MXPA04002746A - Procedimiento para refinar por inmersion en metal fundido. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para recubrir la superficie de articulos especialmente con forma alargada, por ejemplo una banda metalica no ferrosa o una banda de acero con cuando menos un recubrimiento metalico durante el paso a traves de cuando menos un recipiente lleno que contenga material de recubrimiento fundido liquido. La banda metalica que se va a recubrir avanza a traves del bano de metal fundido del material de recubrimiento en el recipiente desde arriba hacia abajo. Para esto se proveen medios de conduccion adecuados. La hermetizacion del recipiente se realiza por debajo por medio de imanes permanentes circulares.

Description

PROCEDIMIENTO PARA REFINAR POR INMERSION EN METAL FUNDIDO CAMPO DE LA INVENCION La invención se refiere a un procedimiento para recubrir la superficie de artículos especialmente con forma alargada, por ejemplo una banda metálica no ferrosa o una banda de acero con cuando menos un recubrimiento metálico durante el paso a través de cuando menos un recipiente que contenga material de recubrimiento fundido líquido. La invención también se refiere a un dispositivo para realizar el procedimiento. ANTECEDENTES DE LA INVENCION El recubrimiento convencional al fuego de bandas con Zn, aleaciones de Zn-Al, Al o aleaciones Al-Si (llamado procedimiento 1) se caracteriza en el campo de los recubrimientos porque la banda sale de un horno de calcinación en la ausencia de aire y entra al material fundido y por medio de un arreglo variado de rodillos no impulsados es desviada verticalmente y finalmente estabilizada, ver figura 1. Esto se aplica para todos los metales/aleaciones utilizados para el refinado por inmersión en metal fundido. En el procedimiento 1 existe la desventaja que los rodillos y los cojinetes de los rodillos se encuentran dentro del material fundido y todas sus partes quedan sometidas al ataque químico del material fundido. La vida útil de las partes que se utilizan dentro del material fundido por lo tanto es relativamente corta. Además un volumen de material fundido grande requiere un baño de inmersión correspondientemente grande para abarcar todo el arreglo de rodillos . Generalmente en el caso de la galvanización al fuego se requieren 200 a 400 toneladas de zinc fundido. Debido al gran volumen no es posible una regulación rápida de la temperatura del material fundido así como tampoco es posible influir sobre la composición de la aleación. Debe tomarse en cuenta que las variaciones de los parámetros antes mencionados y estos conducen a daños en la calidad, ya que influyen simultáneamente sobre las medidas técnicas de la aleación y la calidad de la banda. Otra desventaja de ese procedimiento es que no se puede aumentar a voluntad la velocidad de deposición, en especial en el caso de bandas delgadas con un espesor menor a 0.5 mm, para lograr un funcionamiento que resulte económico. La razón de esto es que pueden presentarse movimientos relativos entre los rodillos que se encuentran en el baño y la banda. Si para evitar ese problema se aumenta la tracción de la banda, existe el peligro de que se desgarre la banda. Las consecuencias de esto son la producción de chatarra y prolongados tiempos muertos de la instalación. Otra limitante de la velocidad de transporte máxima posible de la banda a recubrir durante la galvanización al fuego es la colocación de un sistema de boquillas separadoras por encima del baño de inmersión, ver figura 1. Por medio de aire o nitrógeno se ajusta allí el grosor de la capa, y al aumentar la velocidad de la banda aumenta el grosor de recubrimiento ajustable mínimo. Esto significa que no pueden aplicarse capas delgadas en el caso de altas velocidades de la banda. Sin embargo para aplicaciones especiales muy exigentes, se requieren capas delgadas (por ejemplo menores a 25 g/m2 por lado en el caso de lámina delgada galvanizada al fuego) . Otro procedimiento desarrollado para la refinación por inmersión en material fundido para bandas de acero ferríticas hechas de acero blando sin aleación, es la llamada galvanización vertical al fuego la cual ha sido descrita en diferentes patentes EP 0 630 421 Bl y EP 0 630 420 Bl y EP 0 673 444 Bl . En este procedimiento (llamado procedimiento 2) la banda avanza en un recipiente de trabajo lleno con metal fundido liquido de aleaciones de zinc y/o aluminio, desde abajo hacia arriba, habiendo previamente sometido a la banda a un tratamiento térmico y el paso de la banda a través del metal fundido se realiza sin aire. El volumen de metal fundido de aproximadamente 2-5 toneladas es esencialmente menor en comparación con el procedimiento 1. Tampoco se presentan los problemas cualitativos ya que las medidas técnicas de aleaciones son tomadas previamente en un recipiente de depósito que se encuentra junto a la linea y la calidad de la banda se obtiene en el recipiente de trabajo que se encuentra separado del otro recipiente. La conexión entre el recipiente de trabajo y la cámara del horno que se encuentra por debajo se realiza a través de un canal de cerámica hermético al gas que tiene una altura de aproximadamente 800 mm y que tiene un grosor para el paso de la banda de solo máximo 20 mm. La hermetización del recipiente de trabajo hacia abajo y el evitar la recirculación del metal fundido en la cámara del horno se realiza dentro del canal con dos inductores colocados a los lados del canal o la banda. Esos inductores producen un campo electromagnético progresivo, que produce una fuerza dirigida hacia arriba, que evita que el metal fundido descienda. Este sistema inductor trabaja como una bomba de tal forma que se garantiza también el intercambio del metal fundido en el canal. El procedimiento 2 se caracteriza porque cuando menos en la zona de recubrimiento hasta el baño de metal fundido, pueden ajustarse sin problemas velocidades de la banda mayores en el rango de 300 m/min también en el caso de bandas de acero delgadas, ya que en el recipiente de recubrimiento no hay rodillos . Después de que la banda ha atravesado la unidad de recubrimiento de abajo hacia arriba a una temperatura de por ejemplo durante la galvanización al fuego de aproximadamente 460° C, de manera comparable al procedimiento 1 ligeramente por encima del baño del metal fundido se ajusta el grosor deseado para la capa metálica de refinado por medio del procedimiento de boquillas separadoras. Esto se realiza de manera comparable al procedimiento para soplar aire a presión o nitrógeno. El procedimiento de soplado con boquillas, igualmente que en el procedimiento 1, en el limita la máxima velocidad posible del baño. Sin embargo el procedimiento 2 ofrece mayor grado de libertad en lo que respecta a los parámetros de galvanización que afectan el grosor de la capa como son temperatura, viscosidad del metal fundido y composición de la aleación. Por esta razón es de esperarse que aun para el mismo grosor de la banda, la velocidad de la banda en el procedimiento 2 pueda seleccionarse mayor en comparación con el procedimiento 1. En comparación con el procedimiento 1, el procedimiento 2 aun no ha sido probado a gran escala. Hasta ahora solo se han realizado pruebas con instalaciones pilotos con bandas angostas. Estas pruebas fueron exitosas. Al aumento de velocidad se opone el hecho de que la banda que avanza hacia arriba, después de la primera desviación debe enfriarse a menos de 300° C. Si la temperatura es mayor existe el peligro de que se adhieran partículas metálicas sobre los primeros rodillos de contacto o desviadores que se encuentran en la torre de enfriamiento, y esas partículas provoquen daños irreparables a la superficie del material . Habitualmente el enfriamiento tiene lugar con la ayuda de varios tramos de enfriamiento con aire colocadas secuencialmente . El efecto de enfriamiento y la tasa de enfriamiento exacta está limitada por el medio y no puede aumentarse a voluntad utilizando el medio de enfriamiento que es aire sobre tramos determinados (por ejemplo 2 veces 15 metros) . Al aumentar la velocidad de la banda o al aumentar la masa procesada, deben alargarse los tramos de enfriamiento. Pero esto provoca una elevación del rodillo desviador superior en la torre de enfriamiento de una instalación de refinado por inmersión en metal fundido. En las instalaciones de acuerdo con el procedimiento 1 la altura del rodillo desviador superior es de entre 30 y 60 m. Para el procedimiento 2 debieron alargarse los tramos de enfriamiento correspondientemente a las mayores velocidades de la banda y por lo tanto la altura de la torre de enfriamiento debió elevarse a 80-90 m. Esto conlleva a mayores costos de inversión para edificaciones y cimientos . Con esto se alargó el tramo de la banda no estabilizado de avance libre en la torre y se empeoró el desplazamiento de la banda de tal forma que se presentaron variaciones que pueden influir negativamente sobre la calidad del producto. El uso de otros medios de enfriamiento en el tramo de avance hacia arriba es problemático y hasta ahora no ha sido realizado a gran escala. Otro problema en la hermetización electromagnética de acuerdo con el procedimiento 2 es las fuerzas gue actúan sobre el metal fundido liquido, especialmente también sobre la banda ferritica. Un contacto indeseado de la banda con el canal a través de las fuerzas magnéticas de los inductores hermetizantes, solo es posible por medio de medidas costosas adicionales. Para esto se requieren bobinas estabilizadoras adicionales y una costosa técnica de regulación. SUMARIO DE LA INVENCION La presente invención tiene la tarea de evitar las desventajas mencionadas de los procedimientos 1 y 2 y producir una instalación de refinación por inmersión en metal fundidor de alta velocidad sin torre de enfriamiento, que conjunte el gasto técnico más reducido posible con costos de inversión optimizados y alto rendimiento de la instalación con una mejor calidad de producción. Esta tarea se resuelve con un procedimiento del tipo descrito en la idea general de la reivindicación 1, en el cual el recipiente se hermetiza por medio de imanes permanentes circulares. La hermetización de los recipientes por medio de imanes permanentes circulares es esencialmente más segura y más económica que una solución electromagnética y se requiere esencialmente menos energía para la rotación que para la hermetización electromagnética, lo cual es especialmente ventajoso en el caso de fallas en la energía eléctrica. Modalidades del procedimiento se describen en las reivindicaciones dependientes, ün dispositivo y su conformación para realizar el procedimiento son objeto de otras reivindicaciones. BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La invención se describe a continuación con la ayuda de ejemplos de realización presentados esquemáticamente : Figura 1: muestra un procedimiento común para el recubrimiento de bandas; Figura 2: muestra un procedimiento de recubrimiento más desarrollado de acuerdo con el estado actual de la técnica; Figura 3: muestra el procedimiento de recubrimiento de acuerdo con la invención asi como una instalación para la refinación por inmersión en metal fundido de alta velocidad conformada correspondientemente al procedimiento, la cual se encuentra en funcionamiento; Figura 4: muestra la instalación según la figura 3 en situaciones de arranque; Figura 5: muestra la instalación según la figura 3 en estado de reposo después del funcionamiento. DESCRIPCION DE LA INVENCION De acuerdo con la figura 3 la banda 1 avanza después de una desviación en el horno, con exclusión de aire, verticalmente hacia abajo a un recipiente en el cual se encuentra el baño de metal fundido. Ese baño de metal fundido está hermetizado hacia abajo. Para esto se requieren fuerzas que sin embargo no son del tipo electromagnético, sino que se producen con la ayuda de imanes permanentes circulares . La hermetización de materiales fundidos con imanes permanentes es en si conocido. Pero allí se trabaja con canales rectangulares . Ese tipo de canal no puede modificarse en cuanto a distancia y forma. Contrariamente la presente invención propone dos rotores que se encuentran uno junto a otro 5,5' . Los rotores son tubos 6,6' de materiales resistentes a la temperatura y al metal fundido, preferentemente de cerámica. Dentro de esos tubos 6,6', cuyo diámetro puede seleccionarse libremente, rotan los rodillos, sobre cuya superficie exterior están colocados los imanes permanentes 4. Los rotores 5,5' pueden ajustarse al metal fundido o a la banda. También es posible cerrar el intersticio 7 durante el estado de reposo de la instalación o al arrancar la instalació . Los imanes permanentes son esencialmente más económicos que la hermetización electromagnética por medio de bobinas o inductores se requiere esencialmente menor energía para su rotación que para la hermetización electromagnética, lo que es ventajoso especialmente en el caso de fallas en la energía eléctrica. Con los imanes permanentes pueden ajustarse intensidades de campo esencialmente mayores (factor 3) frente a las modalidades electromagnéticas. Estas fuertes intensidades de campo o las altas potencias resultantes se requieren para el proceso de separación para ajusfar el grosor de recubrimiento deseado en la banda de acero. En los procedimientos previamente conocidos esto tenía que realizarse por medio de boquillas separadoras adicionales . Con el procedimiento de acuerdo con la invención ya no tienen que tomarse medidas adicionales dentro de hermetización magnética y la separación, ya que en la zona del primer paso de la banda 1 a través de la unidad de hermetización, esta solo consiste de algunos milímetros. Además la banda 1 puede estirarse menos que en los procedimientos antes conocidos 1 y 2, ya que directamente por debajo de la unidad de hermetización, la banda puede ser inmediatamente enfriada en un baño de agua 9 y desviada. La longitud de anclaje de la banda en la presente invención es preferentemente de solo aproximadamente 5000 mm, en el caso del procedimiento 1 esta longitud es de aproximadamente 8 a 10 veces mayor y en el procedimiento 2 es aún mayor. Otra ventaja del procedimiento de acuerdo con la invención es que en la superficie del metal fundido líquido preferentemente del zinc fundido se encuentra en la zona de recubrimiento dentro de una atmósfera de gas de protección preferentemente consistente de una mezcla de nitrógeno/hidrogeno y no puede tener lugar una oxidación perjudicial del zinc líquido. En los procedimientos conocidos 1 y 2 esto solo puede realizarse con un gasto adicional elevado. Además en este procedimiento se requiere que la superficie del baño de zinc pueda ser accesible para determinados trabajos manuales. En la presente invención no se requiere un acceso a la superficie del baño de metal fundido con el fin de retirar partículas de óxido. En el ejemplo de realización de acuerdo con el ejemplo 3 se encuentra la instalación para la refinación por inmersión en metal fundido de una banda metálica no ferrosa, o una banda de acero 1, en el estado de funcionamiento continuo. La banda 1 que va a refinarse y que avanza en el horno 2 pasa por un rodillo extensor 17 y después por una esclusa 18, la cual protege herméticamente una atmósfera de gas de protección que impera en el interior la instalación de refinamiento por inmersión, contra la atmósfera del ambiente que contiene oxígeno . En la subsecuente cámara de galvanización 14 la banda es desviada verticalmente por medio de rodillos conductores 13 hacia la sección de recubrimiento 19. Al entrar a la estación de recubrimiento 19 la banda 1 avanza en dirección vertical desde arriba hacia abajo y atraviesa el baño de metal fundido 3 que se encuentra en el intersticio 7 entre los rotores 5,5' y así la banda recibe el recubrimiento deseado. Se evita que el baño de metal fundido 3 que se encuentra en el intersticio formado entre los dos rotores separados 5,5', fluya hacia abajo con la ayuda de las fuerzas magnéticas, de campos magnéticos o campos magnéticos progresivos de los imanes permanentes 4 colocados en e el extremo inferior. Los rotores 5,5' se encuentran dentro de tubos 6,6' que los rodean en la sección de recubrimiento 19 rodeada de la estructura con forma de canal, la cual recibe a los rotores 5,5' con diferentes separaciones entre si. Estos rotores están rodeados por los tubos 6,6' hechos de un material resistente a la temperatura y al metal fundido, en especial no magnético, preferentemente de cerámica. Dentro de esos tubos 6,6' rotan los imanes permanentes 4. El metal fundido que se requiere para el recubrimiento y que continuamente debe re-aprovisionarse se transporta desde un recipiente de depósito 8, en el cual es acondicionado, por medio de una bomba 12 hacia el intersticio 7 que se encuentra entre los rotores 5,5'. la banda 1 recubierta asi atraviesa el intersticio en el extremo inferior y después un dispositivo 15 para la estabilización con aire, asi como finalmente un dispositivo de enfriamiento con agua 16. Después de pasar por el baño de agua 9 y un rodillo de estiramiento 20 se extrae de la instalación para su posterior uso o tratamiento . Las otras figuras 4 y 5 muestran el procedimiento de acuerdo con la invención a) en una situación de arranque y b) en reposo después del funcionamiento. En la situación de arranque: la banda se encuentra en posición los rotores giran el intersticio entre los rotores se encuentra cerrado se alimenta el metal fundido se cierra la cámara del horno. En el reposo después del funcionamiento: el material fundido fluye hacia atrás los rotores giran el intersticio está cerrado la cámara del horno está abierta.

Claims (10)

1. NOVEDAD DE LA INVENCION Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes : REIVINDICACIONES 1. Un procedimiento para recubrir la superficie de artículos en especial en forma de banda, por ejemplo una banda de metal no ferroso o una banda de acero, con cuando menos un recubrimiento al pasar por lo menos a través de un recipiente que contiene un material de recubrimiento consistente de metal fundido líquido, el material de recubrimiento se conduce desde un recipiente de deposito hacia un intersticio entre dos rotores que giran contrariamente entre sí y la banda se introduce desde arriba hacia abajo a través del metal fundido y entre los rotores, el procedimiento está caracterizado porque el intersticio está hermetizado en su parte inferior por medio de imanes permanentes circulares, dentro de los rotores se colocan rodillos giratorios en los cuales se colocan los imanes permanentes .
2. 2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los rotores están conformados de materiales resistentes a la temperatura y al metal fundido, en especial no magnéticos, preferentemente usando tubos de cerámica.
3. 3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el metal fundido se transporta desde el recipiente de depósito al intersticio, con la ayuda de una bomba metálica con descarga regulada.
4. 4. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque por medio de imanes permanentes circulares se logra igualmente ajustar el grosor de recubrimiento deseado sobre la banda metálica.
5. 5. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la banda después de la desviación en el horno de precalentamiento, se conduce verticalmente hacia abajo a través del metal fundido, bajo exclusión del aire preferentemente en una atmósfera de gas de protección.
6. 6. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la banda recubierta es estabilizada con aire y/o enfriada con agua de ser posible directamente por debajo de la hermetización del recipiente o del metal fundido o de los rotores.
7. 7. Un dispositivo para realizar el procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que abarca cuando menos un recipiente para contener el material de recubrimiento fundido liquido para el articulo metálico en forma de banda, formado un intersticio entre dos rotores que giran en sentido contrario, los cuales hermetizan el intersticio hacia abajo, el dispositivo está caracterizado porque en el interior de los rotores se encuentran colocados rodillos en cuya superficie exterior se encuentran fijados imanes permanentes .
8. 8. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el recipiente que contiene al baño de metal fundido está formado por medio del espacio medio superior formado entre los rotores .
9. 9. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque cuando menos los rotores están rodeados por una estructura, formándose una atmósfera de gas de protección.
10. 10. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque el alojamiento de los rotores está conectada con una cámara superior con el fin de conducir la banda metálica desde arriba hacia el alojamiento de los rotores, asi como con un recipiente de depósito para el metal fundido y con dispositivos colocados por debajo del alojamiento de los rotores para estabilizar con aire o enfriar con agua la banda, y eventualmente con otro baño de agua.