MX2014004695A - Metodo para revestimiento por goteo de una tira de acero e instalacion para su implementacion. - Google Patents

Abstract

Un método de revestimiento por goteo de una tira de acero (16) que se mueve en un baño líquido (9) de metal, tal como zinc, o de aleación de metal contenida en un tanque (15), por medio del cual las matas que se forman durante el revestimiento y que flotan sobre la superficie (10) del baño (9) se mueven de la superficie de la tira (16), a través de al menos un inductor (11-15), cada inductor (11-15) produce u campo electromagnético de corrido orientado en una dirección dada y generando una fuerza magnetomotriz, todas las fuerzas magnetomotrices mueven dichas matas hacia un contenedor (19) destinado para recolectar dichas matas y/o hacia una zona (25) de la superficie (10) del baño (9) donde se desechan, caracterizado porque, para al menos uno de dichos inductores (11-15), dicha dirección del campo electromagnético de recorrido de los mismo es intermitentemente inversa de tal manera que modifique los flujos de las matas dentro del tanque (15). Se describe una Instalación para implementar dicho método.

Description

MÉTODO PARA REVESTIMIENTO POR GOTEO DE UNA TIRA DE ACERO E INSTALACIÓN PARA SU IMPLEMENTACIÓN Descripción de la Invención La invención se refiere a la siderurgia y más particularmente a las instalaciones de revestimiento por goteo de las tiras de acero, por medio de las cuales las tiras son revestidas de una capa de zinc o de aleación de zinc (en el caso de una galvanización), o de otro tipo de metal o de aleación de metal tal como una aleación aluminio-silicio.

Recordamos que durante el revestimiento por goteo de una tira de acero, la tira en movimiento pasa por un depósito que encierra el metal o la aleación de metal de revestimiento, mantenido en estado líquido. El revestimiento se deposita sobre la tira que sale en seguida del baño, y atraviesa un dispositivo contribuyendo el espesor del revestimiento y que contribuye a su solidificación, constituido generalmente por boquillas de proyección de un gas sobre la superficie del revestimiento. Antes de que entra al baño, la tira es calentada por un horno de recocido y después se enfría a una temperatura próxima de la temperatura del baño para crear las condiciones de adherencia óptima entre la tira y el revestimiento.

Durante el paso a través del baño, dentro del baño se forman óxidos y precipitados intermetálicos, que consisten principalmente de Zn y Fe en el caso de un baño de galvanización que contiene zinc líquido para ser considerado de manera privilegiada en la siguiente descripción, sin que constituya una aplicación exclusiva de la invención. A estos precipitados se les llama "matas". Algunas matas tienen una densidad mayor que la del baño y se depositan en el fondo del tanque sin interferir con el proceso de galvanización. Otros, sin embargo, tienen una densidad menor que la del baño y flotan en su superficie. Ellas matase pueden incorporar en el revestimiento de la tira, y por lo tanto crean defectos allí. Estas matas de baja densidad, que serán las únicas consideradas más adelante en el texto, se deben quitar lo más posible de la entrada de la tira en la zona caliente (si esta entrada se realiza al aire libre, lo que no siempre es el caso) y el área de salida de la tira del baño y se descarga desde el tanque a medida que se forman.

Para este fin, más típicamente, un operador que se encuentra cerca del tanque empuja, por medio de una herramienta, las matas en la dirección de un contenedor situado lejos de las zonas de entrada y salida de la tira, cuyo contenedor se retira en seguida del tanque y se vacía por medio de un sistema robótico o no. En otros casos, el operador empuja las matas en la dirección de un área del tanque o un dispositivo tal como un robot que las evacúa al contenedor fuera del tanque, donde se recogen.

Esta operación es incómoda y potencialmente peligrosa para el operador, ya que debe mantenerse cerca de un baño de metal líquido caliente, con los inconvenientes y riesgos asociados con el calor y la posibilidad de las proyecciones de metal fundido. Además, el sistema de control del espesor de revestimiento depositado en la tira consta de boquillas de soplado, y se puede usar gases inertes tales como el nitrógeno para minimizar la oxidación del revestimiento. El uso de dichos gases inertes es también una fuente de riesgo para el operador, debido a la falta de oxígeno en la atmósfera alrededor del tanque que implica.

Por otra parte, esta operación de limpieza de las matas implica una limitación de la velocidad de funcionamiento de la tira, ya que una alta velocidad favorece la producción de las matas, que el operador y el robot deben tener tiempo de evacuar.

También, cuanto mayor es la velocidad de la tira, más las boquillas de control del espesor del revestimiento no debe proyectar una cantidad significativa de gas para mantener constante el espesor del revestimiento. Esto tiene el efecto de aumentar la temperatura ambiente alrededor del baño, ya que el soplado de gas transporta el calor de la tira y del baño hacia el área de trabajo de los operadores.

Por último, con el fin de reducir las pérdidas de energía relacionados con el calentamiento del baño, se prevé que algunas de las nuevas instalaciones de revestimiento sean plenamente capotadas. Sería necesario en este caso limitar las intervenciones externas, incluso la de un operador para la eliminación de las matas, a fin de evitar las desventajas muy frecuentes de la instalación.

Por lo tanto existe una necesidad de aumentar la seguridad, la velocidad y la eficiencia de la evacuación de las matas con relación con esta técnica convencional, sin cambiar radicalmente el proceso de galvanización mismo y el diseño general de la instalación que se implementa.

Una solución imaginada por algunos fabricantes de acero fue reemplazada, al menos en su mayor parte, por la intervención humana para la alimentación de las matas en el área de acción del robot por la acción de los dispositivos electromagnéticos. Con la ayuda de los campos de recorrido generadas por inductores tales como los motores lineales, fuerzas electromagnéticas, a los cuales el metal liquido o aleación de metal son sensibles (las llamadas fuerzas "magnetomotrices") están moviendo el metal o la aleación de metal líquida que lleva a las matas a un área del tanque donde el robot está activo, creando una ruta de recirculación de las matas llevándolas a esta área. Tales dispositivos se describen, por ejemplo, en los documentos JP-10-053850-A, JP-A-54-33234, J P-A-2005-068545, JP-11 -006046.

JP-A-54-33234, por ejemplo, enseña tener inductores en un campo alrededor de la tira en la zona de salida del tanque, los campos de recorrido que provocan las matas en la esquina del tanque donde se encuentra una tira transportadora que elimina las matas fuera del tanque en un contenedor de recolección. En su caso, la entrada de la tira en el baño de galvanización se efectúa, como es a menudo el caso, dentro de un tubo sumergido en el baño y conectado hacia arriba al horno de recocido, y las matas que se han asentado sobre la superficie del baño no pueden entrar en contacto con la superficie de la tira en esta zona. Por lo tanto, es suficiente colocar los inductores en el ambiente de la zona de salida de la tira.

JP-A-10-053850 enseña tener pantallas paralelas a la tira en su área de entrada en el tanque, e inductores a un campo de recorrido están colocados cerca de los ambos extremos de cada pantalla. Los campos magnéticos generados de esta manera pueden atraer las matas fuera de la zona comprendida entre las pantallas y que incluyen la tira.

En caso de que no hay ningún robot, estos dispositivos permiten de todas maneras facilitar el trabajo del operador que sólo tiene que actuar en un área de la superficie del tanque que es relativamente limitada.

La experiencia muestra, sin embargo, que la eficacia de estos dispositivos se podría mejorar aún más. En particular, una evacuación más completa posible de las matas sin intervención humana debe llevarse a cabo con un mínimo de inductores. En condiciones óptimas, un único inductor puede ser suficiente si el tanque tiene dimensiones pequeñas.

El objeto de la invención es proporcionar un método y un aparato de eliminación de las matas de baja densidad que sobrenadan a la superficie del baño de galvanización para asegurar una mejor eficacia que los dispositivos conocidos, utilizando un mínimo de inductores.

A este efecto, la invención se refiere a un procedimiento para la galvanización por goteo de una tira de acero en movimiento en un baño de metal líquido, tal como zinc, o aleación de metal contenida en un tanque, con ayuda de la cual se alejan de la superficie de la tira las matas que se forman durante la galvanización y flotan sobre la superficie del baño, en medio al menos de un inductor, cada inductor produce un campo electromagnético de recorrido orientado en una dirección dada y que genera una fuerza magnetomotriz, la totalidad de las dichas fuerzas magnetomotrices desplazan las matas en dirección de un contenedor destinado para recogerlas y/o en dirección de un área de la superficie del baño donde se desechan, caracterizado en que, al menos uno de dichos inductores, se invierte intermitentemente la dirección de su campo electromagnético de recorrido con el fin de cambiar el flujo de las matas en el interior del tanque.

Entre dichos inductores pueden estar colocados al menos dos de ellos a lo largo de la zona de salida de la tira del baño, y se invierte de forma intermitente la dirección de sus respectivos campos magnéticos.

La invención también se refiere a una instalación para el revestimiento por goteo de una tira de acero, que comprende un tanque que contiene un baño líquido de metal o de aleación de metal en la cual entra la tira y al menos un inductor, cada inductor crea un campo electromagnético y fuerzas magnetomotrices que contribuyen para traer las matas generadas durante el revestimiento cerca de un contenedor destinado a recibirlas y/o en la zona de acción de un robot o de un operador que las conduce al interior del contenedor, caracterizado porque al menos uno de dichos inductores contiene un dispositivo que permite invertir la dirección del campo electromagnético generado por el inductor.

Ella puede comprender al menos dos inductores situados a cada lado de la zona de salida de la tira del baño, y dichos inductores comprenden cada uno un dispositivo para invertir la dirección del campo electromagnético que genera.

Dichas bobinas se pueden montar en soportes para ajustar su ubicación por encima del tanque y la distancia con la superficie del baño.

Dicha instalación puede comprender dispositivos automatizados de avasallamiento de la distancia entre cada uno de los inductores y el nivel de la superficie del baño.

De acuerdo con una modalidad, dos inductores que encuadran la tira en la zona de salida del baño de manera que alargan las matas de las superficies de la tira haciéndolas desplazar paralelamente y dos inductores son colocados cada uno a lo largo de una pared del tanque, sensiblemente en le prolongamiento de dos otros inductores.

En este caso, el tanque que contiene el baño tiene una forma general rectangular, el contenedor en la cual se recolectan las matas, y/o la zona de acción del robot o del operador desde la cual son evacuadas, es colocado en una esquina del tanque en la parte opuesta de los inductores y en la esquina del tanque opuesta al otro de los inductores es colocado un inductor destinado orientar las matas hacía el contenedor.

La instalación puede incluir medios para controlar la inversión de la dirección del campo electromagnético generado por al menos un inductor que a su vez están unidos a un dispositivo para la evaluación de la cantidad de matas acumuladas en al menos una zona del tanque y para determinar el momento cuando dicha reversión es deseable.

Al menos uno de los dichos inductores puede ser un motor lineal trifásico.

De preferencia, al menos uno de estos motores lineales trifásicos es del tipo en el cual las bobinas están colocadas alrededor del núcleo magnético.

Como ya lo hemos comprendido, la invención se refiere al uso de inductores con campo de recorrido en donde al menos uno de ellos presenta la posibilidad de hacer variar por intermitencia la dirección del campo de recorrido durante su uso, cuya dirección de la fuerza magnetomotriz que provoca el desplazamiento de las matas. Eventualmente, si el tanque que encierra el metal líquido de revestimiento es de dimensiones pequeñas, la presencia de un solo inductor puede ser suficiente si la dirección de su campo de recorrido puede, de acuerdo con la invención, ser invertida por intermitencia.

Esta variación de dirección del campo permite no tener una configuración constante de caminos privilegiados de circulación de las matas a la superficie del baño.

De hecho, los inventores han encontrado que tal constancia de trayectorias de flujo era perjudicial para la eficacia de los dispositivos electromagnéticos de accionamiento de las matas. Esto lleva a la creación de zonas muertas y de bucles de circulación cerrados, ubicadas en ciertas áreas del tanque. Por lo tanto, las matas tienden a permanecer o acumular y no se pueden quitar por el robot si el área de acción de la misma no afecta las áreas de las matas y las áreas donde se ubican los bucles de recirculación. Y si son, además, alejados del contenedor de recolección de las matas, es necesario que un operador los coloque en el contenedor o en el área de acción del robot, con todos los inconvenientes que se han mencionado anteriormente en términos de seguridad y de condiciones de trabajo.

La inversión (realizada a intervalos regulares o irregulares) en la dirección del campo generado por al menos un inductor, preferiblemente al menos por inductores que flanquean ambos lados de la tira en la zona de penetración en el tanque para cambiar la trayectoria de circulación de las matas. Al hacerlo, las zonas muertas y los bucles de recirculación que podrían establecerse cuando los campos tenían una dirección establecida son "rotas" por la inversión de esta dirección y las matas que se acumulan con el tiempo se regresan al circuito de circulación que los conduce a la zona de acción del robot o directamente al contenedor que las recoge. Una intervención humana para llevar a la recirculación de las matas ya no es necesaria. Además, el número de inductores que se necesitarían para evacuar las matas presentes en toda la superficie del baño se puede reducir, ya que no se requiere necesariamente que un área dada del tanque, especialmente aquellas ubicadas relativamente lejos de la tira, es decir relacionados en permanencia por las corrientes de circulación.

La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción que sigue, proporcionada con referencia a las siguientes figuras adjuntas: - la figura 1 muestra un ejemplo de motor lineal que se utiliza en el contexto de la invención; - la figura 2 muestra el diagrama eléctrico del motor lineal de la Figura 1 ; - las figuras 3 a 5 muestran esquemáticamente la variación de la orientación de las fuerzas magnetomotrices generadas por el motor lineal de la Figura 1 como una función de la frecuencia de corriente que fluye a través de él; - la figura 6 muestra esquemáticamente en perspectiva un ejemplo de instalación de galvanización a la cual se puede aplicar la invención; - las Figuras 7 y 8 muestran esquemáticamente una vista superior de la instalación de la figura 6 para dos posibles patrones de flujo de las matas de acuerdo con la invención; - la Figura 9 muestra esquemáticamente una vista superior de una alternativa de la instalación de la figura 6, en la cual se utiliza un motor lineal adicional.

La concepción general de los motores lineales trifásicos que, de acuerdo con una modalidad preferida de la invención, asegura la creación de campos de recorrido, es clásica, pero su diseño y sus características deben adaptarse a las necesidades de la instalación. Una restricción es, en particular, para obtener una eficiencia satisfactoria del campo de recorrido cuando el motor se coloca a una distancia desde el baño de galvanización de manera óptima entre 20 y 100 mm, distancia a la cual, en general se evita que la superficie del baño entre en contacto con el motor, o que las proyecciones de zinc líquido las deteriore.

Teóricamente, una distancia motor-baño de 1 a 350 mm es posible (también se ajustará en función de la distancia entre los polos y la potencia del motor), sabiendo que a menor distancia, la eficiencia del motor es más alta, en condiciones iguales. Pero la geometría y las condiciones precisas de funcionamiento de la instalación de galvanización deben ser consideradas para la elección de la distancia óptima. Los motores son también de manera óptima montados cada uno en un soporte que se ajusta exactamente por encima de la ubicación de baño, incluyendo la altura, de acuerdo a las necesidades instantáneas de la aplicación de la invención que puede variar de acuerdo con diversos parámetros, tales que: - la velocidad de la tira y sus variaciones, que crean perturbaciones más o menos importantes a la superficie del baño; - la velocidad de formación de las matas, que también depende, entre otras cosas, de la velocidad de la cinta, y cuando es importante porque la tira entra rápidamente, puede requerir una eficiencia máxima de los motores para mantener alejar las matas de la tira; entonces habrá un interés en colocar el motor lo más cerca a la superficie del baño.

La longitud total y el volumen de cada motor deben ser tales que el motor pueda encontrar su lugar en la línea de producción, teniendo en cuenta las dimensiones habituales del tanque, de la tira y del espacio disponible para implementar el motor por encima del tanque, sobre todo cuando se quiere implementar en una instalación existente. Prácticamente, la longitud de un motor es de 200 a 2000 mm, su anchura de 100 a 1000 mm y una altura de 50 a 600 mm.

La longitud y la anchura del motor define su superficie activa: cuanto más activa es la superficie, mayor es el área de barrido del motor, pero también es más importante el tamaño del motor, lo que puede hacer difícil su aplicación. Por supuesto, todos los motores de la misma instalación no son necesariamente idénticos. La elección del tamaño del motor está adaptada para el tamaño del área que debe ser barrida. De manera óptima, los motores que encuadran la tira tienen una longitud de aproximadamente la anchura de la tira para asegurar que las matas serán excluidas de toda la región de penetración de la tira en el baño de galvanización. Pero esta condición no siempre se cumple en las instalaciones destinadas al tratamiento de tiras de varias anchuras (de 600 hasta 2000 mm por ejemplo). Para remediar esto, se puede considerar: - tener múltiples juegos de motores, de diferentes anchos y que se puedas cambiar de forma rápida entre dos operaciones de galvanización de tiras de diferentes anchos; - O, como lo consideraremos a continuación, el uso de múltiples motores secundarios colocados lado a lado y siendo activados o desactivados dependiendo de los anchos de la tira a revestimiento.

La distancia entre los polos del motor, es decir la distancia entre dos bobinas suministradas por la misma fase, puede variar entre 50 y 700 mm. Corresponde a la zona de acción del campo magnético. Mientras más el paso polar se reduce, más se debe colocar el motor cerca de la superficie del baño para obtener una eficacia dada de la entrada de las matas. Un motor de colocación a 100 mm de la superficie del baño es acompañada generalmente por la elección de un paso polar de aproximadamente 300 mm en vista de las otras características preferidas de los motores.

La frecuencia de funcionamiento de los motores puede variar de 1 a 500 Hz. Afecta la dirección de la fuerza magnetomotriz en el Zn líquido, como lo vimos anteriormente. La fuerza es de manera óptima tangencial como sea posible sobre la superficie del baño, a fin de no crear agitación fuera de la vecindad inmediata de la superficie (especialmente la agitación que tiende a regresar las matas dentro del baño después de haber decantado la parte inferior del tanque o la superficie que sobrenadan sobre la superficie) y garantizar el desplazamiento también eficaz de las matas sobrenadantes a la superficie. En condiciones iguales, incluyendo la distancia entre polos, la fuerza electromagnética es más tangencial mientras que la frecuencia es más baja.

La intensidad de la corriente que atraviesa cada muesca de los motores debe ser suficiente para crear una fuerza magnetomotriz de 1000 a 20 000 tipos de Amperes-vueltas, sabiendo que para una bobina dada, cuanto más la intensidad de la corriente es elevada, es más grande la fuerza magnetomotriz generada.

La figura 1 muestra esquemáticamente un motor lineal trifásico de un tipo conocido en sí mismo, utilizado como un inductor en el alcance de la invención. El mismo comprende convencionalmente un núcleo magnético 1 de longitud L y ancho 1 que consiste de un conjunto de capas de hierro suave. El hierro suave se utiliza para maximizar el flujo magnético, y la construcción en capas permite reducir la aparición de corrientes de Foucault, por lo tanto pérdidas por efecto Joule. El núcleo tiene ranuras 2 en las que se colocan los conductores eléctricos que forman las bobinas 3-8, estas bobinas 3-8 están conectadas entre sí para formar los devanados. En el ejemplo mostrado, se trata de un motor trifásico que tiene tres devanados de dos bobinas dispuestas en alternancia. La bobina 3 está conectada a la bobina 6, la bobina 4 está conectada a la bobina 7 y la bobina 5 está conectada a la bobina 8 Cada bobina 3-8 se alimenta con un desfase de 2rr/3 para crear el campo magnético de recorrido que creará la fuerza magnetomotriz desplazando las matas en la misma dirección que el campo. Las bobinas 3-8 pueden ser enfriadas por circulación interna de agua.

La figura 2 muestra el esquema eléctrica del motor, con la conexión en estrella mostrando la alternancia de las conexiones de las bobinas.

Para una fácil aplicación de la invención, se proporciona un inversor de fase 30 que permite, en una sola operación de accionamiento de cambiar las conexiones de las bobinas conectadas a las fases 1 y 2 (respectivamente, en el ejemplo mostrado, bobinas 3, 5, 6, 8) de manera que sea capaz de invertir instantáneamente la dirección del campo de recorrido, sabiendo que las conexiones de las bobinas 4, 7 relacionados a la fase 3 se mantienen sin cambios. Por lo tanto, en la configuración mostrada con líneas continuas en la Figura 2, donde las bobinas 3 y 6 están conectados a la fase 1 y las bobinas 5 y 8 a la fase 2, el campo se desliza de izquierda a derecha a lo largo de la flecha 31. En la configuración mostrada con líneas punteadas en la Figura 2, donde las bobinas 3 y 6 están conectadas a la fase 2 y las bobinas 5 y 8 están conectados a la fase 1, el campo se desliza derecha a izquierda según la flecha 32.

La distancia entre los polos del motor, es decir, la distancia "p" entre dos bobinas suministradas con la misma fase, por ejemplo, las bobinas 3 y 6 en el ejemplo mostrado, es, como se ha mencionado, de 50 a 700 mm. Un paso polar de 300 mm para un motor de longitud del motor de 600 a 700 mm resulta ser un buen compromiso entre los diferentes requisitos de conciliar: - un paso polar suficientemente largo para que no sea necesario que el motor se coloque a una distancia muy reducida del baño de galvanización, lo que podría dañarlo; - un paso polar lo suficientemente pequeño como para no accionar un motor cuya longitud sería demasiado grande.

Las figuras 3-5 muestran esquemáticamente las fuerzas magnetomotrices y sus orientaciones en el baño de galvanización 9 para frecuencias de corriente que fluye a través del motor de 10 Hz (figura 3), 50 Hz (figura 4) y 250 Hz (Figura 5). Las flechas representan, de acuerdo con su orientación y sus longitudes, las direcciones preferidas de dichas fuerzas y sus intensidades. Vemos que, como hemos dicho, mayor es la frecuencia, más la fuerza magnetomotriz ejerce tangencialmente a la superficie 10 del baño, y por lo tanto es eficaz, con una intensidad de corriente, para mover las matas en la dirección deseada. Pero una frecuencia baja lleva a una intensidad de fuerzas magnetomotrices bajas. La elección de la frecuencia de la corriente también debe llevarse a cabo en combinación con la del paso polar para obtener la geometría de la instalación la más favorable para su correcto funcionamiento. Por último, consideramos que es preferible contar con una frecuencia relativamente baja y un paso polar relativamente elevado para no ser obligado a colocar el motor a una distancia demasiado baja del baño para obtener una intensidad de fuerza magnetomotriz no obstante adecuada, y que ejerce principalmente en una dirección efectiva de la fluidez de las matas. Una corriente de frecuencia de 10 Hz, un paso polar de 300 mm, un motor con longitud total de 600 a 700 mm que contiene seis bobinas de 96, cada una atravesada por una intensidad de corriente de 150 A, y por lo tanto proporcionando una fuerza magnetomotriz de 15 000 Amperes-vueltas representa un buen compromiso si se colocan a una distancia de 50 a 100 mm de la superficie 10 del baño 9.

Los motores lineales más convencionales tienen un bobinado plano con bobinas planas a través del núcleo (ver por ejemplo el documento EP-A-0 949 749). Pero para un motor más compacto, especialmente en cuanto al ancho, es preferible darle la configuración mostrada esquemáticamente en las figuras, donde las bobinas 3-8, están colocadas alrededor del núcleo 1. El documento «Fluid flow in a continuous casting mold driven by linear induction motors» (ISIJ International, 2001, vol.41 N°8, pp851-858) describe más a detalle estos motores lineales.

La figura 6 muestra esquemáticamente una instalación de galvanización equipada, en el ejemplo mostrado, cuatro motores lineales 11-14 del tipo de la figura 1, y adecuados para la aplicación de la invención. Convencionalmente, esta instalación comprende un tanque 15 de forma generalmente rectangular, provisto de medios para mantener la temperatura del baño líquido 9 de zinc o, más generalmente, de aleación de zinc (o recordémoslo, de cualquier otro metal o aleación de metal que se puede utilizar para el revestimiento de la tira 16), que lo contiene. La tira móvil 16 para galvanizar entra en el baño 9 en una dirección oblicua. Muy a menudo, como se ha mencionado, esta penetración se produce, de hecho, dentro de un tubo de protección, conectado en su parte superior de la línea de recocido que permite controlar la temperatura de la tira tiene un valor cercano al del baño 9. Para mayor claridad, este tubo no se muestra en la figura 6, como en las figuras 7, 8 y 9. La tira 16 pasa alrededor de un rodillo situado en el interior del tanque 15, y sale del baño 9 en forma vertical, revestida de su capa de galvanización, en la dirección de otros componentes de la instalación de galvanización conocida y no tiene influencia en el diseño de la invención. Como se conoce, la tira 16 galvanizada pasa, a su salida del baño 9, entre dos dispositivos de soplado de gas 17, 18 que ajustan el espesor de revestimiento sobre cada superficie de la tira 16 y el enfriamiento, contribuyendo así a su buena solidificación. Para recoger las matas, se puede colocar en una esquina del tanque 15 un contenedor en el cual las matas se pueden recoger después de ser empujado con la ayuda de los motores 11-14. O, como se muestra, un robot 20 colocado cerca del tanque 15 se puede mover en todas las direcciones del espacio para extraer las matas del baño 9 y enviarlas en un contenedor 19 colocado al lado del tanque 15.

Los motores lineales 11-14 son colocados con potencias 21-24 que permiten modificar sus posiciones respectivas por arriba del baño 9 para optimizar: la situación de la zona de acción de cada motor 11-14; y la distancia vertical entre la superficie 10 del baño 9 y cada uno de los motores 11-14.

De hecho, debido al consumo progresivo de zinc durante la galvanización, el nivel del baño 9 tiende a disminuir durante la operación, y si la distancia entre el motor 11-14 y la superficie 10 aumenta, la fuerza magnetomotriz disminuye. Un descenso progresivo del motor 11-14 por su potencia 21-24 permite mantiene constante esta distancia, a fin de mantener constante la fuerza magnetomotriz en dirección e intensidad, todo lo demás queda igual. Otra forma de influir en la fuerza magnetomotriz es aumentar la corriente que fluye a través del motor 11-14. Por supuesto, se puede combinar un ajuste de la distancia entre el motor 11-14 y la superficie 10 del baño 9 y un ajuste de la intensidad de la corriente para controlar la fuerza magnetomotriz. Se pueden proporcionar medios para automáticamente controlar la distancia entre cada motor 11-14 y la superficie 9 del baño 10 con la variación del nivel de la dicha superficie 10.

La disposición de diversos elementos clave de la instalación, como se muestra en la Figura 6 también aparece en las figuras 7 y 8. Dos motores 11, 12 encuadran la tira 16 en su zona de salida del baño 9 para alejar las matas de las superficies de la tira 16, haciendo que se mueva en paralelo con ellas. Dos motores 13, 14 son en el ejemplo no limitativo mostrado, cada uno colocado a lo largo de una pared lateral del tanque 15 y paralelo a la misma, sensiblemente en la prolongación de dos otros motores 11, 12, para bordear la pared de las matas que penetran en sus respectivas zonas de acción, y enviarlas a la zona de actuación 25 del robot 20, que las empuja hacia el contenedor 19 situado en las inmediaciones del tanque 15. En el ejemplo mostrado, el área de acción 25 del robot 20 se coloca enfrente de uno de los motores 14 colocados a lo largo de una pared lateral del tanque 15.

El paralelismo de las paredes laterales del tanque 15 y de los motores 13,14 mostrado en las Figuras 6, 7 y 8 es, como se ha mencionado, un ejemplo no limitativo de la prestación. La orientación de estos motores 13, 14 está optimizada de acuerdo a la configuración específica del tanque 15 y la ubicación precisa de la zona de acción 25 del robot 20. Tal optimización puede conducir a disponer al menos de uno de estos motores 13, 14 oblicuamente con respecto a la pared lateral del tanque 15 la cual está cerca.

Los inventores han constatado que la eficacia de un tal sistema que funciona en régimen permanente con las fuerzas magnetomotrices sensiblemente constantes al menos en dirección no permitió conseguir una máxima eficiencia de la eliminación de las matas.

De hecho, no es en última instancia debido a la estabilidad de los flujos sobre la superficie del baño 9, a la creación de las zonas muertas donde las matas se acumulan y quedan inmóviles sin se puedan captar por uno de los 11-14, y también las áreas donde circulan las matas circulan en bucles, que tienen pocas oportunidades de escapar y unirse al flujo normal de circulación que los debe llevar en la zona de acción 25 del robot 20 (o directamente en el contenedor 19 de modo que este se coloca en el tanque 15). Observamos una acumulación de matas en ciertas áreas, que puede terminar por constituir una fuente de contaminación para todo el baño 9 y deteriorar la calidad de la galvanización.

La invención resuelve este problema proporcionando al menos uno de los motores 11-14 tiene medios que permite la inversión de la dirección del campo electromagnético que genera, por lo que la dirección de la fuerza magnetomotriz hace que las matas de muevan. Esta inversión puede haber tenido lugar sistemáticamente con intervalos de tiempo predeterminado y ser controlada manualmente o automáticamente, los experimentos preliminares han determinado con que frecuencia esta inversión se debe llevar a cabo de acuerdo con las condiciones de galvanización (incluyendo la velocidad de la tira 16, la naturaleza del baño 9...). También puede ocurrir esporádicamente, en momentos determinados por el titular de la instalación, o bien mediante cualquier dispositivo automatizado que opera, por ejemplo, al ser controlado por medios de evaluación de la cantidad acumulada de matas en una o más zonas especificadas del tanque 15.

La evaluación de la cantidad de matas acumulada se puede proporcionar, por ejemplo, mediante el análisis de las imágenes capturadas por la cámara (infrarrojas o de otro tipo) que se refiere a las zonas de acumulación potencial de las matas. Esto hace posible a un operador, o a un dispositivo automático de gestión de la instalación de galvanización, para estimar la acumulación de las matas en una o más ubicaciones sobre la superficie 10 del baño 9 es sobre el punto de ser excesivo o es ahora, y por lo tanto es deseable para proceder a dicha inversión de la dirección del campo de al menos uno de los motores 11-14.

La inversión de la dirección de la fuerza magnetomotriz asociada con el (los) motor(es) 11-14 relacionados provoca una interrupción transitoria de la circulación de las matas, lo que permite agitar previamente las zonas estables (o zonas muertas o bucles de recirculación). Esta agitación lleva las matas que se encuentran en estas zonas en el nuevo camino privilegiado de circulación de matas que es creado de esta manera, y las matas puedan ser evacuadas. Esta nueva trayectoria de recirculación, a su vez, creará nuevas zonas muertas y bucles de recirculación, pero estas pueden ser "quebradas" de la misma manera por una inversión subsiguiente de la dirección del campo creado por al menos uno de los inductores 11 - 14.

Estos medios de inversión del campo del inductor 11-14 se pueden formar de una manera muy simple por un interruptor que cambia la potencia de las diferentes bobinas 3-8. Para esto, como se ve y se muestra en la Figura 2, es suficiente para proporcionar un conmutador de fase 30 que cambia la potencia de las bobinas del motor. Este interruptor 30 está instalado en el gabinete de control eléctrico y la instalación puede ser controlada remotamente por un operador y/o por un sistema automático. El cambio en la dirección del campo del campo de recorrido es instantáneo.

En el caso mostrado en las figuras 7 y 8, son los motores 11, 12 que rodean la tira 16 en la zona de salida del baño 9 que están equipados de medios para invertir la dirección del campo electromagnético que genera.

En el caso de la figura 7 se muestra un primer estado de funcionamiento de los motores 11-14 en el cual los motores 11, 12 lleva las matas hacía la pared lateral izquierda del tanque 15. Ellas son absorbidas por el campo generado por el motor 14 situado a lo largo de la pared lateral izquierda 26, y enviadas hacia el contenedor 19 si se integra en el tanque 15, o, como se muestra, en la zona de acción 25 del robot 20. Simultáneamente, el motor 13 situado a lo largo de la pared lateral derecha 27 del tanque 15 envía las matas que capta su campo electromagnético a lo largo de la pared lateral derecha 27 a la zona de acción 25 del robot 20. Estas matas también tienden a ser desviadas por la pared frontal 28 del tanque 15 hacia la zona de acción 25 del robot 20. Las diferentes flechas representadas en la Figura 7 (así como en las figuras 8 y 9) muestran el movimiento de las matas inducidas por las fuerzas magnetomotrices generadas por los diversos motores 11-14.

La figura 8 muestra un segundo estado de funcionamiento de los motores 11-14, en el cual las direcciones de los campos generados por los motores 11, 12 que encierran la tira 16, después de un cierto tiempo de uso de la configuración de la figura 7 fueron, de acuerdo con la invención, invertidas en comparación con el caso de la Figura 7. Esa vez, las matas se encuentra cerca de la tira 6 están orientados hacia el motor 13 situado a lo largo de la pared lateral derecha 27 del tanque 15. Los motores 13, 14 funcionan como en el caso de la Figura 7. Esta inversión ya es suficiente para crear movimientos de las matas a la superficie 10 del baño 9 que son capaces de "quebrar" las zonas muertas y las zonas de recirculación creadas en la configuración de la figura 7.

Pasaremos de manera manual o automática en la configuración de la figura 7 cuando la acumulación de las matas en las nuevas zonas muertas y bucles de recirculación creados serán a punto de convertirse en excesivas, tal como se describe anteriormente.

En el ejemplo mostrado, los dos motores 11, 12 que encuadran la tira 16 llevan todas las matas en la misma dirección. Pero esta configuración no es obligatoria, se puede proporcionar, si la ubicación de las matas de movimiento lo necesita, que las direcciones de los campos de dichos motores 11, 12 se opusieron y, de forma permanente o temporal.

Además, en el ejemplo mostrado, los dos motores 11, 12 que encierran la tira 16 tienen la misma longitud y se encuentran exactamente enfrente uno del otro. Pero esta configuración no es obligatoria y se prevé que estos motores 11, 12 tienen diferentes longitudes y/o se compensan entre sí, si se ha encontrado que es beneficioso para la buena evacuación de las matas en la configuración particular del tanque 15 utilizada.

La Figura 9 muestra esquemáticamente una variante del caso de las figuras 6 a 8, en la cual se agrega un quinto motor 29 oblicuamente colocado en la esquina frontal derecha del tanque 15. Se encuentra en la ruta de las matas empujadas por el motor 13 situado a lo largo de la pared lateral derecha 27 del tanque 15, y tiene como función de fortalecer el efecto del motor 13 en la expedición de las matas en dirección de la zona de acción 25 del robot 20. Esto puede reducir el tamaño de la zona de acción 25 del robot 20, en general, aumentar la eficacia de la eliminación de las matas fuera de la vecindad de la tira 16 y hacia la zona de acción 25 del robot 20. Los motores 11, 12 que encierran la tira 16 tienen, como en el caso de las figuras 7 y 8, sus campos electromagnéticos alternativamente en una u otra dirección.

También es concebible que los diferentes motores 11-14 o 11-15 motores, o al menos algunos de ellos son móviles durante el funcionamiento en una dirección que les permite acompañar el movimiento de las matas, y por lo tanto ayudan al movimiento de un grupo de matas dado para una duración más larga si el motor 11-14 o 11-15 les dará un solo impulso, cuando estas matas se encuentran por debajo de la zona de acción inicial del motor 11- 140 11-15.

Por supuesto, los ejemplos de las figuras 6-9 no son limitantes, tanto del punto de vista del número de motores como de su disposición. También es posible que otros motores como motores 11, 12 encierran la tira 16 (o más de ellos en su lugar) pueden tener sus direcciones de acción que no se pueden revertir. Pero las mediaciones de la zona de salida de la tira 16 que son las más sensible en términos de riesgo de contaminación del depósito de zinc o de revestimiento de aleación de metal en general por las matas (si la zona de entrada de la tira está protegida por un tubo conectado al horno de recocido como es a menudo el caso), es evidente que, preferiblemente, se deben colocar motores de una alta. Y, sobre todo si los motores 11, 12 son los más potentes del dispositivo, son preferiblemente aquellos que serán más rentables para invertir los sentidos de la acción. También es posible sustituir uno y/u otro de los dos motores 11, 12, cuya longitud es, si es posible, del mismo orden que el ancho de la tira, por varios motores más pequeños colocados cada uno al lado del otro y cuyos campos magnéticos tienen la misma dirección. Esto puede ser una manera de resolver un problema de congestión que podría causar la aplicación de un solo motor grande en el baño, en particular en el caso del motor 12 situado entre la zona de entrada de la tira 16 del baño 9 y la zona de salida de la tira 16. Esto puede ser una forma de variar fácilmente el tamaño de la zona de acción de los motores que encierran la tira 16 en función del ancho de la tira 16 de modo que pueda tomar varios valores diferentes en el mismo sistema de revestimiento. Para esto, basta con cambiar eléctricamente el servicio del motor que se proyectan más allá de la anchura de la tira 16, o también a alejarse del tanque 15.

Por supuesto, los ejemplos que se han descrito no son limitativos y otros arreglos de los inductores son posibles, en particular cuando la zona donde la tira 16 entra en el baño 9 también debe estar libre de matas si la tira 16 se encuentra al aire libre, o si el contenedor 19 que recolecta las matas y/o la zona de acción 25 del robot 20 se colocan en otro lugar que en los ejemplos mostrados. El experto en la técnica sabrá cómo adaptar el número y la disposición de los inductores con la geometría particular del sistema de revestimiento, lo esencial siendo la existencia de la posibilidad de invertir de forma intermitente la dirección de la acción de al menos uno de los inductores para evitar la perpetuación de las zonas muertas y de los bucles de recirculación a la superficie 10 del baño 9, que es propicio para la acumulación de las matas.

Para las tanques 15 de dimensiones pequeñas, es posible utilizar sólo un único motor donde se causa la variación intermitentemente de la dirección del campo de recorrido que genera. En este caso, puede ser prudente tener dos contenedores 19 cada uno situado en la prolongación de dicho motor, pero en posición opuesta al otro motor para recolectar las matas desplazadas durante los períodos cuando el campo del motor se desliza de acuerdo con una u otra dirección.

A modo de ejemplo no limitativo, para la implementación de la invención en una instalación de galvanización de las tiras de acero de 650 a 1350 mm de ancho que se mueven normalmente a 60-120 m/min, pero pueden ser susceptibles a moverse a una velocidad superior a 200 m/min gracias al uso de la invención, se puede utilizar un tanque 15 rectangular de 4 x 3.20 m y cuatro motores 11-14 colocados como en las figuras 6 a 8. Estos motores son alimentados por una corriente de frecuencia de 10Hz. Cada uno de ellos tiene un paso polar de 300 mm, una longitud total de 600 a 700 mm, y tiene seis bobinas de 96 vueltas, cada una atravesada por una corriente de intensidad de 150 A, y por lo tanto proporcionando una fuerza magnetomotriz de 15000 Amperios-vueltas.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Método de revestimiento por goteo de una tira de acero (16) que se mueve en un baño líquido (9) de metal o de aleación de metal contenida en un tanque (15), que aleja de la superficie de la tira (16) las matas que se forman durante el revestimiento y flotan a la superficie (10) del baño (9) por medio de al menos un inductor (11-15), cada inductor (11-15) produce un campo electromagnético de recorrido orientado en una dirección dada y generando una fuerza magnetomotriz, la totalidad de dichas fuerzas magnetomotrices mueven las matas hacia un contenedor (19) destinado de la recolección y/o la dirección hacia una zona (25) de la superficie (10) del baño (9) donde se desechan, caracterizado porque, para al menos uno de dichos inductores (11-15), invierte por intermitencia la dirección de su campo electromagnético de recorrido con el fin de cambiar el flujo de las matas al interior del tanque (15).

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque uno de dichos inductores (11-15), se colocan al menos dos (11, 12) de ellos a lo largo de la zona de salida de la tira (16) del baño, y se invierte intermitentemente la dirección de sus respectivos campos magnéticos.

3. Instalación de revestimiento por goteo de una tira de acero (16), que comprende un tanque (15) que contiene en estado líquido un baño líquido (9) de metal o de aleación de metal en la cual se mueve la tira (16), y al menos un inductor (11-15), cada inductor (11-15) crea un campo electromagnético y las fuerzas magnetomotrices que contribuyen a llevar las matas generadas durante la galvanización cerca de un contenedor (19) para recibir y/o en la zona de acción (25) de un robot (20) o de un operador que los lleva al contenedor (19), caracterizado porque al menos uno de los dichos inductores (11-15) comprende un dispositivo que permite invertir la dirección del campo electromagnético generado por dicho inductor (11-14).

4. Instalación de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque comprende al menos dos inductores (11, 12) colocados de un lado y del otro de la zona de salida de la tira (16) del baño (9) y porque los antes mencionados inductores (11, 12) contienen cada uno un dispositivo que permiten invertir la dirección del campo electromagnético que genera.

5. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado porque los antes mencionados inductores (11-15) son montados sobre potencias (21-24) que permiten controlar su colocación por encima del tanque (15) y su distancia con la superficie (10) del baño (9).

6. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque contiene dispositivos automatizados de avasallamiento de la distancia entre cada inductor (11-15) y el nivel de la superficie (10) del baño (9).

7. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizada porque los dos inductores (11, 12) que encierran la tira (16) en su zona de salida del baño (9) para mover las matas de las superficies de la tira (16), haciendo que se muevan en paralelo, y porque los dos inductores (13, 14) están colocados cada uno a lo largo de una pared (26, 27) del tanque (15), sustancialmente en la prolongación de dos otros inductores (11, 12).

8. Instalación de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque el tanque (15) que contiene el baño (9) tiene una forma general rectangular, en el cual el contenedor (19) en el cual se recogen las matas o la zona de acción (25) del robot (20) o del operador está situado en una esquina del tanque (15) en la parte opuesta de uno de los inductores (13, 14), y en el cual, en la esquina del tanque (15) opuesta a otro de los inductores (13, 14) se coloca un inductor (29) destinado para orientar las matas hacia el contenedor (19).

9. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 8, caracterizado porque comprende medios de control para invertir la dirección del campo electromagnético generado por al menos un inductor (11-15) que a su vez están unidos a un dispositivo para la evaluación de la cantidad de matas acumuladas en al menos una zona del tanque (15) y determinar cuándo tal reversión es deseable.

10. Instalación de acuerdo con las reivindicaciones 3 a 9, caracterizada porque al menos uno de los inductores (11-15) es un motor lineal trifásico.

11. Instalación de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque al menos uno délos motores lineales trifásicos (11-15) es del tipo en el cual las bobinas (3-8) rodean el núcleo.