BRPI0702829B1 - Método de instalar e configurar bocais de resfriamento por vaporização e aparelho de resfriamento de placas de aço quente - Google Patents
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Abstract
método de instalar e configurar bocais de resfriamento por vaporização e aparelho de resfriamento de placas de aço quente. a presente invenção refere-se a um aparelho para o resfriamento de placas de aço aplicado para o resfriamento controlado de placas de aço quente, obtido por laminação quente, durante o processamento as mesmas são comprimidas por cilindros de compressão e obtido um material de aço excelente e uniforme nas características do formato e apresenta um método de instalação e ajuste de bocais de vaporização que possibilita um resfriamento uniforme em uma direção perpendicular ao processamento e apresenta um método de instalação e ajuste de bocais de vaporização de um aparelho de resfriamento por vaporização que usa dois ou mais tipos de bocais que diferem em quantidades de água e regiões de vaporização para obter uma ampla faixa de ajuste de quantidades de água, no qual os bocais de vaporização estão instalados de modo que um valor de força n das pressões de impacto da água de resfriamento vaporizado a partir de vaporização sobre a superfície de resfriamento integrada na direção de processamento entre pares de cilindros de compressão fica entre -20% do valor mais alto na direção perpendicular ao processamento, onde, 0,05 <243>n <243> 0,2.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO DE INSTALAR E CONFIGURAR BOCAIS DE RESFRIAMENTO POR VAPORIZAÇÃO E APARELHO DE RESFRIAMENTO DE PLACAS DE AÇO QUENTE.
CAMPO TÉCNICO
A presente invenção refere-se a um método de resfriamento controlado de placas de aço quentes, obtidas por laminação a quente, durante o processamento as mesmas são comprimidas por pares de cilindros de compressão compostos de cilindros de compressão de topo e fundo, mais particularmente refere-se a um aparelho para resfriamento de placas de aço quentes aplicado para obter um excelente material de aço e uniforme nas características do formato.
ANTECEDENTES DA TÉCNICA
Para aperfeiçoar as propriedades mecânicas, a processabilidade e soldabilidade dos materiais de aço, a prática em geral tem sido, por exemplo, de resfriar aceleradamente um material de aço em condição de alta temperatura imediatamente após ter sido laminado a quente durante o processamento das mesmas em uma linha de laminação e dando ao material de aço um histórico predeterminado de resfriamento. No entanto, a ocorrência de um resfriamento irregular ao resfriar um material de aço torna-se a causa de defeitos na configuração ou deformação operacional. Um rápido aperfeiçoamento é desejável para satisfazer as exigências em relação à qualidade dos materiais de aço.
Para solucionar estes problemas, existe o método de utilização de uma multiplicidade de pares de cilindros de compressão de topo e fundo de modo a comprimir o material de aço e evitar deformações por calor. No entanto, embora se obtenha um material de aço com uma boa configuração, algumas vezes a pressão residual no interior do material de aço manifestase como deformação no momento em que o material é trabalhado por parte do cliente. Não é consequentemente uma solução fundamental. Consequentemente, um resfriamento uniforme do material de aço é o melhor meio para a solução.
Como um método de resfriamento para atingir um resfriamento uniforme, no método de resfriamento por meio da utilização convencional de bocais de vaporização para vaporizar um meio de resfriamento, isto é, água sobre o material de aço, as instalações tem sido projetadas de modo que quantidades uniformes de água sejam vaporizadas na direção da largura do material de aço. A figura 1 apresenta a instalação do bocal de um aparelho de resfriamento de material de aço usando um planalto convencional formado de vaporizadores planos de distribuição de água. Os bocais de vaporização 1 estão instalados em uma linha em um afastamento adequado de bocal SO na direção perpendicular ao processamento de modo que a distribuição de água em toda a região na direção perpendicular torna-se uniforme. Na direção de processamento do material de aço, as regiões de vaporização adjacentes 2 estão instaladas de modo a não interferir umas com as outras.
No entanto, em um aparelho de resfriamento desta instalação de bocais, a capacidade de resfriamento fica mais alta no centro das faixas de vaporização dos bocais (regiões de vaporização 2) quando comparadas com as periféricas, deste modo não pode ser obtida uma distribuição uniforme da capacidade de resfriamento no material de aço na direção perpendicular ao processamento e algumas vezes ocorre um resfriamento irregular.
Como um método de utilização de bocais de vaporização para um resfriamento uniforme, a Publicação de Patente Japonesa (A) ne 6238320 descreve o método de redução da variação na pressão de impacto da água de resfriamento em uma faixa de vaporização simples para dentro de ± 20%. Além disso, a Publicação de Patente Japonesa (A) ne 8-238518 apresenta o método de instalação de bocais de vaporização de modo que são formadas regiões de interferência de vaporização. Além disso, a Publicação de Patente Japonesa (A) n9 2004-306-064 conclui que pode ser alcançado um resfriamento uniforme pelo fato de ter todos os pontos na direção da largura de uma superfície resfriada que passa através de regiões de impacto de vaporização de líquido refrigerante, pelo menos, duas vezes. DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
A Publicação de Patente Japonesa (A) ne 6-238320 não propõe um método para tornar a capacidade de resfriamento uniforme para todas as faixas de resfriamento por vaporização apresentadas em uma multiplicidade de linhas na direção do processamento e direção perpendicular ao processamento. Além disso, na Publicação de Patente Japonesa (A) n2 8-238518, fora das regiões de interferência de vaporização do bocal, a capacidade de resfriamento fica mais alta nos centros das faixas de vaporização do bocal, do mesmo modo se usar o método de resfriamento da Publicação de Patente Japonesa (A) nQ 8-238518, uma distribuição uniforme da capacidade de resfriamento não é obtida. Além disso, no método da Publicação de Patente Japonesa (A) nQ 2004-306064, ao instalar os bocais de vaporização, que apresentam distribuições de capacidades de resfriamento nas regiões de impacto de líquido refrigerante, em uma linha na direção do processamento, não obstante das regiões de impacto de vaporização de líquido refrigerante serem passadas pelo menos duas vezes, ocorre uma diferença na capacidade de resfriamento entre os centros das regiões de impacto e as extremidades das regiões de impacto e, consequentemente, não pode ser obtida uma distribuição uniforme da capacidade de resfriamento.
A presente invenção foi efetuada para solucionar os problemas acima e tem como seu objetivo apresentar um método de instalação e ajuste de bocais de vaporização de um aparelho de resfriamento por vaporização que possibilite um resfriamento uniforme na direção perpendicular ao processamento e para fornecer um método de instalação e ajuste de bocais de vaporização de um aparelho de resfriamento por vaporização usando dois ou mais tipos de bocais diferindo em quantidades de água e regiões de vaporização para obter uma faixa ampla de ajuste de quantidades de água.
O método de instalação e ajuste de bocais de vaporização da presente invenção tem como seu ponto principal os seguintes pontos, (1) até (4), para alcançar um resfriamento uniforme de placas de aço quente na direção perpendicular ao processamento:
(1) Um método de instalação e ajuste de bocais de vaporização de um aparelho de processamento e resfriamento equipado com uma multiplicidade de pares de cilindros de compressão para comprimir e processar
1L placas de aço quente e equipado com uma multiplicidade de linhas de bocais de vaporização, capazes de controlar as quantidades de água de resfriamento vaporizadas, entre pares de cilindros de compressão na direção do processamento e/ou na direção perpendicular ao processamento, sendo o referido método de instalação e ajuste de bocais de vaporização caracterizados pela instalação dos bocais de vaporização de modo que um valor de uma força n das pressões de impacto da água de resfriamento sobre a superfície de resfriamento integrada na direção do processamento entre pares de cilindros de compressão fique dentro de -20% do mais alto valor na direção perpendicular ao processamento, onde, 0,05 < n < 0,2.
(2) Um método de instalação e ajuste de bocais de vaporização, conforme estipulado em (1), caracterizado por usar uma multiplicidade de tipos de bocais que diferem em quantidades de água ou regiões de vaporização de água de resfriamento para cada linha de bocais entre pares de cilindros de compressão.
(3) Um método de instalação e ajuste de bocais de vaporização, conforme estipulado em (1) ou (2), caracterizado pelo fato de que os bocais de vaporização têm estruturas que possibilitam uma vaporização mista de água e ar.
(4) Um aparelho de resfriamento de placas de aço quente caracterizado pelo ajuste da instalação de bocais de vaporização usando o método conforme estipulado em qualquer uma das reivindicações de (1) até (3). BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A figura 1 é uma projeção de uma instalação convencional de bocal resultando em quantidades constantes de água na direção perpendicular ao processamento.
A figura 2 (a) é um gráfico que mostra a relação entre a quantidade de água e a capacidade de resfriamento no mesmo bocal.
A figura 2 (b) é um gráfico que mostra a relação entre a pressão de impacto da água de resfriamento e a capacidade de resfriamento no mesmo bocal.
A figura 2 (c) apresenta uma projeção lateral (i) e uma projeção frontal (ii) que mostra a relação posicionai entre o bocal de vaporização 1 e faixas M1, M2, M3 na região de vaporização 2.
A figura 3 (a) fornece projeções explanatórias da região de vaporização de um bocal alongado, onde (i) é uma projeção lateral e (ii) é uma projeção frontal.
A figura 3 (b) fornece projeções explanatórias da região de vaporização de um bocal de cone completo, onde (i) é uma projeção lateral e (ii) é uma projeção frontal.
A figura 4 é um gráfico que mostra a relação entre a pressão de impacto da água de resfriamento e a capacidade de resfriamento de oito tipos de bocais mostrados na figura 3 (a) e figura 3 (b), diferindo em quantidades de água, pressões de cabeçote e regiões de vaporização.
A figura 5 (a) fornece uma projeção lateral (i) e uma projeção frontal (ii) para explicar um aparelho de teste de resfriamento com a instalação de uma linha de bocais na direção perpendicular ao processamento.
A figura 5 (b) fornece uma projeção lateral (i) e uma projeção frontal (ii) para explicar um aparelho de teste de resfriamento com a instalação de bocais em uma configuração em ziguezague em duas linhas na direção perpendicular ao processamento.
A figura 6 (a) é um gráfico que mostra a distribuição da capacidade de resfriamento e a distribuição da pressão de impacto da água de resfriamento na direção perpendicular ao processamento na instalação de bocais da figura 5 (a).
A figura 6 (b) é um gráfico que mostra a distribuição da capacidade de resfriamento e a distribuição da pressão de impacto da água de resfriamento na direção perpendicular ao processamento na instalação de bocais da figura 5 (b).
A figura 7 é um gráfico que mostra a relação entre o valor da força de 0,1 da proporção de valor mais baixo e valor mais alto, na direção perpendicular ao processamento, dos valores de pressão de impacto da água de resfriamento sobre a superfície de resfriamento integrada na direção de processamento com a proporção do valor mais baixo e valor mais alto da capacidade de resfriamento na direção perpendicular ao processamento.
A figura 8 fornece uma projeção lateral (i) e uma projeção frontal (ii) para explicar uma instalação de bocais de um aparelho de teste de resfriamento com um ângulo em torção em uma linha.
A figura 9 fornece uma projeção lateral (i) e uma projeção frontal (ii) para explicar uma instalação de bocais de vaporização de um aparelho de teste de resfriamento de diferentes tipos e especificações em duas linhas.
A figura 10 (a) fornece uma projeção lateral (i) e uma projeção frontal (ii) para explicar um aparelho de teste de resfriamento usado para estudar a presente invenção, isto é, um aparelho de teste de resfriamento usando um método convencional de ajuste de bocais de vaporização.
A figura 10 (b) fornece uma projeção lateral (i) e uma projeção frontal (ii) para explicar um aparelho de teste de resfriamento usado para estudar a presente invenção, isto é, um aparelho de teste de resfriamento usando um método de ajuste de bocais de vaporização da presente invenção.
A figura 11 (a) é um gráfico comparando a distribuição de quantidades de água na direção perpendicular à placa de aço entre o aparelho de resfriamento da presente invenção e o aparelho de resfriamento convencional.
A figura 11 (b) é um gráfico comparando a distribuição da pressão de impacto da água de resfriamento na direção perpendicular à placa de aço entre o aparelho de resfriamento da presente invenção e o aparelho de resfriamento convencional.
A figura 11 (c) é um gráfico comparando a distribuição da temperatura da superfície do material de aço na direção perpendicular à placa de aço entre o aparelho de resfriamento da presente invenção e o aparelho de resfriamento convencional.
MELHOR MODO DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO
Os inventores investigaram e pesquisaram os fatores que contribuem com o resfriamento no resfriamento de vaporização. Os resultados experimentais desta (R&D) Pesquisa & Desenvolvimento serão explicados com referência aos desenhos.
No resfriamento de um elemento fixo a ser resfriado por um só bocal, conforme mostrado na figura 2(c), os valores médios das quantidades de água e capacidades de resfriamento foram medidos nas faixas de 20 mm x 20 mm M1, M2, M3 da faixa de 300 mm x 40 mm (região de vaporização 2) da vaporização de água de resfriamento a partir de um bocal alongado (bocal de vaporização 1) com um índice de fluxo de 100 l/min e uma pressão de cabeçote de 0,3 MPa instalado em uma posição onde a distância L a partir da extremidade frontal do bocal em relação à superfície de resfriamento se torna 150 mm e onde dividida pelo valor mais alto dos valores de medição (quantidade de água e capacidade de resfriamento da faixa M1) para tornálas sem dimensão (normalizá-las). A faixa M1 é a faixa de 20 mm x 20 mm posicionada na superfície frontal exata do bocal de vaporização 1, a faixa M2 é a faixa de 20 mm x 20 mm adjacente à faixa M1 e a faixa M3 é a faixa de 20 mm x 20 mm adjacente à faixa M2. Estas faixas M1, m2 e M3 estão instaladas em série ao longo da direção longitudinal da região de vaporização 2. Observar que para a capacidade de resfriamento, foi operado um teste de resfriamento usando como o elemento de resfriamento material de aço laminado para estruturas gerais (SS400) de uma espessura de placa de 20 mm aquecida a 900gC. O coeficiente de transferência de calor medido no momento de uma temperatura de superfície de material de aço de 300-C foi usado para avaliação como capacidade de resfriamento.
No que diz respeito à distribuição da capacidade de resfriamento na região de vaporização 2, ao comparar as capacidades de resfriamento das faixas M1, M2 e M3, conforme apresentado na figura 2(a), verificou-se que ocorre uma diferença na capacidade de resfriamento mesmo em posições na mesma vaporização de bocal onde as quantidades de água são substancialmente as mesmas. Isto é, no caso de resfriamento por vaporização, os fatores que contribuem para o resfriamento não são apenas as quantidades de água. Acredita-se que vários fatores, tais como a velocidade das gotas de líquido, o tamanho das gotas de líquido, o ângulo de impacto das gotas de líquido sobre o elemento resfriado etc. atuem de modo intrincado.
Os inventores descobriram que o fator de resfriamento capaz de expressar de modo abrangente estes diversos fatores de resfriamento, inclusive as quantidades de água, é a pressão de impacto da água de resfriamento.
Os inventores mediram a distribuição da pressão de impacto da água de resfriamento ponderado às faixas de 20 mm x 20 mm de M1, M2, M3 usando o mesmo bocal e a mesma instalação como aquela usada para a figura 2(a) acima. Isso é mostrado juntamente com a distribuição de capacidade de resfriamento na figura 2(b). Observar que como a proporção de pressões de impacto, foi usado o valor medido da pressão de impacto da água de resfriamento (valor médio) dividido pelo maior valor dos valores medidos para torná-lo sem dimensão (normalizá-lo) e adicionalmente multiplicado pela força de 0,1. Deste modo, a força de 0,1 da pressão de impacto da água de resfriamento e a capacidade de resfriamento se igualam extremamente bem.
Além disso, os inventores investigaram a relação entre a pressão de impacto da água de resfriamento diretamente sob o bocal e a capacidade de resfriamento usando oito tipos de bocais diferindo em quantidades de água, pressões de cabeçote e regiões de vaporização, mostrados na tabela 1.
Tabela 1
| Taxa de fluxo | Pressão do cabeçote | Região de vaporização | Pressão de impacto de água de resfriamento exatamente sob o bocal | ||
| Tipo de bocal | [1/min] | [MPa] | [mm x mm] | [MPa] | |
| A | Alongado 1 | 100 | 0,3 | 300x40=12000 | 0,0052 |
| B | Alongado 2 | 65 | 0,125 | 350x50=17500 | 0,0019 |
| C | Alongado 2 | 100 | 0,3 | 350x50=17500 | 0,0026 |
| Taxa de fluxo | Pressão do cabeçote | Região de vaporização | Pressão de impacto de água de resfriamento exatamente sob o bocal | ||
| D | Alongado 3 | 33 | 0,3 | 250x70=17500 | 0,0021 |
| E | Alongado 4 | 65 | 0,5 | 250x60=15000 | 0,0069 |
| F | Alongado 4 | 50 | 0,3 | 250x60=15000 | 0,0053 |
| G | Alongado 5 | 100 | 0,3 | 250x60=15000 | 0,0013 |
| H | Cone total | 100 | 0,3 | ¢70=3850 | 0,0077 |
Observar que o bocal de vaporização 1 mostrado na figura 3(a) é um bocal alongado onde a região de vaporização 2 torna-se alongada em uma direção, enquanto que o bocal de vaporização 1, mostrado na figura 3(b), é um bocal de cone total onde a região de vaporização 2 torna-se um círculo. Em decorrência, conforme mostrado na figura 4, independente dos tipos, especificações e regiões de vaporização dos bocais, a representação pela mesma relação torna-se possível. Ao levar em consideração a seguinte equação <1>, a pressão de impacto da água de resfriamento P [MPa], é possível encontrar o coeficiente de transferência de calor h[W/(m2.K)].
h = 33300 xP°‘1 <1>
Neste teste, o resultado foi que o coeficiente de transferência de calor foi proporcional à força 0,1 da pressão de impacto da água de resfriamento, mas se considerar um erro de medição etc., o coeficiente de transferência de calor pode ser considerado proporcional à força n da pressão de impacto da água de resfriamento e o valor de n pode ser considerado como sendo na faixa de 0,05 até 0,2.
Isso demonstra que a presente invenção não é dependente do tipo de especificações dos bocais sendo realmente uniforme para o aparelho de resfriamento usando dois ou mais tipos de bocais diferindo em tipos e especificações de bocais.
Além disso, os inventores investigaram a relação entre a unifor m idade do resfriamento na direção perpendicular ao processamento e a pressão de impacto da água de resfriamento em caso de resfriamento de um elemento resfriado em movimento usando múltiplos bocais.
A figura 5 (a) e figura 5 (b) mostram o aparelho de teste de resfriamento em resumo. Conforme mostrado na figura 5 (a), entre os pares frontais e posteriores dos cilindros de compressão 5, 5 placas de aço de transporte de placa de aço como um elemento de resfriamento 3, os inventores instalaram três bocais alongados (bocais de vaporização 1), com regiões de vaporização em formato alongado, voltados para cima a uma distância de bocal SO de 150 mm na direção perpendicular ao processamento, ajustaram o elemento resfriado 3 de modo que a distância entre as extremidades frontais dos bocais e o elemento resfriado 3 tornou-se 150 mm, e moveram o elemento resfriado 3 a uma velocidade de 1 m/s para o teste de resfriamento. Além disso, conforme mostrado na figura 5(b), os mesmos instalaram cinco bocais alongados (bocais de vaporização 1) voltados para cima a uma distância de bocal SO de 150 mm e uma distância S1 na direção do processamento de 200 mm em configuração de ziguezague e efetuaram um teste de resfriamento similar. Observar que, no que diz respeito à capacidade de resfriamento, do mesmo modo como no caso da figura 2, os inventores efetuaram um teste de resfriamento usando conforme o elemento resfriado 3, uma placa com espessura de 20 mm de material de aço laminado para estruturas em geral (SS400) aquecida a 9009C. O coeficiente de transferência de calor medido a uma temperatura de superfície de material de aço de 300eC foi usada para avaliar como a capacidade de resfriamento. Observar que cada bocal de vaporização 1 é abastecido com água de resfriamento através de um cabeçote 4.
A pressão de impacto da água de resfriamento foi medida pela instalação de sensores de pressão a intervalos de 20 mm na direção perpendicular ao processamento na superfície de um elemento resfriado não aquecido 3 atingido pela água de resfriamento na instalação de bocal da figura 5(a) e da figura 5(b), medindo continuamente a pressão de impacto da água de resfriamento a intervalos de 0,01 s a medida que movimentava o elemento resfriado 3 por uma velocidade de 1 m/s e derivando o valor integrado das pressões de impacto da água de resfriamento medidas entre os pares de cilindros de compressão 5,5. Além disso, os mesmos dividiram isso pelo valor integral da pressão máxima de impacto da água de resfriamento para torná-lo sem dimensão (normalizando-o) e descobriram a distribuição da pressão de impacto da água de resfriamento na direção perpendicular ao processamento.
A distribuição da capacidade de resfriamento e distribuição da pressão de impacto da água de resfriamento na direção perpendicular ao processamento na instalação do bocal da figura 5(a) são mostradas na figura 6(a). Além disso, a distribuição da capacidade de resfriamento e distribuição da pressão de impacto da água de resfriamento na direção perpendicular ao processamento na instalação do bocal da figura 5(b) são mostradas na figura 6(b). As ordenadas destas figuras indicam os valores da capacidade máxima para torná-lo sem dimensão (normalizando-o) e o valor da pressão de impacto da água de resfriamento dividida pelo valor da pressão máxima de impacto de água de resfriamento para torná-lo sem dimensão (normalizando-o) e ainda multiplicado pela força de 0,1. A partir da figura 6(a), a área próxima a 0 mm que fica exatamente acima de um bocal torna-se a maior pressão de impacto de água de resfriamento e capacidade de resfriamento, enquanto as áreas de ± 50 até 75 mm entre os bocais torna-se a menor pressão de impacto de água de resfriamento e capacidade de resfriamento. Esses, apesar de diferirem um pouco na medida, exibem do mesmo modo tendências similares na figura 6(b), assim verificou-se que a distribuição da capacidade de resfriamento na direção perpendicular ao processamento e a distribuição do valor de pressão de impacto da água de resfriamento em relação à força 0,1 se igualam bem.
Os inventores modificaram o intervalo do bocal SO na direção perpendicular ao processamento usando esta configuração e investigaram a relação entre a distribuição da capacidade de resfriamento na direção perpendicular à placa de aço e a distribuição na direção perpendicular ao processamento do valor da força de 0,1 da pressão de impacto da água de res friamento integrada na direção do processamento. Os mesmos descobriram a distribuição da pressão de impacto da água de resfriamento exigida para efetuar um resfriamento uniforme na direção perpendicular à placa de aço. Em decorrência, os inventores descobriram que, conforme mostrado na figura 7, por meio da instalação dos bocais de vaporização de modo que o valor mais baixo do valor da força de 0,1 da pressão de impacto da água de resfriamento na superfície de resfriamento integrada na direção de processamento fica dentro -20% do valor mais alto na direção perpendicular ao processamento, a mais baixa capacidade de resfriamento pode ser mantida dentro de, pelo menos, 10% da mais alta capacidade de resfriamento na direção perpendicular ao processamento e o resfriamento uniforme torna-se possível.
O estudo desta figura 7 foi efetuado modificando a força de 0,1 para a força de 0,05 e a força de 0,2, mas ao manter o valor integrado da pressão de impacto da água de resfriamento dentro de -20% do valor mais alto na direção perpendicular ao processamento, o resfriamento uniforme torna-se possível na direção perpendicular ao processamento em substancialmente da mesma maneira conforme o tempo da força de 0,1. A partir disso, pode ser afirmado que a distribuição na direção perpendicular ao processamento do valor integrado da pressão de impacto da água de distribuição sobre a superfície de resfriamento em relação à força de 0,5 até 0,2 torna-se um indicador para resfriamento uniforme na direção perpendicular à placa de aço.
Além disso, no que diz respeito à faixa na qual a integração é possível na direção de processamento, os inventores modificaram o intervalo do bocal S1 na direção de processamento e investigaram os resultados, por meio dos quais os mesmos descobriram que quando a velocidade de processamento é 0,25 m/s até 2 m/s e quando a extensão entre os pares de cilindros de compressão 5, 5 é 2 m ou menos, é desejável tornar a faixa de integração toda a extensão entre os pares de cilindros de compressão.
Observar que, conforme mostrado na figura 8, mesmo se não modificar o intervalo do bocal SO na direção perpendicular ao processamen to, mas modificar o ângulo O de torção do bocal, conforme mostrado na figura 9, mesmo ao usar dois ou mais tipos de bocais diferindo em quantidades de água e regiões de vaporização em combinação, o resfriamento uniforme na direção perpendicular ao processamento pode ser alcançado pela instalação de bocais de vaporização de modo que o valor de pressão de impacto da água de resfriamento na superfície de resfriamento integrada na direção de processamento fica dentro de -20% do valor mais alto na direção perpendicular ao processamento.
Além disso, quando não ocorrem quaisquer regiões de interferência de água de resfriamento, é possível medir ou criar fórmulas padrão para a pressão de impacto da água de resfriamento para tipos e especificações individuais de bocais instalados, encontrar a distribuição de pressão de impacto de água de resfriamento para o caso de virtualmente instalar uma multiplicidade destes bocais e ajustar a instalação de modo que o valor da pressão de impacto da água de resfriamento integrada na direção de processamento fique dentro de -20% do valor mais alto da direção perpendicular ao processamento de modo a alcançar um resfriamento uniforme na direção perpendicular à direção de processamento.
Além disso, mesmo ao vaporizar água e ar misturado, pela instalação de bocais de modo que o valor das pressões de impacto sobre a superfície de resfriamento adicionados na direção do processamento fique dentro de -20% do valor mais alto na direção perpendicular ao processamento, a capacidade de resfriamento mais baixa é mantida dentro de aproximadamente 10% da mais alta capacidade de resfriamento e pode ser alcançado um resfriamento uniforme na direção perpendicular ao processamento. EXEMPLOS
A figura 10 (a) e a figura 10 (b) mostram a instalação de bocais de vaporização no aparelho de teste de resfriamento usado para o estudo da presente invenção. A figura 10(a) mostra um aparelho de resfriamento com a instalação de bocais planos (bocais de vaporização 1) pelo método convencional de instalação e ajuste de bocais de vaporização de modo que as quantidades de água de resfriamento tornem-se iguais na direção perpendi cular ao processamento, enquanto a figura 10(b) mostra um aparelho de resfriamento de instalação de bocais alongados (bocais de vaporização 1) pelo método e instalação e ajuste de bocais de vaporização da presente invenção de modo que o valor da força n das pressões de impacto da água de resfriamento integrada na direção do processamento fique dentro de -20% do valor mais alto na direção perpendicular ao processamento. Neste exemplo, n=0,1. Estes aparelhos de resfriamento foram usados para testes de resfriamento e comparados entre si. Esses usaram as mesmas instalações de bocais (SO=75 mm, L=150 mm) e quantidades de água para resfriar materiais de aço laminado para estruturas em geral (SS400) de espessura de 20 mm x 300 mm de largura e 200 mm de extensão de aproximadamente 900eC até aproximadamente 4009C por aproximadamente 20 segundos. As proporções destas quantidades de água, as proporções de forças de 0,1 de pressões de impacto de água de resfriamento e uma comparação da distribuição das temperaturas de superfície após o resfriamento estão apresentadas na figura 11 (a), figura 11 (b) e figura 11 (c). Observar que a distribuição da temperatura da superfície após o resfriamento foi medida usando um termômetro de foco luminoso.
Conforme está claro a partir da figura 11 (a), figura 11 (b) e figura 11 (c), no método convencional de instalação de bocais de vaporização, comparado com o método da presente invenção de instalação de bocais de vaporização, a distribuição das quantidades de água de resfriamento na direção perpendicular ao processamento é uniforme, mas ocorrem temperaturas irregulares no mesmo intervalo como o intervalo dos bocais de vaporização. No entanto, o método de instalação de bocais da presente invenção, onde o valor da força de 0,1 das pressões de impacto da água de resfriamento integrado na direção do processamento fica dentro de -20% do valor mais alto na direção perpendicular ao processamento, resulta em uma distribuição mais uniforme das temperaturas da superfície que a instalação convencional de bocais de vaporização. Consequentemente, em um aparelho de resfriamento onde a instalação de bocais é ajustada pelo método de ajuste de bocais de vaporização da presente invenção, é possível um resfria mento uniforme na direção perpendicular ao processamento. APLICABILIDADE INDUSTRIAL
De acordo com a presente invenção, em um aparelho de resfriamento usando bocais de vaporização, ao utilizar tipos de bocais e instalação de bocais, definindo como o fator de resfriamento a nunca antes considerada pressão de impacto de água de resfriamento, é possível fabricar um aparelho de resfriamento que apresenta uma alta uniformidade de resfriamento na direção perpendicular ao processamento.
Isto é, é possível categorizar a capacidade de resfriamento pelo fator de resfriamento da pressão de impacto da água de resfriamento, assim ao ajustar experimentalmente uma instalação de bocais, mesmo se não utilizar realmente uma placa quente para realizar o teste de resfriamento, é possível encontrar uma instalação de bocais que fornece uma alta uniformidade de resfriamento na direção perpendicular ao processamento por obter experimentalmente a distribuição na direção perpendicular ao processamento do valor da força n das pressões de impacto integradas na direção do processamento. Além disso, ao tomar conhecimento da distribuição da pressão na superfície de impacto para o bocal usado, é possível encontrar uma instalação de bocais que fornece uma alta uniformidade de resfriamento na direção perpendicular ao processamento através do cálculo da distribuição na direção perpendicular ao processamento do valor da força n das pressões de impacto integradas na direção de processamento.
Além disso, de acordo com o método de instalação e ajuste dos bocais de vaporização da presente invenção, mesmo ao utilizar dois ou mais tipos de bocais que diferem em quantidades de água e regiões de vaporização, é alcançada uma uniformidade de resfriamento similar na direção perpendicular ao processamento, portanto é possível efetuar um aparelho de resfriamento por vaporização que apresenta uma capacidade uniforme de resfriamento na direção perpendicular ao processamento e que tem uma ampla faixa de ajustes de quantidades de água.
Além disso, a presente invenção possibilita um ajuste de uma instalação de bocais de vaporização que podem efetuar um resfriamento uniforme da mesma maneira, mesmo em bocais de vaporização que tem estruturas que possibilitem uma mistura de vaporização de água e ar.
Claims (6)
- REIVINDICAÇÕES1. Método de instalação e ajuste de bocais de vaporização de um aparelho de processamento e resfriamento equipado com uma multiplicidade de pares de cilindros de compressão (5) para a compressão e processamento de placas de aço quente (3) e equipado com uma ou mais linhas de bocais de vaporização (1), capazes de controlar as quantidades de água de resfriamento vaporizadas, entre a referida multiplicidade de pares de cilindros de compressão (5), em que cada uma das referidas linhas compreende uma pluralidade de bocais de vaporização e está disposta perpendicularmente na direção de processamento, sendo o dito método caracterizado pela instalação e pelo ajuste de bocais de vaporização (1) de modo que uma distribuição de valores j Pn entre dois limites da placa de aço na direção perpendicular ao processamento não seja menos do que 80% do seu maior valor, em que p é uma pressão de impacto [P] da água de resfriamento na superfície de resfriamento, j Pn é o valor da força n de P [P7], integrada na direção de processamento entre pares de cilindros de compressão (5), e 0,05 < n < 0,2.
- 2. Método de instalação e ajuste de bocais de vaporização de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os bocais de vaporização (1) têm estruturas que possibilitam uma vaporização mista de água e ar.
- 3. Aparelho de resfriamento de placas de aço quente, caracterizado pelo ajuste da instalação de bocais de vaporização usando o método como definido na reivindicação 1.
- 4. Aparelho de resfriamento para resfhar uma placa de aço quente, caracterizado por compreender uma multiplicidade de pares de cilindros de compressão (5) para a compressão e transporte de placas de aço quente (3), e uma ou mais linhas de bocais de vaporização (1), entre os referidos pares de cilindros de compressão (5), em que cada uma das referidas linhas compreende uma pluralidade de bocais de vaporização e está disposta perpendicularmente na direção de transporte, em que a referida uma ou mais linhas de bocais de vaporização (1) está instalada e ajustada de modoPetição 870190093890, de 19/09/2019, pág. 5/10 que uma distribuição de valores J Pn entre dois limites da placa de aço na direção perpendicular à direção do transporte não seja menos do que 80% do seu maior valor, em que P é uma pressão de impacto da água de resfriamento na superfície de resfriamento, J Pn é o valor da força n de P integra5 da na direção de processamento entre pares de cilindros de compressão (5), e 0,05 < n < 0,2.
- 5. Aparelho de resfriamento de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a referida uma ou mais linhas de bocais compreende uma pluralidade de tipos de bocais diferindo em quantidades de10 regiões de vaporização ou água da água de resfriamento.
- 6. Aparelho de resfriamento de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os referidos bocais de vaporização terem estruturas que permitem a pulverização mista de água e ar.
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