BRPI1013732A2 - método de resfriamento e dispositivo de resfriamento de tira de aço laminada a quente - Google Patents

Abstract

MÉTODO DE RESFRIAMENTO E DISPOSITIVO DE RESFRIAMENTO DE TIRA DE AÇO LAMINADA A QUENTE. A presente invenção refere-se a um método de resfriamento de uma tira de aço laminada a quente, que passou por uma laminação de acabamento, incluindo: resfriar a tira de aço Iaminada a quente a partir de uma primeira temperatura não inferior a 600°C e não superior a 650°C a uma segunda temperatura não superior a 450°C, com água de resfriamento tendo a densidade de quantidade de água não inferior a 4 m3/m2/min e não superior a 10 m3/m2/min, em que com relação à área da superfície-alvo, a área de uma parte, onde uma pluralidade de jatos de aspersão da água de resfriamento colide diretamente na superfície-alvo, é pelo menos 80%.

Description

Relatório Descritivo da Patente de lnvenção para "MÉTODO DE

RESFRIAMENTO E DJSPOSITIVO DE RESFRIAMENTO DE TÍRA DE AÇO LAMINADA A QUENTE".

CAMPO TÉCNICO 5 A presente invenção refere-se a um método de resfriamento e a um dispositivo de resfriamento para resfriamento de uma tira de aço Iamina- . da a quente, enquanto alimentando a mesma que passou por uma Iamina- '" ção de acabamento para um processo de laminação a quente. Este pedido de patente reivindica a prioridade do pedido de pa- lO tente japonesa de n° 2009-116547, depositado na Repartição de Patentes Japonesas no dia 13 de maio de 2009, cujo conteúdo é incorporado por refe- rência no presente relatório descritivo.

b ANTECEDENTES Uma tira de aço laminada a quente, que tenha passado por uma 15 laminação de acabamento para um processo de Iaminação a quente (a se- guir, referida como "tira de aço"), é transportada de um laminador de aca- bamento a uma bobinadeira, por uso de uma mesa de saída. A tira de aço em transporte é resfriada a uma temperatura predeterminada, por meio de dispositivos de resfriamento, que são proporcionados acima e abaixo da me- 20 sa de saída, e, depois, é bobinada pela bobinadeira. Uma vez que a maneira de resfriamento da tira de aço, após passagem pela laminação de acaba- mento, tem uma influência significativa nas propriedades mecânicas da tira de aço, é importar resfriar uniformemente a tira de aço a uma temperatura predeterminada. 25 Usualmente, o resfriamento da tira de aço, após passagem pela iaminação de acabamento, é conduzido por uso, por exemplo, de água (a seguir, referida como "água de resfriamento"), como um meio refrigerante. Nesse caso, quando a tira de aço é resfriada com a água de resfriamento, um estado de resfriamento da tira de aço varia, dependendo da temperatura 30 da tira de aço. Por exemplo, em um processo de resfriamento laminar geral, como ilustrado na figura 9, (1) quando a tira é resfriada em um estado de ebulição em filme A, (2) quando a temperatura superficial T da tira de aço não é superior a aproximadamente 350°C, a tira de aço é resfriada em um estado de ebulição nucleado B, e (3) quando a temperatura superficial T da tira de aço está na faixa de temperaturas entre o estado de ebulição de filme A e o estado de ebulição nucleado B, a tira de aço é resfriada em um estado 5 de ebulição de transição C. Nesse caso, a "temperatura superficial" significa a temperatura de uma superfície de tira de aço com a água de resfriamento. ^ No estado de ebulição de filme A, quando a água de resfriamen- - to é ejetada na tira de aço, a água de resfriamento imediatamente é vapori- zada na superfície da tira de aço, com o que um filme de vapor cobre a su- lO perfície da tira de aço. Quando a tira de aço é resfriada no estado de ebuli-

W ção de filme A, uma vez que esse filme de vapor resfrie a tira de aço, um desempenho de resfriamento é baixo, mas o coeficiente de transferência . térmica h é substancialmente constante, como ilustrado na figura 9. Portan- to, como ilustrado na figura 10, o fluxo térmico (vazão térmica) Q diminui, na 15 medida em que a temperatura superficial T da tira de aço diminui. Geralmen- te, em um caso no qual a temperatura interna da tira de aço é alta, a tempe- ratura superficial é também alta, devido à condução térmica da parte de den- tro da tira de aço. Consequentemente, no estado de ebulição de filme A, uma parte da tira de aço, na qual a temperatura superficial é alta, esfria rapi- 20 damente, e uma parte da tira de aço, na qual a temperatura superficial é bai- xa, esfria lentamente. Por conseguinte, mesmo se a temperatura interna ou a temperatura superficial da tira de aço for variada localmente, o desvio de temperatura na tira de aço diminui, na medida em que o resfriamento pros- segue. 25 No estado de ebulição nucleado B, quando a água de resfria- mento é ejetada na tira de aço, a água de resfriamento entra em contato di- reto com a superfície da tira de aço, sem gerar o filme de vapor descrito a- cima. Portanto, o coeficiente de transferência térmica h da tira de aço, resfri- ada no estado de ebulição nucleado B, é maior do que o coeficiente de 30 transferência térmica h da tira de aço, resfriada no estado de ebulição de filme A, como ilustrado na figura 9. Além disso, como ilustrado na figura 10, o fluxo térmico Q diminui, na medida em que a temperatura superficial da tira de aço diminui.

Consequentemente, no estado de ebulição nucleado B, o desvio de temperatura na tira de aço diminui, na medida em que o resfria- mento prossegue, como no estado de ebulição de filme A.

Enquanto isso, o fluxo térmico Q NV/m2) pode ser calculado por uso da seguinte Fórmula (I),

5 na qual o H NV/(m2.K)) é o coeficiente de transferência térmica, o T(K) é a temperatura superficial da tira de aço, e o W(K) é a temperatura da água de resfriamento, ejetada na tira de aço.

Q = h x (T-W) ... Fórmula (I) No entanto, no estado de ebulição de transição C, no qual uma 10 parte de estado de ebulição de filme e uma parte de estado de ebulição de ebulição nucleada são geradas, uma parte resfriada pelo filme de vapor e uma parte colocada em contato direto com a água de resfriamento coexis-

] tem.

Nesse estado de ebulição de transição C, o coeficiente de transferência térmica h e o fluxo térmico Q aumentam, na medida em que a temperatura 15 superficial da tira de aço diminui. lsso é porque a área de contato, entre a água de resfriamento e a tira de aço, aumenta, na medida em que a tempe- ratura superficial da tira de aço diminui.

Consequentemente, uma parte na qual a temperatura superficial T da tira de aço é alta, isto é, uma parte na qual a temperatura interna é alta, 20 esfria lentamente, enquanto que uma parte, na qual a temperatura superficial da tira de aço é baixa, esfria rapidamente.

Por conseguinte, se uma variação de temperatura local ocorre na tira de aço, essa variação de temperatura aumenta significativamente. lsto é, durante o resfriamento da tira de aço no estado de ebulição de transição C, o desvio de temperatura na tira de aço 25 aumenta, na medida em que o resfriamento prossegue, isto é, é impossível atingir o resfriamento uniforme da tira de aço.

O Documento de Patente 1 descreve um método, incluindo uma etapa que interrompe o resfriamento, antes que seja atingida uma tempera- tura inicial de ebulição de transição, e uma etapa, que esfria subsequente- 30 mente a tira de aço com água de resfriamento, na densidade de quantidade de água (quantidade de água por unidade de área e unidade de tempo, for- necida à tira de aço), pela qual a água de resfriamento se transforma no es-

! Ç 4/32 tado de ebulição nucleado. Nesse método de resfriamento, com base no fato de que a temperatura inicial de estado de transição e a temperatura inicial de ebulição nucleada se deslocam para o lado de maior temperatura, na medi- da em que a densidade de quantidade de água da água de resfriamento, 5 ejetada na tira de aço, aumenta, após resfriamento da tira de aço no estado + * de ebulição de filme, a tira de aço é esfriada subsequentemente no estado de ebulição nucleado, por aumento da densidade de quantidade de água da " água de resfriamento.

DOCUMENTO DA TÉCNICA ANTERIOR 10 DOCUMENTO DE PATENTE Documento de patente 1 Pedido de patente japonesa não exa- .- minado, primeira publicação de n° 2008-110353 - DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

PROBLEMAS A SEREM RESOLVIDOS PELA INVENÇÃO 15 No entanto, no método descrito no Documento de Patente 1, a água de resfriamento, tendo a densidade de quantidade de água não superi- or a 3 m3/m2/min, é ejetada linearmente (em uma maneira em forma de bas- tão) na tira de aço. Os inventores conduziram estudos e verificaram depois que, quando o método, como descrito no Documento de Patente 1, é em- 20 pregado, é impossível evitar que a tira de aço seja resfriada no estado de ebulição de transição, e, desse modo, o desvio de temperatura aumenta na medida em que o resfriamento prossegue. Como descrito acima, o desvio de temperatura na tira de aço diminui, quando a tira de aço é esfriada no estado de ebulição de filme e no 25 estado de ebuiição nucleado. Consequentemente, se a tira de aço é esfriada apenas no estado de ebulição de filme e no estado de ebulição nucleado, de modo a evitar o estado de ebulição de transição, supõe-se que o desvio de temperatura na tira de aço, após o resfriamento no estado de ebulição nu- cleado, seja menor do que o desvio de temperatura na tira de aço, após o 30 resfriamento no estado de ebulição de filme. No entanto, de acordo com a Tabela 1 e a Tabela 2 do Docu- mento de Patente 1, o desvio de temperatura na tira de aço, no lado de saí-

da de uma segunda mesa de saída (estado de ebulição nucleado), é maior do que o desvio de temperatura na tira de aço, no lado de saída de uma se- gunda mesa de saída (estado de ebulição nucleado), é maior do que o des- vio de temperatura na tira de aço, no lado de saída de uma primeira mesa de 5 saída (estado de ebulição de filme). lsso é evidência de que, no método de e resfriamento descrito no Documento de Patente 1, o desvio de temperatura na tira de aço aumenta devido ao resfriamento da tira de aço no estado de - ebulição de transição. Consequentemente, por meio da técnica no Docu- mento de Patente 1, é impossível atingir o resfriamento uniforme da tira de 10 aço. A presente invenção é feita em vista dos problemas menciona- dos acima, e um objetivo da presente invenção é atingir um resfriamento uniforme de uma tira de aço laminada a quente, em um processo de resfria- mento de tira de aço laminada a quente, após passagem por uma laminação 15 de acabamento para um processo de laminação a quente.

MEÍOS PARA SOLUCIONAR OS PROBLEMAS A presente invenção emprega os métodos ou configurações a- presentados a seguir, para solucionar os problemas mencionados acima. (1) Um primeiro aspecto da presente invenção é um método de 20 resfriamento de uma tira de aço laminada a quente, que passou por uma laminação de acabamento. Nesse método, uma superfície-alvo da tira de aço é esfriada, de uma primeira temperatura não inferior a 600°C e não su- perior a 650°C a uma segunda temperatura não superior a 450°C, com água de resfriamento tendo a densidade de quantidade de água não inferior a 4 25 m3/m2/min e não superior a 10 m3/m2/min. Com relação à área da superfície- alvo, a área de uma parte, na qual uma pluralidade de jatos de aspersão da água de resfriamento colide diretamente na superflcie-alvo, é pelo menos 80%. (2) No método de resfriamento da tira de aço laminada a quente, 30 de acordo com (1), a água de resfriamento pode ser ejetada, de modo que ela colida na superfície-alvo com velocidade não inferior a 20 m/s. (3) No método de resfriamento da tira de aço laminada a quente,

de acordo com (1) ou (2), a água de resfriamento pode ser ejetada, de modo que ela colida na superfície-alvo com uma pressão não inferior a 2 kPa. (4) No método de resfriamento da tira de aço Iaminada a quente, de acordo com (1) ou (2), a água de resfriamento pode ser ejetada em uma 5 forma substancialmente cônica, e o ângulo de impacto da água de resfria- m mento com a superfície-alvo não pode ser inferior a 75 graus e não superior a 90 graus, quando visto da direção de laminação da tira de aço.

- (5) No método de resfriamento da tira de aço laminada a quente, de acordo com (1) ou (2), a água de resfriamento, que escoa em uma super- lO fície superior da tira de aço Iaminada a quente, pode ser bloqueada no lado a montante, a partir de uma posição na qual se inicia um suprimento de água de resfriamento, e a água de resfriamento, que escoa na superfície superior - da tira de aço laminada a quente, pode ser bloqueada no lado a jusante, de uma posição na qual o suprimento da água de resfriamento acaba. 15 (6) No método de resfriamento da tira de aço Iaminada a quente, de acordo com (1) ou (2), uma superfície superior e uma superfície inferior da tira de aço laminada a quente podem ser esfriadas, enquanto controlan- do-se um desempenho de resfriamento para a superfície superior da tira de aço laminada a quente, para que não seja inferior a 0,8 vez e não superior a 20 1,2 vez um desempenho de resfriamento para a superfície inferior da tira de aço laminada a quente. (7) No método de resfriamento da tira de aço laminada a quente, de acordo com (1) ou (2), apenas uma superfície inferior da tira de aço lami- nada a quente pode ser resfriada. 25 (8) Um segundo aspecto da presente invenção é um dispositivo de resfriamento, que esfria uma tira de aço laminada a quente, que tenha passado por uma laminação de acabamento. O dispositivo de resfriamento inclui um dispositivo de resfriamento rápido, que esfria uma superfície-alvo da tira de aço laminada a quente, de uma primeira temperatura não inferior a 30 600°C e não superior a 650°C a uma segunda temperatura não superior a 450°C, com água de resfriamento tendo a densidade de quantidade de água não inferior a 4 m3/m2/min e não superior a 10 m3/m2/min. Com relação à área da superfície-alvo, a área de uma parte na qual uma pluralidade de ja- tos de aspersão da água de resfriamento colide diretamente na superfície- alvo é pelo menos 80%. (9) No dispositivo de resfriamento, que resfria a tira de aço lami- 5 nada a quente de acordo com (8), o dispositivo de resfriamento rápido pode incluir uma pluralidade de bocas de aspersão, que ejetam a água de resfria- mento, a pluralidade de bocais de aspersão ejetando a água de resfriamen- to, de modo que ela colida na superfície-alvo com velocidade não inferior a 20 m/s. (10) No dispositivo de resfriamento, que resfria a tira de aço la- minada a quente de acordo com (8) ou (9), o dispositivo de resfriamento rá- pido pode incluir uma pluralidade de bocas de aspersão, que ejetam a água de resfriamento, a pluralidade de bocais de aspersão ejetando a água de resfriamento, de modo que ela colida na superfície-alvo com uma pressão não inferior a 2 kPa. (11) No dispositivo de resfriamento, que resfria a tira de aço la- minada a quente de acordo com (8) ou (9), cada uma da pIuralidade de bo- cas de aspersão pode ejetar água de resfriamento em uma forma substanci- almente cônica, e o ângulo de impacto da água de resfriamento com a su- perfície-alvo não pode ser inferior a 75 graus e não superior a 90 graus, quando visto da direção de laminação da tira de aço. (12) O dispositivo de resfriamento, que resfria a tira de aço Iami- nada a quente de acordo com (8) ou (9), pode ainda incluir: um primeiro me- canismo de bloqueio de água, que bloqueia a água de resfriamento, que es- coa em uma superfície superior da tira de aço laminada a quente, a partir de uma posição na qual se inicia um suprimento de água de resfriamento; e um segundo mecanismo de bloqueio de água de resfriamento, que bloqueia a água de resfriamento, que escoa na superfície superior da tira de aço lami- nada a quente, no lado a jusante, de uma posição na quai o suprimento da água de resfriamento acaba. (13) No dispositivo de resfriamento, que resfria a tira de aço la- minada a quente de acordo com a (12), o primeiro mecanismo de bloqueio

% l 8/32 de água pode incluir um primeiro bocal de bloqueio de água, que ejeta a á- gua de bloqueio para o Iado a montante, da superfície-alvo; e o segundo mecanismo de bloqueio de água pode incluir um segundo bocai de bloqueio de água, que ejeta a água de bloqueio para o lado a jusante, da superfície- 5 alvo. (14) No dispositivo de resfriamento, que resfria a tira de aço la- . minada a quente de acordo com a reivindicação (13), o primeiro mecanismo - de bloqueio de água pode incluir um primeiro cilindro de bloqueio de água, proporcionado no lado a jusante do primeiro bocal de bloqueio de água; e o 10 segundo mecanismo de bloqueio de água pode incluir um segundo cilindro de bloqueio de água, proporcionado no lado a montante do segundo bocal - de bloqueio de água.

- (15) No dispositivo de resfriamento, que resfria a tira de aço la- minada a quente de acordo com (8) ou (9), o dispositivo de resfriamento rá- 15 pido pode esfriar apenas uma superfície superior da tira de aço laminada a quente. (16) No dispositivo de resfriamento, que resfria a tira de aço Ia- minada a quente de acordo com (8) ou (9), o dispositivo de resfriamento rá- pido pode esfriar uma superfície superior e uma superfície inferior da tira de 20 aço laminada a quente, e um desempenho de resfriamento para a superfície superior da tira de aço laminada a quente não é inferior a 0,8 vez e não su- perior a 1,2 vez de um desempenho de resfriamento para a superfície inferi- or da tira de aço laminada a quente.

EFEITOS DA INVENÇÃO 25 De acordo com a presente invenção, se uma variação de tempe- ratura ocorrer localmente na tira de aço, uma parte na qual a temperatura é alta esfria rapidamente e uma parte na qual a temperatura é baixa esfria len- tamente, o desvio de temperatura na tira de aço Iaminada a quente fica uni- forme. Por conseguinte, o resfriamento uniforme da tira de aço pode ser ob- 30 tido. Em outras palavras, é preferível conduzir o resfriamento da tira de aço com a água de resfriamento, tendo uma densidade de quantidade de água de modo que a temperatura da superfÍcie-alvo da tira de aço diminua de uma primeira temperatura, não inferior a 600°C e não superior a 650°C, a uma segunda temperatura, não superior a 450°C. Nesse caso, a duração para o resfriamento no estado de ebulição de transição pode ser diminuída 5 abaixo de 2Õ°/o da duração, na qual uma parte da tira de aço passa por uma região na qual a tira de aço é esfriada com a água de resfriamento na densi- - dade de quantidade de água descrita acima (região de resfriamento rápido).

- Consequentemente, o desvio de temperatura na tira de aço laminada a quente, após passagem pela região de resfriamento rápido, pode ser igual 10 ou menor do que o desvio de temperatura na tira de aço Iaminada a quente, antes de passagem pela região de resfriamento rápido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS - A figura 1 é uma vista em perspectiva esquemática de uma ins- talação de laminação a quente, incluindo um dispositivo de resfriamento de 15 acordo com uma concretização da presente invenção. A figura 2 é uma vista lateral esquemática de um laminador de acabamento, um dispositivo de resfriamento e um mecanismo de bloqueio de água no lado a montante. A figura 3 é uma vista lateral esquemática do mecanismo de 20 bloqueio de água no lado a jusante, um dispositivo de resfriamento rápido e em mecanismo de bloqueio de água no lado a jusante. A figura 4A mostra um exemplo no qual bocais de aspersão são dispostos de modo que as seções de impacto de jato de aspersão cobrem pelo menos 80% da área de uma superfície-alvo da tira de aço. 25 A figura 4B mostra um exemplo no qual bocais de aspersão são dispostos de modo que as seções de impacto de jato de aspersão cobrem aproximadamente 80% da área de uma superfície-alvo da tira de aço. A figura 5 é um gráfico mostrando uma relação entre a tempera- tura de superfície da tira de aço e o coeficiente de transferência térmica. 30 A figura 6 é um gráfico mostrando uma relação entre a tempera- tura de superfície da tira de aço e o fluxo térmico. A figura 7 é um gráfico mostrando uma relação entre a duração do resfriamento e o fluxo térmico. A figura 8A é um gráfico mostrando uma relação entre a razão de uma duração para um resfriamento no estado de ebulição nucleado, e a razão do "desvio de temperatura após o resfriamento / desvio de temperatu- 5 ra antes do resfriamento". A figura 8B é um gráfico mostrando uma relação entre a densi- dade de quantidade de água da água de resfriamento e a razão do "desvio de temperatura após o resfriamento / desvio de temperatura antes do resfri- amento". A figura 9 é um gráfico mostrando uma relação entre a tempera- tura superficial da tira de aço e o coeficiente de transferência térmica, em um método de resfriamento de tira de aço geral. A figura 10 é um gráfico mostrando uma relação entre a tempe- ratura superficial da tira de aço e o fluxo térmico, em um método de resfria- mento de tira de aço geral.

CONCRETIZAÇÕES DA INVENÇÃO Os inventores verificaram que é vantajoso: (1) esfriar a tira de aço com água de resfriamento tendo a densi- dade de quantidade de água (quantidade de água por unidade de área e unidade de tempo, fornecida à tira de aço) não inferior a 4 m3/m2/min e não superior a 10 m3/m2/min, de modo que a temperatura da superfície-alvo da tira de aço diminua de uma primeira temperatura, não inferior a 600°C e não superior a 650°C, a uma segunda temperatura, não superior a 450°C; e (2) conduzir o resfriamento em uma condição na qual pelo me- nos 80% da superfície-alvo da tira de aço seja uma parte na qual uma plura- lidade dos jatos de aspersão da água de resfriamento colida diretamente na superfície-alvo da tira de aço, no ponto seguinte. lsto é, a duração para o resfriamento no estado de ebulição de transição pode ser menor do que 2Õ°/o da duração de resfriamento na região de resfriamento rápido, com o que é possível diminuir o desvio de tempera- tura na tira de aço após passar pela região de resfriamento rápido, a partir de que antes passando pela região de resfriamento rápido.

A seguir, uma concretização da presente invenção, que é deri- vada com base na descoberta acima, vai ser explicada com referência aos desenhos.

A figura 1 mostra uma vista esquemática de uma configuração 5 com base em um laminador de acabamento 2 em uma instalação de lamina-

. ção a quente, com um dispositivo de resfriamento 1, de acordo com esta concretização.

Na instalação de laminação a quente, uma tira de aço H é " transportada na velocidade de alimentação de aproximadamente 3 a 25 m/s, que é uma condição operacional normal. 10 Como mostrado na figura 1, a instalação de laminação a quente inclui um laminador de acabamento 2, que lamina continuamente a tira de aço H, que é descarregada de um forno de aquecimento (não mostrado), e

- depois laminada por um laminador de desbaste (não mostrado), um disposi- tivo de resfriamento 1, que resfria a tira de aço H, após passagem pela lami- 15 nação de acabamento, a, aproximadamente 350°C, e uma bobinadeira 3, que bobina a tira de aço H.

Entre o laminador de acabamento 2 e a bobina- deira 3, uma mesa de saída 4, com um laminador de mesa 4a, é proporcio- nada.

Depois, a tira de aço H, que é laminada pelo laminador de acabamen- to 2, é resfriada pelo dispositivo de resfriamento 1, enquanto é transportada 20 pela mesa de saída 4, e depois bobinada pela bobinadeira 3. Um dispositivo de resfriamento 10, que esfria a tira de aço H, imediatamente após passar pelo laminador de acabamento 2, é disposto no lado mais a montante no dispositivo de resfriamento 1, isto é, no lado a ju- sante imediato do laminador de acabamento 2. O dispositivo de resfriamento 25 10 tem uma pluralidade de bocais laminares 11, que ejetam a água de res- friamento na tira de aço H, como ilustrado na figura 2. A pluralidade de bo- cais laminares 11 é disposta em Iinha com a direção transversal da tira de aço H.

A densidade de quantidade de água ejetada dos bocais laminares 11 na tira de aço H pode ser, por exemplo, 1 m3/m2/min.

Depois, a tira de aço H, 30 que passou pelo laminador de acabamento 2 e tem uma superfície-alvo da tira de aço com uma temperatura não superior a 840°C e não inferior a 960°C, é esfriada de modo que a temperatura não atinja uma temperatura-

alvo não inferior a 600°C, com a água de resfriamento ejetada dos bocais laminares 11. A temperatura-alvo precisa ser mais alta do que a temperatura inicial da ebulição de transição da água de resfriamento, ejetada do bocal laminar 11, por pelo menos 30°C.

Por exemplo, se a temperatura for mais 5 alta do que a temperatura inicial da ebulição de transição por aproximada- m mente 1O°C, o ponto de impacto da água de resfriamento, ejetada do bocal laminar 11, no qual o desempenho de resfriamento é localmente alto, tende

" a atingir a temperatura inicial da ebulição de transição.

Consequentemente, é preferível que a temperatura-alvo seja mais alta do que a temperatura ini- lO cial da ebulição de transição por pelo menos 30°C.

Nesse meio tempo, a temperatura inicial da ebulição de transição varia, dependendo da densidade de quantidade de água, da velocidade de alimentação, da temperatura da água de resfriamento e similares.

Consequentemente, a temperatura pode - ser ajustada adequadamente com base no resultado da operação de teste 15 da instalação de laminação a quente.

Por exemplo, como é mostrado, a temperatura inicial da ebulição de transição aumenta, quando a densidade de quantidade de água da água de resfriamento, usada no resfriamento la- minar, é alta, consequentemente, a temperatura-alvo precisa ser aumentada.

Nesse meio tempo, na medida em que a velocidade de alimentação da tira 20 de aço diminui, a temperatura inicial da ebulição de transição aumenta.

Por exemplo, se a velocidade de alimentação for ajustada para que seja aproxi- madamente 2 m/s, que não é uma condição operacional normal, a tempera- tura vai ficar aproximadamente em 620°C.

Por outro lado, na medida em que a velocidade de alimentação aumenta, a temperatura inicial da ebulição de 25 transição diminui, isto é, se a velocidade de alimentação for ajustada para que seja aproximadamente 25 m/s, a temperatura vai ficar aproximadamente em 530°C.

Por exemplo, se a densidade de quantidade de água da água de resfriamento usada no resfriamento laminar for inferior a 1 m3/m2/min, a tem- peratura-alvo pode ser ajustada para ser uma temperatura baixa, tal como 30 600°C.

Nesse meio tempo, o dispositivo de resfriamento 10 pode conduzir resfriamento com ar, ou com uma mistura de ar e água (névoa). Um dispositivo de resfriamento rápido 20, que esfria a tira de aço

H que foi resfriada à temperatura-alvo pelo dispositivo de resfriamento 10, é proporcionado no lado a jusante do dispositivo de resfriamento 10, como ilustrado na figura 1. O dispositivo de resfriamento rápido 20 inclui uma plu- ralidade de bocais de aspersão 21, em posições voltadas para a superfície 5 da tira de aço, como ilustrado na figura 3. Todos os bocais de aspersão eje- tam a água de resfriamento de uma maneira cônica, no sentido da superfí- . cie-alvo da tira de aço.

O bocal de aspersão 21 pode ser disposto em uma " posição na qual a altura E da tira de aço H (a distância da superfície-alvo da tira de aço para a extremidade inferior do bocal de aspersão 21) não é inferi- lO or a 700 mm, por exemplo, 1.000 mm.

Isso possibilita evitar que a tira de aço H transportada H interfira com os bocais de aspersão 21 ou outros dispositi- . vos, com o que o dano aos bocais de aspersão 21 ou à tira de aço H pode ser impedido.

Enquanto isso, se a posição da extremidade inferior do bocal de aspersão 21 for ajustada para que seja aproximadamente 300 mm, com 15 um dispositivo para reter a tira de aço H, proporcionada no lado a montante da instalação, é possÍvel evitar que a tira de aço H interfira com o bocal de aspersão 21. Como ilustrado nas figuras 4A e 4B, os bocais de aspersão po- dem ser dispostos de modo que as seções de impacto de jato de aspersão 20 21a cubram pelo menos 80% da área da superfície-alvo da tira de aço.

Em outras palavras, os bocais de aspersão 21 ejetam a água de resfriamento, de modo que a água de resfriamento colida em pelo menos 80°6 da área da superfície-alvo da tira de aço no resfriamento rápido.

Na presente invenção, as seções de impacto de jato de aspersão 21a correspondem a uma parte 25 da superfície-alvo da tira de aço, na qual a água de resfriamento, ejetada dos bocais de aspersão 21, colide diretamente.

Além disso, a superfície-alvo da tira de aço corresponde à área S, definida por um produto de L e w, em que L é a distância do centro da seção de impacto de jato de aspersão 21a, disposta no lado mais a montante da seção de impacto de jato de aspersão 30 21a, para o centro da seção de impacto de jato de aspersão 21, disposta no Iado mais a jusante, e w é a largura da tira de aço H.

A figura 4A ilustra um exemplo no qual os bocais de aspersão 21 são dispostos de modo que as seções de impacto de jato de aspersão 21a cubram pelo menos 80% da á- rea superfície-alvo da tira de aço.

Ainda mais, a figura 4B ilustra um exemplo no qual os bocais de aspersão 21 são dispostos de modo que as seções de impacto de jato de aspersão 21a cubram pelo menos 80% da área superfí- 5 cie-alvo da tira de aço.

No resfriamento da tira de aço H, o desempenho de resfriamento é significativamente diferente entre uma parte de impacto de - jato de aspersão e uma parte sem impacto de jato de aspersão.

Consequen-

- temente, se a tira de aço incluir ambas a parte de impacto de jato de asper- são, resfriada com um alto desempenho de resfriamento, e a parte sem im- lO pacto de jato de aspersão, esfriada com um baixo desempenho de resfria- mento, ainda que a temperatura da superfície-alvo da tira de aço seja redu- - zida na parte de impacto de jato de aspersão, o calor de recuperação da par-

- te interna da tira de aço H provocado, devido à diminuição do desempenho de resfriamento na parte sem impacto de jato de aspersão, impede a redu- 15 ção da temperatura da superfície-alvo da tira de aço.

No estado de ebulição de filme e no estado de ebulição nucleado, nos quais uma relação entre a temperatura da superfície de resfriamento da tira de aço e o fluxo térmico é uma inclinação positiva, a obstrução não provoca um desvio de temperatura significativo com relação à diminuição do desvio de temperatura na tira de 20 aço H.

No entanto, no estado de ebulição de transição, devido ao impedi- mento da redução de temperatura da superfície de resfriamento da tira de aço, a duração para residência no resfriamento do estado de ebulição de transição aumenta, aumentando, desse modo, o desvio de temperatura.

Consequentemente, por disposição dos bocais de aspersão 21 de modo que 25 as seções de impacto de jato de aspersão 21a cubram pelo menos 80% da área da superfície-alvo da tira de aço, como ilustrado na figura 4A, é possÍ- vel fazer com que o resfriamento no estado de ebulição de transição seja menor do que 20% da duração na região de resfriamento rápido, com o que o aumento do desvio de temperatura pode ser evitado.

Além disso, se a 30 densidade de quantidade de água for suficientemente alta, como ilustrado na figura 4B, os bocais de aspersão podem ser dispostos de modo que as se- ções de impacto de jato de aspersão 21a cubram aproximadamente 8Õ°/o da área da superfície-alvo da tira de aço. lsso possibilita esfriar a tira de aço H em uma condição tal que a duração para o resfriamento no estado de ebuli- ção de transição, na região de resfriamento rápido, seja inferior a 20% da duração para o resfriamento na região de resfriamento rápido. Além disso, 5 no que se refere às regiões de impacto de jato de aspersão 21a da água de resfriamento, ejetada dos bocais de aspersão 21 correspondentes, é preferí- . vel que as seções de impacto de jato de aspersão 21a da água de resfria- " mento, ejetada dos bocais de aspersão 21, não interfiram entre si além do necessário. Ainda mais, ainda que a figura 4A ilustre um caso no qual todos 10 os bocais ejetam a água de resfriamento, todos os bocais não precisam eje- tar a água de resfriamento, se as seções de impacto de jato de aspersão 21a cobrirem pelo menos 80°6 da área da superfície-alvo da tira de aço.

- A densidade de quantidade de água da água de resfriamento, ejetada na superfície-alvo da tira de aço da superficie superior da tira de aço 15 H, dos bocais de aspersão 21, é ajustada para que não seja inferior a 4 m3/m2/min e não superior a 10 m3/m2/min. Quando a densidade de quantida- de de água é ajustada para que não seja inferior a 4 m3/m2/min, é possÍvel esfriar a tira de aço H em uma condição tal que a duração para o resfriamen- to no estado de ebulição de transição seja inferior a 20% da duração para o 20 resfriamento na região de resfriamento rápido. Enquanto isso, se a densida- de de quantidade de água for ajustada para que seja inferior a 6 m3/m2/min, mais certamente, é possÍvel esfriar a tira de aço H, em uma condição tal que a duração para o resfriamento no estado de ebulição de transição seja infe- rior a 2Õ°/o da duração para o resfriamento na região de resfriamento rápido. 25 Por exemplo, quando a temperatura inicial de estado de ebulição de transi- ção mencionada acima fica alta, é eficaz aumentar a densidade de quanti- dade de água. A densidade de quantidade de água de 10 m3/m2/min é o limi- te superior da densidade de quantidade de água, em uma condição opera- cional normal. Além disso, como ilustrado na figura 3, o ângulo de aspersão 30 (ângulo de espalhamento) cl da água de resfriamento é, por exemplo, não inferior a 3 graus e não superior a 30 graus, e o ângulo de impacto B do jato de água de resfriamento, com relação à superfície-alvo da tira de aço, quan-

do visto da direção horizontal, é, de preferência, não inferior a 75 graus e não superior a 90 graus.

Por exemplo, quando a água de resfriamento é eje- tada no sentido da direção descendente, na forma substancialmente cônica com o ângulo de aspersão Ol de 30 graus, o ângulo de impacto j3 do jato de 5 aspersão (jato de aspersão da parte central), no sentido da direção descen- dente vertical, é de 90 graus, e o ângulo de impacto do jato de aspersão da - parte circunferencial é de 75 graus.

É preferível que o ângulo de impacto B

" da água de resfriamento seja próximo de um ângulo reto, com relação à su- perfície da tira de aço H, uma vez que a pressão de impacto possa ser facil- lO mente aumentada, e a uniformidade na faixa de ejeção possa ser aperfeiço- ada.

Nesse caso, é possÍvel aperfeiçoar ambos o desempenho de resfria- mento e a uniformidade.

No entanto, é difícil fazer com que todos os ângulos de impacto de aspersão da água de resfriamento sejam um ângulo reto, em temos da disposição da instalação. 15 Além disso, a velocidade de impacto da água de resfriamento, com relação à superfície-alvo da tira de aço, não pode ser inferior a 20 m/s.

Ainda mais, a pressão de impacto não pode ser inferior a 2 kPa.

Ao empre- gar-se essa velocidade de impacto e/ou pressão de impacto, ainda que a tira de aço tenha uma forma irregular, de modo que a água residual tenda a ficar 20 na tira de aço, é possÍvel fazer com que o jato de aspersão de água de res- friamento atinja diretamente a superfície-alvo da tira de aço.

Se o jato de aspersão da água de resfriamento não atingir a superfície-alvo da tira de aço, o filme de vapor, formado na superfície-alvo da tira de aço, não pode ser purgado suficientemente, com o que a duração do resfriamento no esta- 25 do de ebulição de transição vai ficar longo.

Enquanto isso, se a velocidade de impacto for ajustada para que seja superior a 45 m/s, e a pressão de im- pacto for ajustada para que seja superior a 30 kPa, o efeito vai ficar satura- do.

Consequentemente, o limite superior da velocidade de impacto pode ser de 45 m/s, e o limite superior da pressão de impacto pode ser de 30 kPa. 30 Como ilustrado na figura 3, o dispositivo de resfriamento rápido 20 pode ter uma pluralidade de bocais de aspersão 22, que ejetam água de resfriamento na superfície inferior da tira de aço H, de sob a tira de aço H.

lsso possibilita o resfriamento rápido da tira de aço H e a diminuição da du- ração para o resfriamento no estado de ebulição de transição.

A densidade de quantidade de água, a velocidade de impacto ou a pressão de impacto da água de resfriamento, ejetada na superfície inferior da tira de aço H dos bo- 5 cais de aspersão 22, pode ser controlada para que seja equivalente àquela do bocal de aspersão 21. Mais especificamente, o desempenho de resfria- . mento dos bocais de aspersão 22, dispostos sob o lado da superfície inferior " da tira de aço H, pode ser controlado de modo que seja substancialmente equivalente ao desempenho de resfriamento dos bocais de aspersão 21, 10 dispostos acima do Iado da superfície superior da tira de aço H (mais especi- ficamente, não inferior a 0,8 vez e não superior a 1,2 vez do desempenho de resfriamento dos bocais de aspersão 21, dispostos acima do lado da super-

- fície superior da tira de aço H), sem considerar a influência da água de res- friamento na tira de aço H e da gravidade.

No entanto, ao considerar-se a 15 influência da água de resfriamento na tira de aço H e da gravidade, a densi- dade de quantidade de água, a velocidade de impacto ou a pressão de im- pacto da água de resfriamento, ejetada na superfície inferior da tira de aço H, pode ser controlada.

Depois, a tira de aço H, na qual a temperatura da superfície superior é reduzida a uma temperatura-alvo não inferior a 600°C 20 pelo dispositivo de resfriamento 10, é esfriada com a água de resfriamento, ejetada dos bocais de aspersão 21 e 22 do dispositivo de resfriamento rápi- do 20, de modo que a temperatura final da região de resfriamento rápido da tira de aço atinja a temperatura não superior a 450°C ou 400°C.

Essa tempe- ratura final da região de resfriamento rápido pode ser ajustada adequada- 25 mente, com base no estabelecimento de propriedade mecânica do aço, es- pessura da tira de aço H, ou assemelhados.

Além disso, uma vez que a temperatura final da região de resfriamento rápido varia, com base em vários fatores, tais como a densidade de quantidade de água, a espessura da tira de aço H e a velocidade de alimentação, essa temperatura pode ser ajusta- 30 da adequadamente, com base no resultado da operação de teste da instala- ção de laminação a quente.

Enquanto isso, o dispositivo de resfriamento rá- pido 20 pode ter uma configuração na qual apenas os bocais de aspersão 21 são dispostos acima do Iado da superfície superior da tira de aço H.

A tem- peratura inicial da região de resfriamento rápido e a temperatura final da re- gião de resfriamento rápido da tira de aço podem ser obtidas por medida da superfície da tira de aço com um termômetro de radiação.

No que se refere à 5 posição de medida, a temperatura inicial da região de resfriamento rápido

. pode ser medida nas vizinhanças do lado a montante da seção de impacto de jato de aspersão, disposta no lado mais a montante, e a temperatura final da região de resfriamento rápido pode ser medida nas vizinhanças do lado a jusante da seção de impacto de jato de aspersão, disposta no lado mais a 10 jusante.

No lado a jusante imediato do dispositivo de resfriamento rápido 20, como iiustrado na figura 1, um mecanismo de bloqueio de água 23 é proporcionado para impedir que a água de resfriamento, que é ejetada na superfície superior da tira de aço H, pelo dispositivo de resfriamento rápido 15 20, escoe para o lado a jusante do dispositivo de resfriamento rápido 20. O mecanismo de bloqueio de água 23 bloqueia a água de resfriamento esco- ando na superfície superior da tira de aço H, no lado a jusante da superfície- alvo da tira de aço, isto é, no lado a jusante de uma posição na qual o su- primento da água de resfriamento para o resfriamento rápido acaba.

O me- 20 canismo de bloqueio de água 23 pode incluir bocais de bloqueio de água 25, que ejetam água de bloqueio na superfície superior da tira de aço H.

Além disso, um cilindro de bloqueio de água 24 pode ser proporcionado na super- fície superior da tira de aço H, no lado a montante dos bocais de bloqueio de água 25. Nesse caso, o cilindro de bloqueio de água 24 pode impedir que a 25 maior parte da água de resfriamento escoe para o lado a jusante, e os bo- cais de bloqueio de água 25 bloqueiam ainda a água de resfriamento, con- sequentemente, a água de resfriamento pode ser removida com mais segu- rança, quando em comparação com o caso no qual apenas os bocais de bloqueio de água 25 são usados.

Ainda mais, é possÍvel reduzir o desempe- 30 nho do bocal de bloqueio de água 25. Dessa maneira, a água de resfriamen- to, que escoa na tira de aço H, é bloqueada.

Se o bloqueio de água for con- duzido inadequadamente, um fluxo de água irregular pode ocorrer na tira de aço H, provocando, desse modo, uma variação de temperatura.

No lado a montante imediato do dispositivo de resfriamento rápi- do 20 (o lado a jusante do dispositivo de resfriamento 10), como ilustrado na figura 1, um mecanismo de bloqueio de água no Iado a montante 26 é pro- 5 porcionado para impedir que a água de resfriamento escoe para o lado do

. dispositivo de resfriamento 10. O mecanismo de bloqueio de água 26 blo- queia a água de resfriamento de escoar na superfície superior da tira de aço " H, no lado a montante da superfície-alvo da tira de aço, isto é, no lado a montante da posição na qual o suprimento da água de resfriamento para o 10 resfriamento começa.

Como ilustrado na figura 3, o lado a montante do me- canismo de bloqueio de água no lado a montante 26 pode incluir os bocais de bloqueio de água 28, como no mecanismo de bloqueio de água no lado a

. jusante 23. Além disso, um cilindro de bloqueio de água 27 pode ser propor- cionado no lado a jusante do bocal de bloqueio de água 28. Depois, a água 15 de resfriamento escoando na superfície superior da tira de aço H pode ser bloqueada pelo mecanismo de bloqueio de água no Iado a montante 26. Se o bloqueio de água for conduzido inadequadamente, um fluxo de água irre- gular pode ocorrer na tira de aço H, provocando, desse modo, uma variação de temperatura. 20 Ainda mais, como ilustrado na figura 1, o dispositivo de resfria- mento 1 pode incluir um dispositivo de resfriamento adicional 50, na lado a jusante do dispositivo de resfriamento rápido 20. Esse dispositivo de resfria- mento adicional 50 pode ter uma configuração similar àquela do dispositivo de resfriamento 10 descrito acima, e pode conduzir não apenas resfriamento 25 por água, mas também resfriamento com ar ou resfriamento com névoa.

No dispositivo de resfriamento 1, como ilustrado na figura 1, uma unidade de controle 30 é disposta, que controla a temperatura da tira de aço H por ajuste da densidade de quantidade de água, da duração da ejeção, ou similares da água de resfriamento ejetada dos bocais, tais como bocais la- 30 minares 11 no dispositivo de resfriamento 10, bocais de aspersão 21, 22 no dispositivo de resfriamento rápido 20, e bocais laminares no dispositivo de resfriamento adicional 50.

A seguir, um método para resfriamento da tira de aço H, de a- cordo com uma concretização da presente invenção, vai ser explicado com referência às figuras 5 e 6. A figura 5 é um gráfico que mostra uma relação entre a temperatura superficial T da tira de aço H e o coeficiente de transfe- 5 rência térmica (desempenho de resfriamento) h.

A figura 6 é um gráfico que mostra uma relação entre a temperatura superficial T da tira de aço H e o - fluxo térmico Q. . A tira de aço H, que é laminada continuamente por uma lamina- ção de acabamento 2 e tem uma temperatura superficial de aproximadamen- lO te 940°C, é alimentada ao dispositivo de resfriamento 10. No dispositivo de resfriamento 10, a água de resfriamento, tendo a densidade de quantidade de água de aproximadamente 1 m3/m2/min, que é controlada pela unidade

- de controle 30, é ejetada na tira de aço H.

Usando-se a água de resfriamen- to nessa densidade de quantidade de água, a tira de aço H pode ser esfriada 15 no estado de ebulição de filme A.

Nota-se que o dispositivo de resfriamento 10 pode conduzir resfriamento com gás ou mistura de gás e água.

Depois, como ilustrado na figura 5, o dispositivo de resfriamento 10 esfria a tira de aço H, de modo que a temperatura superficial T atinja uma temperatura-alvo não inferior a 600°C e não superior a 650°C.

Esta temperatura-alvo é, de 20 preferência, mais alta do que a temperatura na qual o estado de ebulição de água de resfriamento é convertido do estado de ebulição de filme para o es- tado de ebulição de transição, no qual a tira de aço H é esfriada com a água de resfriamento tendo a densidade de quantidade de água não superior a aproximadamente 1 m3/m2/min.

Uma vez que o dispositivo de resfriamento 25 10 pode esfriar a tira de aço no estado de ebulição de filme, é possÍvel atin- gir o resfriamento uniforme da tira de aço.

Nota-se que, após um certo perí- odo ter passado do acabamento do resfriamento com água, o calor de recu- peração da parte interna da tira de aço vai continuar.

Consequentemente, a temperatura superficial via ficar substancialmente equivalente à temperatura 30 interna.

A seguir, a tira de aço H, que é esfriada de modo que a tempera- tura superficial T seja reduzida à temperatura-alvo não inferior a 600°C e não superior a 650°C, é alimentada ao dispositivo de resfriamento rápido 20. No dispositivo de resfriamento rápido 20, a água de resfriamento, tendo a den- sidade de quantidade de água não inferior a 4 m3/m2/min e não superior a 10 m3/m2/min, é ejetada na superfície superior da tira de aço, e, depois, como 5 ilustrado na figura 5, a tira de aço é esfriada de modo que a temperatura su- . perficial T atinja a temperatura final da região de resfriamento rápido não superior a 450°C. Nota-se que a quantidade de suprimento da água de res- friamento pode ser controlada pela unidade de controle 30. Abaixo, mostra- se um exemplo no qual o dispositivo de resfriamento rápido 20 esfria a su- lO perfície superior da tira de aço, da temperatura inicial da região de resfria- mento rápido de 650°C à temperatura final da região de resfriamento de 350°C.

- No resfriamento usando o dispositivo de resfriamento rápido 20, a densidade de quantidade de água da água de resfriamento, ejetada na 15 superfÍcie-alvo da tira de aço, é mais alta do que a densidade de quantidade de água da água de resfriamento usada no dispositivo de resfriamento 10. Consequentemente, a faixa do estado de ebulição de transição C na tira de aço H é deslocada para o lado de maior temperatura da faixa do estado de ebulição de transição C' na tira de aço H, no dispositivo de resfriamento 10 20 (vide a figura 5). No resfriamento por meio do dispositivo de resfriamento rápido 20, a tira de aço H é esfriada no estado de ebulição de transição C, quando a temperatura da superfície-alvo diminui a 590°C, e, depois, no es- tado de ebulição nucleado B, a tira de aço H é esfriada até que a temperatu- ra T da superfície-alvo da tira de aço atinge aproximadamente 300°C. No 25 dispositivo de resfriamento rápido 20, a taxa de resfriamento da superfície- alvo da tira de aço é alta, devido à alta densidade de quantidade de água. Consequentemente, o estado de ebulição de transição C é imediatamente passado, e a duração de resfriamento da tira de aço H, no estado de ebuli- ção de transição C, fica mais curta do que 2Õ°/o da duração para resfriamen- 30 to da tira de aço H, na região de resfriamento rápido. No estado de ebulição de transição C, no qual o fluxo térmico Q aumenta na medida em que a tem- peratura superficial T da tira de aço H diminui, o desvio de temperatura ten-

de a aumentar. No entanto, como descrito acima, a duração de resfriamento no estado de ebulição de transição C é curta, isto é, mais curta do que 20°6 da duração para resfriamento da tira de aço H na região de resfriamento rá- pido. Por conseguinte, ainda que a superfície da tira de aço h seja rapida- 5 mente resfriada no estado de ebulição de transição C, o desvio de tempera- . tura vai aumentar nas vizinhanças da superfície, e, desse modo, o grau de resfriamento na tira de aço, no estado de ebulição de transição, é pequeno, " uma vez que a condução térmica da parte interna é pequena. Depois, como ilustrado na figura 6, a tira de aço é esfriada no 10 estado de ebulição nucleado B. No estado de ebulição nucleado, como no

Y estado de ebulição de filme A, o fluxo térmico Q diminui na medida em que a temperatura superficial da tira de aço H diminui, portanto, com a redução da - temperatura da tira de aço, o desvio de temperatura na tira de aço H diminui. Além disso, uma vez que o fluxo térmico no resfriamento é grande e a dura- 15 ção de resfriamento é longa, a condução térmica da parte interna da tira de aço H é grande, com que a tira de aço pode ser esfriada rapidamente. Por conseguinte, o desvio de temperatura é eliminado, por causa da curta duração no estado de ebulição de transição. A figura 7 ilustra uma relação entre a duração de resfriamento e 20 o fluxo térmico. Como ilustrado na figura 7, uma duração de tempo na qual o fluxo térmico aumenta, indica um resfriamento no estado de ebulição de transição C, e uma duração de tempo, na qual o fluxo térmico diminui, indica um resfriamento no estado de ebulição nucleado B. Nota-se que, na região de resfriamento rápido, a duração para o resfriamento no estado de ebulição 25 de transição é mais curta do que 2Õ°/o da duração de resfriamento na região de resfriamento rápido. Subsequentemente, uma bobinadeira 3 bobina a tira de aço H, que é esfriada uniformemente a uma temperatura predeterminada. Por ejeção da água de resfriamento, tendo a densidade de quan- tidade de água não inferior a 4 m3/m2/min, na superfície-alvo da tira de aço, 30 usando o dispositivo de resfriamento rápido 20, a duração para resfriamento da tira de aço H no estado de ebulição de transição C pode ser reduzida, para que seja 2Õ°/o da duração de resfriamento no dispositivo de resfriamen-

to rápido 20. Nesse caso, de acordo com as descobertas dos inventores, o desvio de temperatura na tira de aço H, antes de resfriamento pelo dispositi- vo de resfriamento 1, pode ser diminuído abaixo do desvio de temperatura na tira de aço H, após resfriamento pelo dispositivo de resfriamento 1. Por- 5 tanto, mesmo se uma variação local na temperatura for gerada na tira de aço 4 H, a distribuição de temperaturas na tira de aço H fica uniforme, em virtude da parte de alta temperatura esfriar rapidamente e a parte de temperatura " mais baixa esfriar lentamente. Por conseguinte, a tira de aço H pode ser es- friada uniformemente. Além disso, um dispositivo de resfriamento 50 pode 10 conduzir resfriamento com água, após passagem pela região de resfriamen-

V to rápido. Nesse caso, uma vez que a temperatura da tira de aço é diminuída a uma temperatura inferior a 450°C, o estado de resfriamento da tira de aço - H é o estado de ebulição nucleado. Como explicado acima, na condição de estado de ebulição nucleado, o desvio de temperatura na tira de aço, antes 15 do dispositivo de resfriamento 50 esfriar a tira de aço, pode ser igual ou me- nor do que o desvio de temperatura na tira de aço, antes que o dispositivo de resfriamento 50 esfrie a tira de aço. Além disso, no dispositivo de resfriamento rápido 20, a densida- de de quantidade de água da água de resfriamento é grande, isto é, não in- 20 ferior a 4 m3/m2/min. Portanto, é possÍvel diminuir a duração para resfria- mento da tira de aço H no estado de ebulição nucleado B. lsso também pos- sibilita reduzir o tamanho do dispositivo de resfriamento 1. Ainda mais, o dispositivo de resfriamento rápido 20 pode ejetar a água de resfriamento, em pelo menos 8Õ°/o da área da superfície-alvo da tira 25 de aço no lado superior, com a pressão de impacto não inferior a 2 kPa. Nesse caso, a distribuição ou o fluxo da água de resfriamento na tira de aço H pode ser controlado uniformemente na superfície-alvo da tira de aço. Além disso, é possÍvel purgar o filme de vapor formado na superfície-alvo da tira de aço por colisão direta da água de resfriamento na tira de aço H. Conse- 30 quentemente, a tira de aço H pode ser ainda esfriada uniformemente. Ainda mais, o dispositivo de resfriamento rápido 20 pode ejetar a água de resfriamento em pelo menos 8Ò°/o da área da superfície-alvo da tira de aço no lado superior, com a velocidade de impacto não inferior a 20 m/s.

Nesse caso, mesmo se a forma da tira de aço H deteriorar, a variação da velocidade de impacto da água de resfriamento, devido à influência da forma e da velocidade de alimentação, é pequena, desse modo, a influência da 5 velocidade de alimentação pode ser eliminada.

Consequentemente, a tira de

. aço H pode ser esfriada uniformemente.

Nesse meio-tempo, uma vez que a presença de um desvio de temperatura local é uma causa importante da de- " terioração de forma, a presente invenção, que reduz o desvio de temperatu- ra por diminuição da duração de resfriamento no estado de ebulição de tran- lO sição C, também elimina a deterioração de forma.

Além do mais, o dispositivo de resfriamento rápido 20 pode eje- . tar a água de resfriamento no sentido da superfície-alvo da tira de aço, com

. o ângulo de impacto B não inferior a 75 graus e não superior a 90° com re- lação à direção horizontal.

Nesse caso, cada seção de impacto de jato de 15 aspersão de água 21a, na superfície-alvo da tira de aço, fica relativamente pequena, e isso possibilita uniformizar a pressão de impacto da água de res- friamento na seção de impacto de jato de aspersão de água 21a e aumentar o componente da velocidade na direção vertical, quando a água de resfria- mento colide na tira de aço.

Portanto, a pressão de impacto em toda a su- 20 perfície-alvo da tira de aço pode ser aumentada uniformemente, com o que o resfriamento rápido da tira de aço H pode ser obtido uniformemente.

Além disso, os bocais de aspersão 22, que têm o mesmo de- sempenho de resfriamento equivalente àquele dos bocais de aspersão no lado da superfície superior 21, podem ser dispostos no lado inferior do dis- 25 positivo de resfriamento rápido 20, isto é, os bocais de aspersão 22, que po- dem ejetar a água de resfriamento substancialmente nas mesmas condi- ções, tal como na densidade de quantidade de água, na velocidade de im- pacto ou na pressão de impacto, daquelas dos bocais de aspersão 21, po- dem ser dispostos no lado inferior do dispositivo de resfriamento rápido 20. 30 Nesse caso, é possÍvel esfriar simultaneamente a superfície superior e a superfície inferior da tira de aço H. lsso possibilita esfriar efetivamente a tira de aço H em um tempo curto.

Além disso, a diferença de temperatura entre a superfície superior e a superfície inferior da tira de aço H pode ser diminuí- da, eliminando, desse modo, a deformação da tira de aço H, devido à fadiga térmica.

Quando a diferença de temperatura, entre a superfície superior e a superfície inferior da tira de aço H, é grande, dependendo do tipo de aço, 5 empenamento pode ocorrer, devido à fadiga térmica ou similar, deteriorando, desse modo, a capacidade de alimentação da tira de aço.

No entanto, mes- . mo no caso de uso do tipo de aço, no qual o empenamento tende a ocorrer, " o resfriamento uniforme da tira de aço pode ser obtido, sem provocar o em- penamento, por ajuste do desempenho de resfriamento para resfriar a super- lO fície superior a não menos do que 0,8 vez e não mais do que 1,2 vez do de- sempenho de resfriamento para resfriamento da superfície inferior.

Para con- trolar o desempenho de resfriamento, a unidade de controle 30 pode ajustar

- a quantidade de suprimento da água de resfriamento.

Nesse meio-tempo, apenas a superfície superior da tira de aço pode ser resfriada.

Nesse caso, é 15 possÍvel evitar a difusão da água de resfriamento da superfície inferior, devi- do ao sopro da água de resfriamento do lado da superfície inferior, portanto, há uma vantagem pelo fato de que uma contramedida, para impedir a difu- são da água de resfriamento para os sistemas elétricos, ou similares pode ser evitada. 20 Além do mais, o mecanismo de bloqueio de água no lado a ju- sante 23 e o mecanismo de bloqueio de água no lado a montante 26 podem ser dispostos, respectivamente, no lado a jusante e no lado a montante do dispositivo de resfriamento rápido 20. Nesse caso, a água de resfriamento, ejetada na superfície superior da tira de aço H, pelo dispositivo de resfria- 25 mento rápido 20, o dispositivo de resfriamento rápido 20 pode ser impedido de escoar para o lado a montante e para o lado a jusante do dispositivo de resfriamento rápido 20. lsso possibilita impedir que a água de resfriamento escoe irregularmente na tira de aço H, obtendo-se, desse modo, o resfria- mento uniforme.

Além disso, o mecanismo de bloqueio de água no lado a 30 jusante 23 e o mecanismo de bloqueio de água no lado a montante 26 po- dem incluir um cilindro de bloqueio de água 24 ou 27, além dos bocais de bloqueio de água 25, 28. Nesse caso, o bloqueio de água pode ser conduzi-

do com maior segurança. Na concretização explicada acima, o dispositivo de resfriamento 10 inclui bocais laminares 11, mas, em vez dos bocais laminares, o dispositi- vo de resfriamento 10 pode incluir bocais de aspersão (não mostrados). Es- 5 ses bocais de aspersão podem ser dispostos a intervalos maiores do que os . intervalos dos bocais de aspersão 21 no dispositivo de resfriamento rápido

20. Ainda mais, a densidade de quantidade de água da água de resfriamen- " to, ejetada dos bocais de aspersão no dispositivo de resfriamento 10, pode ser menor do que a densidade de quantidade de água da água de resfria- lO mento dos bocais de aspersão 21 no dispositivo de resfriamento rápido 20. Na concretização explicada acima, o dispositivo de resfriamento 10 ejeta a água de resfriamento na tira de aço H, mas em vez, ou além, des- - sa configuração, o dispositivo de resfriamento 10 pode resfriar a tira de aço h por ejeção de um gás (ar). Além disso, sem usar a água de resfriamento, a 15 tira de aço H pode ser resfriada por colocação dela ao ar. Até aqui, a concretização preferível da presente invenção foi descrita em detalhes com referência aos desenhos em anexo, mas a presen- te invenção não é Iimitada a esses exemplos, e, desse modo, qualquer pes- soa, com um conhecimento comum no campo técnico da presente invenção, 20 pode imaginar várias modificações dentro do âmbito técnico da presente in- venção descrita nas reivindicações, e, portanto, essas modificações não de- vem ser consideradas como um desvio da presente invenção. Exemplos A seguir, os Exemplos 1 a 7 e os Exemplos Comparativos 1 a 3, 25 usando um dispositivo de resfriamento 1, incluindo um dispositivo de resfri- amento 10 e um dispositivo de resfriamento rápido 20, como ilustrados na figura 1, vão ser explicados. Nos Exemplos 1 a 7 e nos Exemplos Compara- tivos 1 a 3, os experimentos foram conduzidos proporcionando-se um lami- nador de acabamento 2, um dispositivo de resfriamento 1 e uma bobinadeira 30 3, nessa ordem, e, depois, resfriamento da tira de aço laminada a quente à temperatura predeterminada pelo dispositivo de resfriamento 1. A Tabela 1 mostra as condições mútuas empregadas nos E-

xemplos 1 a 7 e nos Exemplos Comparativos 1 a 3, com relação ao Iamina- dor de acabamento 2 e ao dispositivo de resfriamento 1. Além disso, nos Exemplos 1 a 7 e nos Exemplos Comparativos 1 a 3, os experimentos foram conduzidos por variação das outras condições do dispositivo de resfriamento 5 rápido, como mostrado na Tabela 2. A "Razão de duração para o resfria-

. mento no estado de ebulição de transição" na Tabela 2 indica a razão da "duração de resfriamento, na qual uma parte da tira de aço é resfriada no . estado de ebulição de transição B" para "a duração de resfriamento, na qual a parte da tira de aço é resfriada pelo dispositivo de resfriamento rápido". 10 Depois, comparação do desvio de temperatura, antes do resfriamento da tira de aço pelo dispositivo de resfriamento rápido, e o desvio de temperatura, depois do resfriamento da tira de aço pelo dispositivo de resfriamento rápido,

- para avaliar o efeito de resfriamento da tira de aço, as razões do "Desvio de temperatura após resfriamento / desvio de temperatura antes de resfriamen- 15 to" são obtidas como indicado na Tabela 2. Todas as temperaturas da tira de aço, antes e depois do resfriamento rápido, são medidas por uso de um ter- mômetro de radiação, como um termômetro do tipo de não contato.

A tem- peratura, antes do resfriamento rápido, foi obtida por medida das temperatu- ras da tira de aço, em 5 pontos ao Iongo da direção da largura da tira de aço, 20 a intervalos constantes, no lado a montante da seção de impacto de jato de aspersão, disposta no lado a montante a 50 cm, e depois, cálculo da tempe- ratura média.

Além disso, a temperatura, após o resfriamento rápido, foi ob- tida por medida das temperaturas em 5 pontos da tira de aço, ao Iongo da direção da largura da tira de aço, a inteNa1os constantes, no lado a jusante 25 da seção de impacto de jato de aspersão, disposta no lado mais a jusante a 50 cm, como uma parte na qual a temperatura de recuperação fica constan- te, e, depois, cálculo da temperatura média.

Os resultados de avaliação dos Exemplos 1 a 3 e dos Exemplos Comparativos 1 a 3 são indicados em um gráfico nas figuras 8A e 8B.

Nas figuras 8A e 8B, apenas os dados dos E- 30 xemplos 1 a 3, que são exemplos representativos da presente invenção, en- tre os Exemplos 1 a 7, são representados no gráfico.

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Com referência à Tabela 2 e às figuras 8A e 8B, em todos os Exemplos Comparativos 1 a 3, a "Razão de duração para o resfriamento no estado de ebulição de transição" não foi inferior a 20%, e o "desvio de tem- peratura após resfriamento / desvio de temperatura antes de resfriamento" 5 foi superior a 1. Por outro Iado, em todos os Exemplos 1 a 7, a "Razão de

. duração para o resfriamento no estado de ebulição de transição" foi inferior a 20%, e o "desvio de temperatura após resfriamento / desvio de temperatura . antes de resfriamento" não foi superior a 1. lsto é, confirmou-se que se "Ra- zão de duração para o resfriamento no estado de ebulição de transição" for 10 inferior a 2Ô°/o, O desvio de temperatura na tira de aço, antes de resfriamen- to, fica pequeno após o resfriamento.

Além disso, a "densidade de quantida- - de de água" em todos os Exemplos Comparativos 1 a 3 foi inferior a 3,5 m3/m2/min, e o "desvio de temperatura após resfriamento / desvio de tempe- . ratura antes de resfriamento" foi superior a 1. Por outro lado, a "densidade 15 de quantidade de água" em todos os Exemplos 1 a 7 não foi inferior a 4,0 m3/m2/min, e "desvio de temperatura após resfriamento / desvio de tempera- tura antes de resfriamento" não foi superior a 1. Consequentemente, confir- mou-se que, quando a água de resfriamento tem a densidade de quantidade de água não inferior a 4 m3/m2/min, como na presente invenção, é possÍvel 20 diminuir a "Razão de duração para o resfriamento no estado de ebulição de transição" a menos de 20%, com o que o desvio de temperatura na tira de aço, antes do resfriamento, pode ser diminuído após o resfriamento.

Como explicado acima, de acordo com o método de resfriamen- to na presente invenção, mesmo se a tira de aço incluir um desvio de tempe- 25 ratura, a tira de aço pode ser resfriada sem aumentar o desvio de temperatu- ra.

Além disso, uma vez que o resfriamento uniforme da tira de aço pode ser obtido, a tira de aço, que é uniforme em termos do material de aço, pode ser também obtida.

Os Exemplos Comparativos 1 a 3 confirmaram que quando a 30 pressão de impacto da água de resfriamento, com relação à tira de aço, é mantida grande, e a densidade de quantidade de água é mantida grande, o desvio de temperatura na tira de aço, antes de resfriamento, pode ser dimi-

nuído ainda mais, após o resfriamento. Além disso, a comparação dos Exemplos 1 e 4 confirmou que quando a área de impacto da água de resfriamento para a tira de aço é grande, o desvio de temperatura na tira de aço, antes do resfriamento, pode 5 ser diminuído ainda mais, após o resfriamento. Ainda mais, a comparação dos Exemplos 1 e 5 confirmou que » quando o ângulo de difusão da água de resfriamento, ejetada do bocal de resfriamento do dispositivo de resfriamento rápido, é pequeno, o desvio de temperatura na tira de aço, antes do resfriamento, pode ser diminuído ainda 10 mais, após o resfriamento. g Ainda mais, com referência aos Exemplos 1 e 6, confirmou-se que quando a velocidade de impacto da água de resfriamento, com relação - à tira de aço, é aumentada, o desvio de temperatura na tira de aço, antes do resfriamento pode ser aumentado ainda mais, após o resfriamento. 15 Ainda mais, com referência ao Exemplo 7, confirmou-se que, mesmo quando a água de resfriamento é ejetada apenas na superfície supe- rior da tira de aço, no dispositivo de resfriamento rápido quando a "Razão de duração para o resfriamento no estado de ebulição de transição" é inferior a 20%, o desvio de temperatura na tira de aço antes do resfriamento pode ser 20 diminu ído ainda mais, após o resfriamento. Os exemplos e concretizações apresentados acima são mera- mente exemplos da concretização, para realização da presente invenção, e a amplitude técnica da presente invenção não deve ser limitada apenas a esses exemplos. lsto é, a presente invenção pode ser conduzida em várias 25 concretizações, sem prejudicar a ideia técnica ou os aspectos principais.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL A presente invenção é útil para um método de resfriamento e um dispositivo de resfriamento, que esfriam tiras de aço laminadas a quente, após laminação de acabamento. 30 LISTAGEM DOS SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA 1: dispositivo de resfriamento 2: laminador de acabamento

3: bobinadeira 4: mesa de saída 4a: laminador de mesa 10: dispositivo de resfriamento 5 11: bocal laminar 20: dispositivo de resfriamento rápido 21: bocal de aspersão (lado da superfície superior) " 21a: seção de impacto de jato de aspersão 22: bocal de aspersão (Iado da superfície inferior) 10 23: mecanismo de bloqueio de água (lado a jusante)

e 24: cilindro de bloqueio de água (lado a jusante) 25: bocal de bloqueio de água (lado a jusante)

- 26: mecanismo de bloqueio de água (lado a montante) 27: cilindro de bloqueio de água (lado a montante) 15 28: bocal de bloqueio de água (lado a montante) 30: unidade de controle 50: dispositivo de resfriamento adicional A: estado de ebulição de filme B: estado de ebulição nucleado 20 C: estado de ebulição de transição H: tira de aço

Claims (16)

REIVINDICAÇÕES

1. Método de resfriamento de uma tira de aço laminada a quen- te, que passou por uma Iaminação de acabamento, compreendendo: resfriamento de uma superfície-alvo da tira de aço laminada a 5 quente, a partir de uma primeira temperatura não inferior a 600°C e não su- . perior a 650°C a uma segunda temperatura não superior a 450°C, com água de resfriamento em uma densidade de quantidade de água não inferior a 4 ~ m3/m2/min e não superior a 10 m3/m2/min, em que com relação à área da superfície-alvo, a área de uma parte, on- lO de uma pluralidade de jatos de aspersão da água de resfriamento coIide

P diretamente na superfície-alvo, é pelo menos 8Õ°/o.

2. Método de resfriamento de uma tira de aço laminada a quente - de acordo com a reivindicação 1, em que a água de resfriamento é ejetada de modo que ela colida na superfície-alvo com velocidade não inferior a 20 15 m/s.

3. Método de resfriamento de uma tira de aço laminada a quente de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a água de resfriamento é eje- tada de modo que ela coIida na superfície-alvo com uma pressão não inferior a 2 kPa. 20

4. Método de resfriamento de uma tira de aço laminada a quente de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a água de resfriamento é eje- tada em uma forma substancialmente cônica, e o ângulo de impacto da água de resfriamento com a superfície-alvo não é inferior a 75 graus e não superi- or a 90 graus, quando visto da direção de laminação da tira de aço. 25

5. Método de resfriamento de uma tira de aço Iaminada a quente de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a água de resfriamento, que escoa em uma superfície superior da tira de aço laminada a quente, é blo- queada em um lado a montante, de uma posição na qual se inicia um supri- mento de água de resfriamento, e a água de resfriamento, que escoa na su- 30 perfície superior da tira de aço laminada a quente, é bloqueada em um íado a jusante, de uma posição onde o suprimento da água de resfriamento aca- ba.

6. Método de resfriamento da tira de aço laminada a quente, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que: uma superfície superior e uma superfície inferior da tira de aço Iaminada a quente são esfriadas; e 5 um resfriamento rápido é conduzido por controle de um desem- . penho de resfriamento para a superfície superior da tira de aço laminada a quente, para que não seja inferior a 0,8 vez e não superior a 1,2 vez um de- . sempenho de resfriamento para a superfície inferior da tira de aço laminada a quente. 10

7. Método de resfriamento de uma tira de aço laminada a quente de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que apenas uma superfície supe- - rior da tira de aço laminada a quente é resfriada.

8. Dispositivo de resfriamento que esfria uma tira de aço lamina- da a quente, que passou por uma laminação de acabamento, o dispositivo 15 de resfriamento compreendendo um dispositivo de resfriamento rápido, que esfria uma superfície-alvo da tira de aço Iaminada a quente, de uma primeira temperatura não inferior a 600°C e não superior a 650°C a uma segunda temperatura não superior a 450°C, com água de resfriamento tendo a densi- dade de quantidade de água não inferior a 4 m3/m2/mjn e não superior a 10 20 m3/m2/min, em que com relação a uma área da superfície-alvo, a área de uma parte, na qual uma pluralidade de jatos de aspersão da água de resfriamento colide diretamente na superfície-alvo, é pelo menos 80°6.

9. Dispositivo de resfriamento que esfria uma tira de aço lamina- 25 da a quente de acordo com a reivindicação 8, em que o dispositivo de resfri- amento rápido compreende uma pluralidade de bocas de aspersão, que eje- tam a água de resfriamento, a pluralidade de bocais de aspersão ejetando a água de resfriamento, de modo que ela colida na superfície-alvo com veloci- dade não inferior a 20 m/s. 30 10. Dispositivo de resfriamento que esfria uma tira de aço lami- nada a quente de acordo com a reivindicação 8 ou 9, em que o dispositivo de resfriamento rápido inclui uma pluralidade de bocas de aspersão que eje-

tam a água de resfriamento, a pluralidade de bocais de aspersão ejetando a água de resfriamento, de modo que ela colida na superfície-alvo com uma pressão não inferior a 2 kPa.

11. Dispositivo de resfriamento que esfria uma tira de aço lami- 5 nada a quente de acordo com a reivindicação 8 ou 9, em que cada um da . pluralidade de bocais de aspersão ejeta água de resfriamento em uma forma substancialmente cônica, e o ângulo de impacto da água de resfriamento

W com a superfície-alvo não é inferior a 75 graus e não superior a 90 graus, quando visto da direção de laminação da tira de aço. 10

12. Dispositivo de resfriamento que esfria uma tira de aço lami- 0 nada a quente de acordo com a reivindicação 8 ou 9, compreendendo ainda: um primeiro mecanismo de bloqueio de água, que bloqueia a água de resfriamento, que escoa em uma superfície superior da tira de aço laminada a quente, de uma posição na qual se inicia um suprimento de água 15 de resfriamento; e um segundo mecanismo de bloqueio de água de resfriamento, que bloqueia a água de resfriamento, que escoa na superfície superior da tira de aço laminada a quente, no lado a jusante, de uma posição na qual o suprimento da água de resfriamento acaba. 20

13. Dispositivo de resfriamento que esfria uma tira de aço lami- nada a quente de acordo com a reivindicação 12, em que: o primeiro mecanismo de bloqueio de água compreende um pri- meiro bocal de bloqueio de água, que ejeta a água de bloqueio para o lado a montante, da superfície-alvo; e 25 o segundo mecanismo de bloqueio de água compreende um se- gundo bocal de bloqueio de água, que ejeta a água de bloqueio para o lado a jusante da superfície-alvo.

14. Dispositivo de resfriamento que esfria uma tira de aço lami- nada a quente de acordo com a reivindicação 13, em que: 30 o primeiro mecanismo de bloqueio de água compreende um pri- meiro cilindro de bloqueio de água, proporcionado no lado a jusante do pri- meiro bocal de bloqueio de água; e o segundo mecanismo de bloqueio de água compreende um se- gundo cilindro de bloqueio de água, proporcionado no lado a montante do segundo bocal de bloqueio de água.

15. Dispositivo de resfriamento que esfria uma tira de aço Iami- 5 nada a quente de acordo com a reivindicação 8 ou 9, em que o dispositivo . de resfriamento rápido esfria apenas uma superfície superior da tira de aço laminada a quente. .

16. Dispositivo de resfriamento que esfria uma tira de aço lami- nada a quente de acordo com a reivindicação 8 ou 9, em que: 10 o dispositivo de resfriamento rápido esfria uma superfície superi- or e uma superfície inferior da tira de aço laminada a quente; e um desempenho de resfriamento para a superfície superior da ti- - ra de aço laminada a quente não é inferior a 0,8 vez e não superior a 1,2 vez de um desempenho de resfriamento para a superfície inferior da tira de aço 15 Iaminada a quente.

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