiento, en donde el aparato comprende varios cabezales (6) de enfriamiento superior y al menos dos dispositivos de pulverización (10, 11, 12) de separación de las zonas, para limitar el dispositivo de enfriamiento sobre la superficie superior de la placa o la banda hacia un área, caracterizado porque comprende al menos un dispositivo para controlar el flujo fuera de los dispositivos de separación de las zonas como una función del flujo aplicado de enfriamiento.

Un aparato de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo para controlar el flujo fuera de los dispositivos (10, 11, 12) de pulverización de la separación de las zonas comprende al menos una válvula ajustable (14) .

Un aparato de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque el dispositivo para controlar el flujo fuera de los dispositivos de pulverización de separación de las zonas (10, 11, 12) comprende al menos una bomba de velocidad variable (20) .

Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque el dispositivo para controlar el flujo fuera de los dispositivos de pulverización de separación de las zonas comprende al menos un transductor de presión (15) para medir la presión del flujo fuera de los dispositivos de separación de las zonas (10, 11, 12) .

Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque el dispositivo para controlar el flujo fuera de los dispositivos de separación de zonas comprende al menos un medidor de flujo para medir el flujo fuera de los dispositivos de separación de las zonas (10, 11, 12) .