Un horno de termodifusión (22) para uso en el tratamiento térmico de una cinta metálica revestida de cinc para completar un recocido postgalvanizado de la cinta metálica o para uso en el enfriamiento postcrisol durante la galvanización de una cinta metálica,

que incluye: una cámara (43) que incluye múltiples zonas definidas por cuatro paredes (42), una primera abertura (44) y una segunda abertura (46); una primera entrada de calentamiento (72a) capaz de suministrar gas templado a una primera zona de la cámara; una segunda entrada de calentamiento (72b) capaz de suministrar gas templado a una segunda zona de la cámara; una primera entrada de enfriamiento (92a) capaz de suministrar gas enfriado a una zona de la cámara; una segunda entrada de enfriamiento (92b) capaz de suministrar gas enfriado a otra zona de la cámara; y un primer juego de deflectores (54) posicionados en la cámara y movibles entre una posición abierta y una posición cerrada o parcialmente cerrada

Horno configurado para uso tanto en el recocido postgalvanizado como en la galvanización de una cinta metálica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la invención

La presente invención se refiere a los procedimientos de galvanización y recocido postgalvanizado de una cinta metálica. Específicamente, la presente invención se refiere a un horno de termodifusión capaz de ser utilizado para el enfriamiento postcrisol en la galvanización de una cinta metálica y para el tratamiento térmico de la cinta revestida de cinc a fin de completar la aleación en el recocido postgalvanizado de una cinta metálica. El horno de termodifusión permite diversos ajustes en el tiempo de termodifusión y las condiciones de temperatura de la cinta a fin de optimizar las composiciones de la fase de revestimiento postgalvanizado para una amplia diversidad de calidades de acero.

Descripción de la técnica anterior

En un proceso de recocido postgalvanizado se puede depositar un revestimiento de cinc sobre una cinta de acero. La cinta revestida de cinc puede ser calentada después en un horno de aleación con el fin de formar una aleación de cinc y luego puede ser calentada adicionalmente en un horno de termodifusión con el fin de completar el proceso de aleación. En general, es deseable que el revestimiento recocido postgalvanizado incluya primordialmente una microestructura delta y evite las fases zeta y gamma. Cuanto mayor sea la cantidad de la fase gamma en el revestimiento, tanto mayor será la probabilidad de que el revestimiento resulte demasiado frágil, y cuanto mayor sea la cantidad de la fase zeta en el revestimiento, tanto más probable será que el revestimiento resulte demasiado blando. En general, se pude formar una fase gamma excesiva cuando se trata térmicamente la cinta dentro del horno de termodifusión durante un tiempo demasiado grande y/o a una temperatura demasiado alta. Recíprocamente, se puede formar la fase zeta cuando se somete la cinta a termodifusión dentro de un horno de termodifusión durante un tiempo demasiado corto y/o a una temperatura demasiado baja.

Con el fin de optimizar la composición de la fase de revestimiento postgalvanizado para una diversidad de calidades de acero con una diversidad de espesores de revestimiento se puede optimizar la temperatura y duración de la termodifusión de la cinta en el ambiente de termodifusión. Cuando el horno de termodifusión es de una longitud fija, no es posible en general ajustar la duración de la termodifusión sin una potencial pérdida de productividad. Los hornos de termodifusión sin un suministro adecuado de aire caliente y frío no pueden mantener un perfil térmico deseado durante el tránsito de la cinta por el horno. Por tanto, es esencial un horno de termodifusión capaz de proporcionar un ambiente térmico deseado durante un tiempo deseado (duración) para sustratos con químicas diferentes, espesores de revestimiento diferentes y velocidades de proceso diferentes. Esta invención se ha diseñado para superar estos inconvenientes de hornos de difusión con una longitud fija y un control inadecuado de la atmósfera térmica.

La patente US No. 6, 428, 851 revela un baño configurado para permitir la deposición térmica de un revestimiento sobre una banda de metal en movimiento. El procedimiento descrito puede utilizarse para la imprimación de bandas de acero revestidas de cinc y aleación de cinc. El procedimiento revelado utiliza toberas de aire para mantener la posición y estabilización de la banda a medida que esta banda se mueve a través de un horno de curado. Se utilizan surtidores de neblina y soplantes para enfriar la banda en movimiento antes de que haga contacto con un rodillo volteador.

La publicación de la patente coreana 2004055985 revela un método para controlar la temperatura y la composición del gas atmosférico en la zona de termodifusión de un horno de recocido postgalvanizado. El método descrito incluye los pasos de disponer medios de inyección y sellado de gas atmosférico en el lado inferior interior de una zona de termodifusión vertical; hacer pasar un gas mixto a través de un eyector de succión; inyectar el gas mixto utilizando un soplante; e inyectar un segundo gas mixto en la zona de termodifusión con ayuda de unos medios de inyección y sellado de gas. El primer gas mixto comprende gas atmosférico y gas de ajuste de la composición atmosférica, este último previamente mezclado en un paso intermedio. Se puede utilizar una mezcla de nitrógeno e hidrógeno o aire como gas de ajuste de la atmósfera del horno. El segundo gas mixto comprende un primer gas atmosférico de circulación mixto y también gas de humo de combustión generado en una cámara de combustión. La cámara de combustión puede instalarse por separado en el exterior de la zona de termodifusión. Se pueden disponer unos medios de sellado de la inyección de aire en la parte superior de la zona de termodifusión, y los medios de sellado de la inyección pueden suprimir el flujo de salida de gas atmosférico desde una parte superior de la parte de termodifusión a fin de enfriar el gas atmosférico y al mismo tiempo conectar los medios de sellado de la inyección de aire con los medios de sellado de la inyección de gas. Según esta invención, el perfil de termodifusión es controlado introduciendo gas frío en la parte inferior de la cámara de termodifusión y gas más caliente en la parte superior de la cámara de termodifusión a fin de conseguir la resistencia deseada a la formación de polvo durante el recocido postgalvanizado. Sin embargo, el inconveniente de este modo es que no puede proporcionar un perfil de termodifusión flexible que se necesita para una amplia diversidad de aceros debido a que no puede controlar el tiempo de termodifusión a una temperatura determinada debido a la ausencia de zonas de termodifusión separadas divididas por deflectores internos.

La publicación de la patente japonesa 2003064421 A revela en general un aparato de tratamiento para una cinta de acero en un horno de recocido continuo, pero no en un horno de termodifusión por recocido postgalvanizado. El aparato de tratamiento incluye placas deflectoras deslizables dispuestas en los bordes derecho e izquierdo de la cinta. Las placas deflectoras alteran el intersticio en los bordes del aparato, variando así el flujo de refrigerante a través del aparato. La patente revela la disposición de un par de cajas de rociado delante y detrás de una cinta de acero. El flujo de refrigerante de la caja de rociado es alterado ajustando el intersticio definido por las placas deflectoras. Se puede generar una diferencia de presión con respecto a las superficies de la cinta ajustando el flujo del refrigerante. Las placas deflectoras pueden ser movidas ortogonalmente con respecto a la superficie opuesta de las cajas de rociado. Además, la patente revela que la caja de rociado puede utilizarse para enfriar o secar la cinta de acero.

La publicación de la patente japonesa No. 2004307904A revela un dispositivo de enfriamiento de una cinta de acero para un horno de recocido continuo, pero no para un horno de termodifusión por recocido postgalvanizado. El dispositivo de enfriamiento incluye placas deflectoras dispuestas a intervalos predeterminados entre toberas sobresalientes de eyección de gas conectadas a un par de placas de enfriamiento opuestas. Las placas deflectoras pueden estar dispuestas a lo largo de la trayectoria de transporte de la cinta de acero. Además, el dispositivo de enfriamiento puede utilizarse para un horno de recocido continuo y un horno de galvanización con cinc, pero no para un horno de termodifusión por recocido postgalvanizado. Además, el dispositivo prevé la retención de gas cerca de los bordes de la cinta de acero y el faldón de dicha cinta de acero, mejorando así la eficiencia del horno.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Una realización de la presente invención según la reivindicación 1 incluye un horno de termodifusión de una cinta durante un recocido postgalvanizado o de enfriamiento postcrisol durante un proceso de galvanización. El horno incluye una cámara definida por cuatro paredes, una primera abertura y una segunda abertura. Además, el horno puede incluir entradas de calentamiento primera y segunda capaces de suministrar un gas calentado (por ejemplo, N2, H2, aire, etc.) al interior y unas entradas primera y segunda capaces de suministrar gas enfriado al interior. El horno puede incluir también un primer juego de deflectores.

El primer juego de deflectores está situado entre la primera entrada de calor y la segunda entrada de calor. Además, el primer juego... [Seguir leyendo]

1. Un horno de termodifusión (22) para uso en el tratamiento térmico de una cinta metálica revestida de cinc para completar un recocido postgalvanizado de la cinta metálica o para uso en el enfriamiento postcrisol durante la galvanización de una cinta metálica, que incluye:

una cámara (43) que incluye múltiples zonas definidas por cuatro paredes (42) , una primera abertura (44) y una segunda abertura (46) ;

una primera entrada de calentamiento (72a) capaz de suministrar gas templado a una primera zona de la cámara;

una segunda entrada de calentamiento (72b) capaz de suministrar gas templado a una segunda zona de la cámara;

una primera entrada de enfriamiento (92a) capaz de suministrar gas enfriado a una zona de la cámara;

una segunda entrada de enfriamiento (92b) capaz de suministrar gas enfriado a otra zona de la cámara; y un primer juego de deflectores (54) posicionados en la cámara y movibles entre una posición abierta y una posición cerrada o parcialmente cerrada.

2. El horno de termodifusión según la reivindicación 1, en el que el primer juego de deflectores (54) está localizado al menos parcialmente entre la primera entrada de calentamiento (72a) y la segunda entrada de calentamiento (72b) .

3. El horno de termodifusión según la reivindicación 1, en el que el primer juego de deflectores (48) proporciona diferentes temperaturas en las zonas por ajuste entre la posición abierta y la posición cerrada.

4. El horno de termodifusión según la reivindicación 1, que incluye, además, un primer juego de puertas ajustables

(48) capaces de cubrir la primera abertura (44) y un segundo juego de puertas ajustables (50) capaces de cubrir la segunda abertura (46) .

5. El horno de termodifusión según la reivindicación 4, que incluye, además, una tercera entrada de calentamiento (72c) capaz de suministrar aire templado a la cámara y una cuarta entrada de calentamiento (72d) capaz de suministrar gas templado a la cámara, y en el que cada una de las entradas de calentamiento y de enfriamiento están separadas una de otra y fijadas directamente a la cámara, y unos ventiladores separados están previstos para el gas templado y el gas enfriado.

6. El horno de termodifusión según la reivindicación 5, en el que el primer juego de deflectores (54) está localizado entre la tercera entrada de calentamiento (72c) y la segunda entrada de calentamiento (72b) , y el cual incluye, además, un segundo juego de deflectores (52) localizados entre la primera entrada de calentamiento y el segundo juego de puertas ajustables.

7. El horno de termodifusión según la reivindicación 5, que incluye, además, un ventilador y cuatro válvulas, estando el ventilador configurado para dirigir el gas templado a la cámara y estando acoplada cada una de las válvulas a una de las entradas, estando configuradas las válvulas para controlar la cantidad de gas templado que entra en la cámara por las entradas.

8. El horno de termodifusión según la reivindicación 7, que incluye, además, un primer quemador de gas configurado para calentar el gas templado.

9. El horno de termodifusión según la reivindicación 8, que incluye, además, un segundo quemador de gas configurado para calentar el gas templado.

10. El horno de termodifusión según la reivindicación 7, que incluye, además, un primer intercambiador de calor eléctrico configurado para calentar el gas templado.

11. El horno de termodifusión según la reivindicación 10, que incluye, además, un segundo intercambiador de calor eléctrico configurado para calentar el gas templado.

12. El horno de termodifusión según la reivindicación 7, en el que el gas calentado es suministrado al ventilador por un horno de caldeo directo para recocido de cintas.

13. El horno de termodifusión según la reivindicación 6, en el que el segundo juego de deflectores es ajustable entre una posición abierta y una posición cerrada o una posición parcialmente cerrada.

14. El horno de termodifusión según la reivindicación 12, en el que cada una de las cuatro entradas de calentamiento define una zona en la cámara, estando la primera zona localizada cerca de la primera abertura y estando la cuarta zona localizada cerca de la segunda abertura, y estando localizado el primer juego de deflectores en la tercera zona.

15. El horno de termodifusión según la reivindicación 14, en el que el segundo juego de deflectores está localizado en la cuarta zona.

16. El horno de termodifusión según la reivindicación 1, que incluye, además, un primer aparato de enfriamiento capaz de dirigir gas frío al interior de la cámara.

17. El horno de termodifusión según la reivindicación 16, que incluye, además, un segundo aparato de enfriamiento capaz de dirigir gas frío al interior de la cámara.

18. El horno de termodifusión según la reivindicación 17, que incluye, además, un tercer aparato de enfriamiento capaz de dirigir gas frío al interior de la cámara.

19. El horno de termodifusión según la reivindicación 18, en el que las entradas de los aparatos de enfriamiento, primero, segundo y tercero están localizadas en una zona definida por la cuarta entrada de calentamiento.

20. El horno de termodifusión según la reivindicación 16, en el que el aparato de enfriamiento incluye un ventilador, una entrada capaz de admitir gas frío en la cámara, una válvula capaz de regular el flujo de gas frío hacia la cámara y un conducto que conecta el ventilador a la entrada, estando la válvula conectada al conducto.

21. Un horno de termodifusión (22) para uso en el tratamiento térmico de una cinta metálica revestida de cinc para completar un recocido postgalvanizado de la cinta metálica o para uso en el enfriamiento postcrisol durante la galvanización de una cinta metálica, que incluye:

una cámara (43) definida por cuatro paredes (42) , una primera abertura (44) y una segunda abertura (46) ;

un aparato de aire caliente que incluye un ventilador, al menos un aparato de calentamiento de aire caliente, un conducto, una pluralidad de válvulas (70a, b, c, d) para controlar la cantidad de aire caliente que pasa por el conducto, y cuatro entradas (72a, b, c, d) , en donde cada una de las válvulas está conectada a una porción del conducto y cada una de las entradas define una zona en la porción de la cámara;

al menos un aparato de enfriamiento que incluye un ventilador, un conducto que incluye una primera entrada que permite que aire de enfriamiento bombeado por el ventilador entre en la cámara, y una primera válvula capaz de controlar la cantidad de aire frío que es dirigida a la cámara por el ventilador;

un primer par de deflectores (54) localizados en la tercera zona; y un segundo par de deflectores (52) localizados en la cuarta zona, estando la cuarta zona localizada cerca de la segunda abertura en la parte superior del horno de termodifusión;

en donde el primer par de deflectores (54) y el segundo par de deflectores (52) proporcionan temperaturas diferentes en las zonas por ajuste entre una posición cerrada o una posición parcialmente cerrada y una posición abierta que define diferentes regiones de temperatura en la cámara.

22. El horno de termodifusión según la reivindicación 21, que incluye, además, una pluralidad de aparatos de aire caliente.

23. El horno de termodifusión según la reivindicación 21, en el que el ventilador está conectado para proporcionar aire calentado procedente del gas de escape de un horno de caldeo directo para recocido de cintas.

24. El horno de termodifusión según la reivindicación 21, en el que el conducto del aparato de enfriamiento incluye, además, una segunda entrada que permite que aire de enfriamiento bombeado por el ventilador entre en la cámara, y una segunda válvula capaz de controlar la cantidad de aire frío bombeado hacia el interior por el ventilador a través de la segunda entrada.

25. El horno de termodifusión según la reivindicación 24, en el que la primera entrada está conectada a al menos una de las zonas y la segunda zona está conectada a una segunda de las zonas.

26. El horno de termodifusión según la reivindicación 21, que incluye, además, un segundo aparato de enfriamiento que incluye un ventilador, un conducto que incluye una primera entrada que conecta el ventilador a la cámara, y una primera válvula capaz de controlar la cantidad de aire frío que es bombeada hacia el interior por el ventilador a través de la primera entrada.

27. El horno de termodifusión según la reivindicación 26, en el que la primera entrada del segundo aparato de enfriamiento está en una zona diferente de la ocupada por la primera entrada del primer aparato de enfriamiento.

28. El horno de termodifusión según la reivindicación 27, que incluye, además, un tercer aparato de enfriamiento que incluye un ventilador, un conducto que incluye una primera entrada que conecta el ventilador a la cámara, y una primera válvula capaz de controlar la cantidad de aire frío que es bombeada hacia el interior por el ventilador a

través de la primera entrada, en donde la primera entrada del tercer aparato de enfriamiento y la primera entrada del segundo aparato de enfriamiento están localizadas en la misma zona.

29. El horno de termodifusión según la reivindicación 28, que incluye, además, un cuarto aparato de enfriamiento que incluye un ventilador, un conducto que incluye una primera entrada que conecta el ventilador a la cámara, y una

primera válvula capaz de controlar la cantidad de aire frío que es bombeada hacia el interior por el ventilador a través de la primera entrada, en donde la primera entrada del cuarto aparato de enfriamiento y la primera entrada del segundo aparato de enfriamiento están localizadas en la misma zona.

30. El horno de termodifusión según la reivindicación 29, en el que la cámara incluye cuatro zonas y la primera entrada del primer aparato de enfriamiento está localizada en la cuarta zona, la segunda entrada del primer aparato de enfriamiento está localizada en la tercera zona y las entradas de los aparatos de enfriamiento segundo, tercero y cuarto están localizadas en la primera zona.

31. El horno de termodifusión según la reivindicación 21, que incluye, además, un primer juego de puertas configuradas para restringir selectivamente el flujo de aire a través de la primera abertura y un segundo juego de puertas configurado para restringir selectivamente el flujo de aire a través de la segunda abertura.

Modo 6