BRPI0702831A2 - aparelho de resfriamento de placa de aço quente, método de resfriamento de placa de aço quente, e programa - Google Patents
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Abstract
APARELHO DE RESFRIAMENTO DE PLACA DE AçO QUENTE, MéTODO DE RESFRIAMENTO DE PLACA DE AçO QUENTE, E PROGRAMA. A presente invenção refere-se a um aparelho para o resfriamento controlado da placa de aço quente enquanto restringe e transporta a placa por meio de cilindros de restrição de forma horizontal que é barato e permite o controle contínuo da capacidade de resfriamento através de uma faixa ampla, isso é, um aparelho de resfriamento para pulverizar a placa de aço quente enrolada a quente e transferida entre os pares de cilindros de restrição com água de resfriamento proveniente da pluralidade de linhas dos bocais de pulverização de forma a resfriar a mesma, aparelho esse que possui linhas de bocais de pulverização de resfriamento suave e linhas de bocais de pulverização de resfriamento forte com formatos de orifícios diferentes e permite o controle contínuo da capacidade de resfriamento através de uma faixa ampla devido ao fato de um valor integrado máximo de pressão de impacto de água de resfriamento das linhas dos bocais de pulverização de resfriamento suave e um valor integrado mínimo de pressão de impacto de água de resfriamento das linhas de bocais de pulverização de resfriamento forte serem contínuos.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHODE RESFRIAMENTO DE PLACA DE AÇO QUENTE, MÉTODO DE RES-FRIAMENTO DE PLACA DE AÇO QUENTE, E PROGRAMA".
Antecedentes da Invenção
1. Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a um aparelho para o resfriamen-to controlado de uma placa de aço quente obtida pelo enrolamento a quenteenquanto é transportada horizontalmente restringida por cilindros de restri-ção, mais particularmente, refere-se a um aparelho de resfriamento de placade aço quente permitindo o controle de faixa de largura contínuo da capaci-dade de resfriamento, um método de resfriamento de placa de aço quente, eum programa.
2. Descrição da Técnica Relacionada
A fim de se aperfeiçoar as propriedades mecânicas, capacidadede trabalho e de solda da placa de aço, por exemplo, a prática geral tem sidose resfriar de forma acelerada um material de aço em um estado de altatemperatura imediatamente após o enrolamento a quente enquanto setransporta a placa em uma linha de rolamento de forma a fornecer um histó-rico de resfriamento predeterminado para o material de aço. A capacidadede resfriamento necessária difere de acordo com o tipo, finalidade, etc. domaterial de aço. O desenvolvimento de um aparelho de resfriamento quepermite a seleção da faixa de controle da estabilidade de resfriamento comuma boa precisão e em uma faixa ampla é exigido.
Como um aparelho de resfriamento capaz de controlar a capaci-dade de resfriamento em uma faixa ampla, existe um aparelho de resfria-mento utilizando bocais de dois fluidos (ar e água). No entanto, os bocais dedois fluidos apresentam estruturas de bocal complexas, que se tornam facil-mente obstruídas, portanto, o custo de produção e de manutenção do apare-lho se torna alto. Adicionalmente, o controle de pressão do ar e/ou da água écomplexo e é difícil se manter a razão de ar/água constante. A capacidadede resfriamento muda de acordo com essa razão de ar/água. Dessa forma,o aparelho de resfriamento descrito acima apresenta o problema de umcontrole sofisticado e a manutenção de equipamento serem necessários afim de se controlar com precisão a capacidade de resfriamento.
Por outro lado, quando da utilização dos bocais de pulverização,a capacidade de resfriamento pode ser controlada pelo ajuste da quantidadede água do bocal, mas se as pressões de carga do bocal forem pequenas, éimpossível se garantir uma variedade de padrões de pulverização, portanto,a faixa de controle da capacidade de resfriamento se estreita em compara-ção com o caso de utilização de bocais de dois fluidos.
Adicionalmente, como um método de controle da capacidade deresfriamento, a publicação de patente japonesa (A) Nq 10-216821 ilustra ummétodo de divisão do aparelho de resfriamento em uma pluralidade de blo-cos de resfriamento em uma direção de transferência da placa de aço e con-trole do suprimento de água de resfriamento para cada bloco de resfriamen-to para ligar/deslizar as unidades dos blocos de resfriamento individuais ouunidades dentre a pluralidade de blocos de resfriamento. Nesse caso, noentanto, em um bloco de resfriamento no qual o suprimento de água de res-friamento é ligado, a taxa de resfriamento perto da superfície do material deaço se torna instantaneamente muito grande, portanto, a rigidez da superfí-cie sobe e, de acordo com o tipo de material de aço, o alongamento neces-sário do material de aço pode não mais ser garantido.
Adicionalmente, a publicação de patente japonesa (A) Nq 10-291019 ilustra um método de controle da capacidade de resfriamento, emum aparelho de resfriamento que resfria uma placa de aço pela passagemde água de resfriamento ao longo de sua direção longitudinal, pelo movimen-to do ponto onde a água de resfriamento entra em contato com a placa deaço ao longo da direção longitudinal da placa de aço de forma a mudar umcomprimento de contato da água de resfriamento e placa de aço. No entan-to, esse é um método de pulverização de um gás dentro de um espaço entrea placa de aço e a água de resfriamento para mover o ponto de contato, por-tanto, visto que um gás tem menor densidade em comparação com a água,uma taxa de fluxo muito grande é necessária, de forma que o custo de fun-cionamento se torna alto.Como um método de controle da capacidade de resfriamentodas formas de aço, a publicação de patente japonesa (A) N9 7-157826 ilustraum método de controle do desempenho de resfriamento sobre uma faixaampla pelo ajuste da inclinação da pulverização da água de resfriamento apartir dos bocais de água de resfriamento alinhados na direção de transportedo material de aço, mas nesse caso, também, um mecanismo de ajuste deinclinação dos bocais de água de resfriamento se torna necessário, portanto,existe um problema de os custos de produção e manutenção do aparelho deresfriamento se tornarem muito altos.
Sumário da Invenção
A presente invenção foi criada para se solucionar os problemasacima, refere-se a um aparelho para o resfriamento controlado da placa deaço quente enquanto restringe e transporta a placa pelos cilindros de restri-ção de forma horizontal, e possui um objetivo de propor um aparelho de res-friamento barato de placa de aço quente, um método de resfriamento da pla-ca de aço quente, e um programa que permite o controle contínuo da capa-cidade de resfriamento através de uma faixa ampla.
Um aparelho de resfriamento da presente invenção é um apare-lho de resfriamento de placa de aço quente fornecida com uma pluralidadede pares de cilindros de restrição para restringir e transportar a placa de açoquente de forma horizontal e pulverizar as superfícies superior e inferior daplaca de aço quente entre os pares adjacentes de cilindros de restrição comágua de resfriamento a partir de uma pluralidade respectiva de linhas de bo-cais de pulverização de modo a resfriar a placa de aço quente, o dito apare-Iho de resfriamento da placa de aço quente caracterizado pelo fato de pos-suir linhas de bocais de pulverização de resfriamento suave, cada um possu-indo um valor integrado de pressão de impacto de água de resfriamento bai-xo, definido como o valor de n energia da pressão de impacto de água deresfriamento integrada entre um par de cilindros de restrição na direção detransporte, e linhas de bocais de pulverização de resfriamento forte, cada umpossuindo um valor integrado de pressão de impacto de água de resfriamen-to grande e tornando o valor integrado de pressão de impacto de água deresfriamento máximo das ditas linhas de bocais de pulverização de resfria-mento suave e o valor integrado de pressão de impacto de água de resfria-mento mínimo das ditas linhas de bocais de pulverização de resfriamentoforte iguais e conectando as regiões de flutuação dos valores integrados depressão de impacto de água de resfriamento de dois tipos de linhas de bo-cais de pulverização, onde, 0,05 < n < 0,2.
Adicionalmente, uma linha de bocais de pulverização de resfria-mento forte pode ser disposta no lado de entrada da placa de aço quenteentre os pares de cilindros de restrição.
Adicionalmente, o valor integrado de pressão de impacto de á-gua de resfriamento máximo das ditas linhas dos bocais de pulverização deresfriamento forte e o valor integrado de pressão de impacto de água de res-friamento mínimo quando utilizando simultaneamente as ditas linhas de bo-cais de pulverização de resfriamento suave e as ditas linhas de bocais depulverização de resfriamento forte podem ser iguais.
De acordo com a presente invenção, a partir de um aspecto dife-rente, é fornecido um método de resfriamento restringindo e transportando aplaca de aço quente horizontalmente por uma pluralidade de pares de cilin-dros de restrição e pulverizando as superfícies superior e inferior da placa deaço quente entre os pares adjacentes de cilindros de restrição com água deresfriamento a partir de uma pluralidade respectiva de linhas de bocais depulverização de forma a resfriar a placa de aço quente, um aparelho de res-friamento para trabalhar esse método de resfriamento caracterizado pelofato de possuir linhas de bocais de pulverização de resfriamento suave, cadauma possuindo um valor integrado de pressão de impacto de água de resfri-amento baixo, definido como o valor de n energia da pressão de impacto deágua de resfriamento integrada entre um par de cilindros de restrição na di-reção do transporte, e linhas de bocais de pulverização de resfriamento for-tes, cada uma possuindo um valor integrado de pressão de impacto de águade resfriamento grande e tornando o valor integrado de pressão de impactoda água de resfriamento máximo das ditas linhas dos bocais de pulverizaçãode resfriamento suave e o valor integrado de pressão de impacto de água deresfriamento mínimo das ditas linhas de bocais de pulverização de resfria-mento forte iguais e conectando as regiões de flutuação dos valores integra-dos de pressão de impacto de água de resfriamento dos dois tipos de linhasdos bocais de pulverização, onde, 0,05 < n < 0,2.
Adicionalmente, de acordo com a presente invenção, e a partirde um aspecto diferente, é fornecido um programa para fazer com que umcomputador realize o método de resfriamento acima da placa de aço.
Breve Descrição dos Desenhos
Esses e outros objetivos e características da presente invençãose tornarão mais claros a partir da descrição a seguir das modalidades pre-feridas fornecidas com referência aos desenhos em anexo, nos quais:
A figura 1 é um gráfico ilustrando a relação entre uma quantida-de de água e uma capacidade de resfriamento em uma região de pulveriza-ção de um bocal;
A figura 2 é uma vista explicativa ilustrando um bocal e sua regi-ão de pulverização;
A figura 3 é uma tabela ilustrando a quantidade de água, pres-sões de carga de bocal, faixas de pulverização, e pressões de impacto deágua de resfriamento de oito tipos de bocais;
A figura 4(a) é uma vista explicativa ilustrando a região de pulve-rização de um bocal oval, e (b) é uma vista explicativa ilustrando a região depulverização de um bocal cônico cheio;
A figura 5 é um gráfico ilustrando as relações entre as pressõesde impacto de água de resfriamento e capacidades de resfriamento para osoitos tipos de bocais na figura 3;
A figura 6 é um gráfico ilustrando a relação entre a pressão eimpacto de água de resfriamento e a capacidade de resfriamento na regiãode pulverização de um bocal;
A figura 7 é uma vista explicativa ilustrando uma linha geral daconstituição de um aparelho de resfriamento de acordo com a presente in-venção;
A figura 8 é uma vista plana ilustrando uma disposição de bocaisentre pares de cilindros de restrição do aparelho de resfriamento;
A figura 9 é uma vista explicativa de um aparelho de resfriamen-to em um caso de utilização apenas as linhas de bocais de pulverização deresfriamento suave;
A figura 10 é uma vista explicativa de um aparelho de resfria-mento em um caso de utilização de apenas as linhas de bocais de pulveriza-ção de resfriamento forter
A figura 11 é uma vista explicativa de um aparelho de resfria-mento em um caso de utilização simultânea das linhas de bocais de pulveri-zação de resfriamento suave e linhas de bocais de pulverização de resfria-mento forte;
A figura 12 é um gráfico ilustrando as relações do valor integradoda densidade de água, pressão de carga de bocal, e pressão de impacto deágua de resfriamento; e
A figura 13 é um gráfico ilustrando a relação entre a densidadede água de resfriamento e o coeficiente de transferência de calor quando atemperatura de superfície de material de aço é de 300°C.Descrição das Modalidades Preferidas
De acordo com a presente invenção, é fornecido um aparelho deresfriamento da placa de aço quente fornecido com uma pluralidade de pa-res de cilindros de restrição para restringir e transportar a placa de aço quen-te de forma horizontal e pulverizar as superfícies superior e inferior da placade aço quente entre os pares de cilindros de restrição com água de resfria-mento a partir de uma pluralidade de linhas de bocais de pulverização pararesfriar a placa de aço quente, o dito aparelho de resfriamento dispondo li-nhas de bocais de pulverização de resfriamento suave e linhas de bocais depulverização de resfriamento forte e selecionando os formatos de orifício debocal de forma que um valor integrado de pressão de impacto de água deresfriamento máximo das linhas de bocais de pulverização de resfriamentosuave e um valor integrado de pressão de impacto de água de resfriamentomínimo das linhas de bocais de pulverização de resfriamento forte se tornemcontínuos, onde um aparelho barato que permite o controle da capacidadede resfriamento através de uma ampla faixa se torna possível.
A invenção será explicada em maiores detalhes abaixo. Primei-ro, os resultados das experiências de pesquisa e desenvolvimentos conduzi-das pelos inventores para investigação e estudo dos fatores que contribuempara o resfriamento no resfriamento por pulverização serão explicados deacordo com os desenhos.
Se houver investigação da distribuição da capacidade de resfri-amento em uma área de pulverização, no caso de resfriamento de um meioresfriado em descanso por um único bocal, como ilustrado na figura 1, seráesclarecido que uma diferença na capacidade de resfriamento de 4% oumais ocorre mesmo em uma posição na qual a diferença na quantidade deágua na faixa de pulverização de um único bocal é de 2% ou menos. Isso é,no caso de resfriamento por pulverização, se considera que o fator que con-tribui para a capacidade de resfriamento não é apenas a quantidade de á-gua, mas uma variedade de fatores tal como velocidade de gotejamento,diâmetro de gota, e ângulo de impacto de gotas sobre o corpo resfriado, tudointeragindo de forma complexa.
A figura 1 ilustra os resultados obtidos pela medição dos valoresmédios das quantidades de água e capacidades de resfriamento dentro defaixas de 20 mm x 20 mm M1, M2, e M3 quando a água de resfriamento porpulverização para uma faixa de 300 mm x 40 mm (zona de bocal 2) de umbocal oval (bocal de pulverização 1) disposto em um local a uma distância Lde uma superfície resfriada ilustrada na figura 2 de 150 mm e possuindouma taxa de fluxo de 100 litros/min e uma pressão de carga de bocal de 0,3MPa e dividindo esses valores pelo valor máximo dos valores de mediçãopara tornar os mesmos impossíveis de se dimensionar (normalizar os mes-mos). Note-se que para a capacidade de resfriamento, um teste de resfria-mento foi realizado pela utilização de um material de aço enrolado de usoestrutural geral (SS400) possuindo uma espessura de placa de 20 mm a-quecida a 900°C como corpo resfriado. O coeficiente de transferência decalor medido no momento em que a temperatura de superfície de materialde aço estava em 300°C foi utilizado para avaliação como capacidade deresfriamento.
Descobriu-se que o fator de resfriamento capaz de expressar deforma completa a variedade desses fatores de resfriamento incluindo asquantidades de água é a pressão de impacto da água de resfriamento.
Investigou-se que as relações das pressões de impacto da águade resfriamento logo abaixo dos bocais e as capacidades de resfriamentopela utilização dos oito tipos (A a H) de bocais possuindo quantidades dife-rentes de água, as pressões de carga de bocal, e as zonas de pulverizaçãoilustradas na tabela da figura 3. Note-se que, como ilustrado na figura 4, umbocal oval 1 é um que possui uma zona de pulverização 2 que assume umformato oblongo, longo em uma direção, e um bocal cônico cheio 1 é um quepossui uma zona de pulverização 2, que assume um formato circular. Comoresultado disso, como ilustrado na figura 5, independentemente do tipo, es-pecificações, e zona de pulverização do bocal, existe uma relação constanteentre as pressões de impacto de água de resfriamento e as capacidades deresfriamento. A equação a seguir (1) pode ser derivada. Pelo registro dapressão de impacto de água de resfriamento P [MPa] nessa equação (1), ocoeficiente de transferência de calor h [W/m2k] (capacidade de resfriamento)pode ser encontrado.
h = 33300 x P0'1 (1)
Isso ilustra que a capacidade de resfriamento pode ser previstapela medição da pressão de impacto da água de resfriamento mesmo nosbocais que diferem do tipo e das especificações de bocal, isso é, formatosde orifício.
Adicionalmente, nesse teste, descobriu-se que o coeficiente detransferência de calor é proporcional a 0,1 de energia da pressão de impactode água de resfriamento, mas se for considerado o erro de medição, etc.,acredita-se que o coeficiente de transferência de calor seja proporcional àenergia n da pressão de impacto de água de resfriamento e acredita-se queo valor de n esteja dentro de uma faixa de 0,05 a 0,2.
Os valores obtidos pela medição da distribuição de pressão deimpacto da água de resfriamento medidos em uma faixa de 20 mm x 20 mmpara o mesmo bocal e a mesma disposição que os utilizados na figura 1 ex-plicada acima (bocal de pulverização 1), pela divisão dos mesmos pelo valormáximo dos valores de medição de pressão de impacto para tornar os mes-mos impossíveis de se dimensionar (normalizar os mesmos), e pela obten-ção da energia 0,1 dos mesmos e distribuição de capacidade de resfriamen-to são ilustrados juntos na figura 6. Dessa forma, a equação (1) pode seraplicada a todas as posições diferentes dentro de uma única faixa de pulve-rização por bocal, e é possível se prever a capacidade de impacto de acordocom a pressão de impacto da água de resfriamento.
No caso de um aparelho de resfriamento fornecido com uma plu-ralidade de pares de cilindros de restrição para restrição e transporte da pla-ca de aço quente de forma horizontal, o fluxo de água de resfriamento acu-mulado na superfície superior da placa é bloqueado pelos pares de cilindrosde restrição, portanto, a seção mínima para o controle de resfriamento setorna o espaço entre os pares de cilindros de restrição. Normalmente, pelaalteração contínua da quantidade de água de resfriamento alimentada nessaseção, o controle contínuo da capacidade de resfriamento é possível.
No entanto, no método de alteração contínua da quantidade deágua de resfriamento alimentada para um tipo de bocal, quando a reduçãoda quantidade de água suprida para os bocais e a pressão de carga de bo-cal se tornam pequenas, um padrão de pulverização adequado não pode sergarantido e a uniformidade de resfriamento é degradada. Por essa razão, naprática, a pressão de carga de bocal se torna uma faixa de cerca de 0,04MPa a 0,3 MPa. Se se expressar a faixa de ajuste da taxa de fluxo pela ra-zão da quantidade mínima de água e a quantidade máxima de água, cercade 1:3 se torna a faixa controlável. Nesse momento, se se expressa a pres-são de impacto da água de resfriamento pela razão da pressão de impactona quantidade máxima de água, a mesma se torna cerca de 1:10 a 1:20.
Portanto, como a faixa de controle da capacidade de resfriamento, quandose calcula a razão da capacidade de resfriamento quando, por exemplo, atemperatura da superfície de material de aço é de 300°C a partir da equação(1), cerca de 1:1,5 se torna o limite.Portanto, pela utilização da equação (1) derivada pelos presen-tes inventores, um aparelho de resfriamento fornecido com as linhas de doistipos de bocais de pulverização possuindo formatos de orifício diferentesmas possuindo faixas de capacidade de resfriamento contínuas e, dessaforma, possuindo uma faixa de controle de resfriamento ampla é proposto.Aqui, os bocais possuindo um grande valor integrado de pressão de impactode água de resfriamento dentro da faixa de pulverização quando a pressãode carga de bocal é igual a 0,3 MPa são definidos como "bocais de pulveri-zação de resfriamento forte", e bocais possuindo um valor integrado depressão de impacto de água de resfriamento pequeno são definidos com"bocais de pulverização de resfriamento suave". Adicionalmente, o valor in-tegrado de pressão de impacto de água de resfriamento é o valor de energian da pressão de impacto de água de resfriamento integrada entre os paresde cilindros de restrição na direção do transporte. A unidade se torna[MPaf m (0,05 < n < 0,2).
Adicionalmente, pela disposição das linhas de bocais de pulveri-zação de resfriamento forte no lado de entrada da placa de aço quente, en-tre os pares de cilindros de restrição, em comparação com o caso de dispo-sição de linhas de bocais de pulverização de resfriamento suave no lado deentrada da placa de aço quente, entre os pares de cilindros de restrição, auniformidade de resfriamento na direção perpendicular ao transporte é aper-feiçoada. A razão disso é considerada como sendo o fato de o tempo de res-friamento de uma região de ebulição de filme que causa facilmente o resfri-amento irregular possa ser encurtado pelo resfriamento forte imediatamenteapós o início do resfriamento.
Um aparelho de resfriamento 10 de acordo com a presente in-venção será explicado de forma breve pela utilização das figuras 7 a 11.
O aparelho de resfriamento 10, por exemplo, como ilustrado nafigura 7, é fornecido com uma pluralidade de pares de cilindros de restrição11 dispostos em uma direção horizontal ao longo da direção de transportede uma placa de aço quente 3. Cada par de cilindros de restrição 11 é cons-tituído de dois cilindros de restrição dispostos na parte superior e inferior. Aplaca de aço quente 3 é transportada em um estado intercalado entre essescilindros de restrição superior e inferior. Entre os pares adjacentes de cilin-dros de restrição 11, as linhas J dos bocais de pulverização de resfriamentoforte constituídas, cada uma, de uma pluralidade de bocais de pulverizaçãode resfriamento forte 12 e as linhas K de bocais de pulverização de resfria-mento suave, cada uma, constituídas de uma pluralidade de bocais de pul-verização de resfriamento suave 13 são dispostas em paralelo nessa se-qüência na direção do transporte. As linhas J dos bocais de pulverização deresfriamento forte e as linhas K dos bocais de pulverização de resfriamentosuave são dispostas na parte superior e inferior de forma a intercalar a placade aço quente 3 no percurso de transporte e podem pulverizar água de res-friamento nas superfícies superior e inferior da placa de aço quente 3. Adi-cionalmente, os bocais de pulverização de resfriamento forte 12 e os bocaisde pulverização de resfriamento suave 13 são dispostos em linhas na dire-ção de largura perpendicular com a direção de transporte como ilustrado nafigura 8. Note que as linhas dos bocais de pulverização de resfriamento forte12 e os bocais de pulverização de resfriamento suave 13 não são limitadas alinhas únicas e pode ser uma pluralidade de linhas.
A figura 9 é uma vista explicativa ilustrando um estado no qualapenas as linhas J dos bocais de pulverização de resfriamento forte pulveri-zam a água de resfriamento entre pares adjacentes de cilindros de restrição11 do aparelho de resfriamento 10, a figura 10 é uma vista explicativa ilus-trando um estado no qual apenas as linhas K dos bocais de pulverização deresfriamento suave injetam água de resfriamento, e a figura 11 é uma vistaexplicativa ilustrando um estado no qual as linhas K dos bocais de pulveriza-ção de resfriamento suave e as linhas J dos bocais de pulverização de res-friamento forte pulverizam simultaneamente a água de resfriamento. A fim dese manter a uniformidade de resfriamento na direção da largura da placa deaço quente 3, os bocais 12 e 13 são dispostos de forma que os valores inte-grados na direção do transporte das pressões de impacto de pulverização deágua de resfriamento nas linhas J e K se tornem uniformes na direção delargura. Note que, nas figuras de 9 a 11, zonas de pulverização de resfria-mento forte onde a água de resfriamento pulverizada a partir dos bocais depulverização de resfriamento forte 12 atinge a placa de aço quente 3 serãoindicados por 12a, e as zonas de pulverização de resfriamento suave onde aágua de resfriamento pulverizada a partir dos bocais de pulverização de res-friamento suave 13 atinge a placa de aço quente 3 serão indicadas por 13a.
Os bocais 12 e 13 das linhas J de bocais de pulverização de res-friamento forte e das linhas K dos bocais de pulverização de resfriamentosuave são utilizados dentro da faixa de pressão de carga de bocal determi-nada a partir da capacidade de bomba de alimentação de água de resfria-mento como ilustrado na figura 12. Adicionalmente, os bocais 12 e 13 sãoselecionados de forma que o valor integrado de pressão de impacto de águade resfriamento de todas as linhas K de bocais de pulverização de resfria-mento suave no valor máximo da faixa de pressão de carga de bocal daslinhas de bocais de pulverização de resfriamento suave 13 (o valor integradomáximo de pressão de impacto de água de resfriamento das linhas K dosbocais de pulverização de resfriamento suave) e o valor integrado de pres-são de impacto de água de resfriamento de todas as linhas J dos bocais depulverização de resfriamento forte no valor mínimo da faixa de pressão decarga de bocal das linhas de bocais de pulverização de resfriamento forte 12(o valor mínimo integrado de pressão de impacto de água de resfriamentodas linhas J dos bocais de pulverização de resfriamento forte) se tornem osmesmos. Devido a isso, as regiões de flutuação dos valores integrados depressão de impacto de água de resfriamento das linhas K dos bocais de pul-verização de resfriamento suave e das linhas J dos bocais de pulverizaçãode resfriamento forte podem ser tornadas contínuas e como resultado disso,uma faixa contínua de controle da capacidade de resfriamento pode ser ob-tida no caso onde os bocais de pulverização de resfriamento suave 13 sãoutilizados e no caso onde os bocais de pulverização de resfriamento forte 12são utilizados.
Adicionalmente, o limite inferior do valor integrado de pressão deimpacto de água de resfriamento de todas as linhas de bocal de pulveriza-ção K e J no caso onde os bocais de pulverização de resfriamento forte 12 eos bocais de pulverização de resfriamento suave 13 pulverizam simultanea-mente água é determinado para se tornar igual ao valor integrado de pres-são de impacto de água de resfriamento das linhas J dos bocais de pulveri-zação de resfriamento forte no valor máximo da faixa de pressão de cargade bocal dos bocais de pulverização de resfriamento forte 12 (o valor inte-grado de pressão de impacto de água de resfriamento máximo das linhas Jdos bocais de pulverização de resfriamento forte). Devido a isso, uma faixacontínua de controle da capacidade de resfriamento pode ser obtida no casoonde a água de resfriamento é pulverizada simultaneamente pela utilizaçãode bocais de pulverização de resfriamento forte 12 e bocais de pulverizaçãode resfriamento suave 13 e nesse caso onde a água de resfriamento é pul-verizada pela utilização apenas dos bocais de pulverização de resfriamentoforte 12. Note que o valor integrado mínimo de pressão de impacto de águade resfriamento de todas as linhas de bocal de pulverização K e J1 no casoonde os bocais de pulverização de resfriamento forte 12 e os bocais de pul-verização de resfriamento suave 13 pulverizam simultaneamente água, édeterminado de forma a se tornar igual ao valor integrado máximo de pres-são de impacto de água de resfriamento das linhas J dos bocais de pulveri-zação de resfriamento forte, por exemplo, por uma unidade de controle 30(ilustrada na figura 7) para controlar as pressões de impacto da água de res-friamento dos bocais de pulverização 12 e 13 (ilustrados na figura 7). Porexemplo, a unidade de controle 30 é um computador que possui uma partede armazenamento de programa e roda um programa P armazenado nessaparte de armazenamento de programa para determinar o valor integrado depressão de impacto da água de resfriamento descrito acima. Note-se que, nafigura 7, a unidade de controle 30 é ilustrada conectada às linhas KeJ dosbocais de pulverização na parte ilustrada pelas linhas interrompidas por mo-tivos de conveniência, mas as pressões de impacto da água de resfriamentode todos os bocais de pulverização 12 e 13 podem ser controladas.
Na figura 12, os bocais de pulverização de resfriamento suave13 foram configurados na pressão máxima de carga de bocal e os bocais depulverização de resfriamento forte 12 foram ajustados para configurar umlimite inferior dos valores integrados de pressão de impacto de água de res-friamento de todas as linhas de bocal de pulverização K e J no caso onde osbocais de pulverização de resfriamento forte 12 e os bocais de pulverizaçãode resfriamento suave 13 são utilizados simultaneamente de modo a se tor-narem iguais ao valor integrado máximo de pressão de impacto de água deresfriamento das linhas J dos bocais de pulverização de resfriamento forte.
Quando a capacidade de resfriamento (coeficiente de transferência de calor)é elevada para mais do que esse limite inferior, os bocais de pulverização deresfriamento forte 12 são ajustados pelo valor acima do limite inferior vistoque os bocais de pulverização de resfriamento suave 13 são configuradospara a pressão de carga de bocal máxima.
O que é importante aqui é que a faixa da capacidade de resfria-mento das linhas K dos bocais de pulverização de resfriamento suave, a fai-xa da capacidade de resfriamento das linhas J dos bocais de pulverizaçãode resfriamento forte, e a faixa da capacidade de resfriamento quando utili-zando simultaneamente as linhas J dos bocais de pulverização de resfria-mento forte e as linhas K dos bocais de pulverização de resfriamento suavesão contínuas. As faixas de quantidade de água utilizadas não precisam,necessariamente, ser continuas. Como um exemplo das partes onde as quan-tidades de água utilizadas são descontínuas, na figura 12, existem partes on-de as densidades de água se tornam descontínuas nas partes de 0,5 a 1,5.
Se se expressar a faixa de ajuste da taxa de fluxo quando seaplicar a invenção pela razão da quantidade mínima de água e a quantidademáxima de água, a faixa de controle se torna 1:3 para os bocais de pulveri-zação de resfriamento suave 13 e bocais de pulverização de resfriamentoforte 12, portanto, a faixa geral de ajuste da taxa de fluxo se torna 1:9 a 1:10ou uma faixa equivalente a do caso mencionado acima dos jatos de doisfluidos. Adicionalmente, como a faixa de controle da capacidade de resfria-mento quando da aplicação dessa invenção, a área de resfriamento podeser adicionada como um fator de controle de capacidade de resfriamento,portanto, a faixa de controle da capacidade de resfriamento se torna umafaixa larga de cerca de 1:3 a 1:5.Acima, as modalidades preferidas da presente invenção foramexplicadas com referência aos desenhos em anexo, mas a presente inven-ção não está limitada a tais exemplos. Está claro que os versados na técnicapodem vislumbrar várias modificações ou mudanças no escopo das idéiasdescrito nas reivindicações.
Exemplos
A figura 13 ilustra uma faixa de controle da capacidade de resfri-amento medida pelo correr de um teste de transporte e resfriamento de pla-ca pelo aparelho de resfriamento 10 da presente invenção. Como uma peçade teste, se utilizou um material de aço enrolado de uso estrutural geral(SS400) possuindo uma espessura de 20 mm, uma largura de 300 mm e umcomprimento de 200 mm fornecido com um elemento térmico em uma posi-ção de 1 mm de profundidade da superfície de resfriamento no centro dapeça de teste. A mesma foi transportada e resfriada de cerca de 900°C para100°C, o coeficiente de transferência de calor foi calculado a partir do histó-rico de temperatura, e a placa foi avaliada pelo coeficiente de transferênciade calor em diferentes densidades de água no momento em que a tempera-tura da superfície era de 300°C.
Como está claro a partir da figura 13, as faixas de controle dacapacidade de resfriamento dos bocais de pulverização de resfriamento su-ave 13 e bocais de pulverização de resfriamento forte 12 são contínuas. Adi-cionalmente, a faixa de controle da capacidade de resfriamento dos bocaisde pulverização de resfriamento forte 12 e a faixa de controle da capacidadede resfriamento no momento em que se utiliza simultaneamente os bocaisde pulverização de resfriamento suave 13 e os bocais de pulverização deresfriamento forte 12 são contínuas. A faixa de controle geral da capacidadede resfriamento é uma faixa ampla de 1:4.
A presente invenção é útil quando fornece um controle barato econtínuo da capacidade de resfriamento durante uma faixa ampla em umaparelho para o resfriamento controlado de placa de aço quente enquantorestringe e transporta a placa horizontalmente por meio de cilindros de res-trição.
Claims (5)
1. Aparelho de resfriamento da placa de aço quente fornecidocom uma pluralidade de pares de cilindros de restrição para restringir etransportar a placa de aço quente horizontalmente e pulverizar as superfíciessuperior e inferior da placa de aço quente entre pares adjacentes de cilindrosde restrição com água de resfriamento a partir da pluralidade respectiva delinhas de bocais de pulverização de forma a resfriar a placa de aço quente; odito aparelho de resfriamento de placa de aço quente sendo caracterizadopor possuir linhas de bocais de pulverização de resfriamento suave, cadauma possuindo um valor integrado pequeno de pressão de impacto de águade resfriamento, definido como o valor de energia n da pressão de impactode água dé resfriamento integrado entre um par de cilindros de restrição nadireção de transporte, e linhas de bocais de pulverização de resfriamentoforte, cada uma possuindo um grande valor integrado de pressão de impactode água de resfriamento e por tornar o valor integrado máximo da pressãode impacto de água de resfriamento das ditas linhas dos bocais de pulveri-zação de resfriamento suave e o valor integrado mínimo da pressão de im-pacto de água de resfriamento das ditas linhas dos bocais de pulverizaçãode resfriamento forte iguais e conectando as regiões de flutuação dos valo-res integrados de pressão de impacto de água de resfriamento dos dois tiposde linhas de bocais de pulverização, onde, 0,05 < n < 0,2.
2. Aparelho de resfriamento da placa de aço quente, de acordocom a reivindicação 1, no qual os bocais de pulverização de resfriamentoforte são dispostos em um lado de entrada da placa de aço quente entre ospares de cilindros de restrição.
3. Aparelho de resfriamento da placa de aço quente, de acordocom a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o valor integradomáximo da pressão de impacto de água de resfriamento das ditas linhasdos bocais de pulverização de resfriamento forte e o valor integrado mínimoda pressão de impacto de água de resfriamento quando utilizando simulta-neamente as ditas linhas dos bocais de pulverização de resfriamento suave,e as ditas linhas de bocais de pulverização de resfriamento forte seremtornados iguais.
4. Método de resfriamento que restringe e transporta a placa deaço quente horizontalmente por uma pluralidade de pares de cilindros derestrição e pulveriza as superfícies superior e inferior da placa de aço quenteentre pares adjacentes de cilindros de restrição com a água de resfriamentoa partir das respectivas pluralidades de linhas de bocais de pulverização demodo a resfriar a placa de aço quente, um aparelho de resfriamento paraaplicar esse método de resfriamento caracterizado por possuir linhas de bo-cais de pulverização de resfriamento suave, cada uma possuindo um valorintegrado de pressão de impacto de água de resfriamento pequeno, definidocomo o valor de energia n da pressão de impacto de água de resfriamentointegrada entre um par de cilindros de restrição na direção de transporte, elinhas de bocais de pulverização de resfriamento forte, cada uma possuindoum valor integrado de pressão de impacto de água de resfriamento grande epor igualar o valor integrado máximo de pressão de impacto de água de res-friamento das ditas linhas de bocais de pulverização de resfriamento suave eo valor integrado mínimo de pressão de impacto de água de resfriamentodas ditas linhas de bocais de pulverização de resfriamento forte iguais e co-nectar as regiões de flutuação dos valores integrados de pressão de impactode água de resfriamento dos dois tipos de linhas de bocais de pulverização,onde, 0,05 < n < 0,2.
5. Programa para fazer com que um computador execute o mé-todo de resfriamento de placa de aço quente, como definido na reivindicação 4.
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