ES2882291T3 - Método y dispositivo para enfriar una tira de acero que se desplaza en una sección de enfriamiento de línea continua - Google Patents

Abstract

Un método para enfriar una tira (1) de acero que se desplaza en una sección (2) de enfriamiento de una línea continua, comprendiendo el método pulverizar dicha tira de acero con una solución acuosa de pulverización, siendo dicha solución acuosa de pulverización una solución líquida o una mezcla de una solución líquida y un gas, caracterizado por que la concentración de ácido fórmico en dicha solución líquida es del 0,1 % al 6 % en peso y por que la solución de pulverización se pulveriza sobre la tira de acero por pulverización.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y dispositivo para enfriar una tira de acero que se desplaza en una sección de enfriamiento de línea continua La invención se refiere a las secciones de enfriamiento en húmedo de líneas continuas de recocido o de galvanización para tiras de acero. El término “galvanización” en la presente descripción se refiere a todos los recubrimientos por inmersión, ya sean de cinc, aluminio, aleaciones de cinc-aluminio o de cualquier otro tipo de recubrimiento. En estas secciones de enfriamiento, la tira de acero puede entrar, típicamente, a una temperatura de entre 500 0C y 1000 0C, por ejemplo, 800 0C, y puede salir a una temperatura cercana a la temperatura ambiente o a una temperatura intermedia.

Según el estado de la técnica, existen dos tipos de tecnologías para enfriar tiras de acero en aplicaciones de línea continua: enfriamiento por gas y enfriamiento en húmedo.

El enfriamiento por gas llevado a cabo típicamente pulverizando la tira de acero a alta velocidad con una mezcla de N2H2 con un alto contenido de hidrógeno, puede lograr velocidades de enfriamiento de hasta 200 0C/s para tiras de acero de 1 mm de espesor. Dado que este enfriamiento se lleva a cabo por medio de un gas reductor, la tira de acero no se oxida después de pasar a través de este tipo de enfriamiento. Después, la tira puede galvanizarse sin ninguna etapa química intermedia, tal como decapado. Sin embargo, como la velocidad de enfriamiento está limitada a 200 0C/s, el enfriamiento por gas no hace posible producir aceros con altas propiedades mecánicas y metalúrgicas que requieren velocidades de enfriamiento más altas.

El enfriamiento en húmedo, al pulverizar agua o al pulverizar una mezcla de agua y gas sobre la tira de acero o al sumergir la tira de acero en un tanque de agua, puede lograr velocidades de enfriamiento de aproximadamente 1000 0C/s para una tira de acero de 1 mm de espesor. Por lo tanto, estas velocidades de enfriamiento hacen posible producir aceros con altas propiedades mecánicas y metalúrgicas. Sin embargo, el uso de agua como líquido refrigerante oxida la tira y hace imposible usar este tipo de enfriamiento en una línea de galvanización sin una etapa intermedia de decapado.

La solicitud internacional WO2015/083047 del solicitante propone el uso de una solución con propiedades de decapado o no oxidantes con respecto al hierro y los elementos de aleación del acero para realizar el enfriamiento, por ejemplo, una solución de ácido fórmico con un pH menor de 5, lo que permite obtener velocidades de enfriamiento del orden de 1000 0C/s para una tira de acero con un espesor de aproximadamente 1 mm, sin oxidar la tira.

Un objetivo de la invención es proponer un método para enfriar una tira de acero que mejore el rendimiento de los métodos según el estado de la técnica.

Un objetivo adicional de la invención es proponer un método de enfriamiento que sea más eficiente que los métodos según la técnica anterior.

Otro objetivo de la invención es proponer un método de enfriamiento que sea menos costoso que los métodos según la técnica anterior.

Al menos un objetivo de la invención se logra con un método para enfriar una tira de acero en desplazamiento en una sección de enfriamiento de una línea continua, que comprende pulverizar dicha tira de acero con una solución acuosa de pulverización, siendo dicha solución acuosa de pulverización una solución líquida o una mezcla que comprende un líquido y un gas, siendo la proporción de líquido en la mezcla en volumen, por ejemplo, de entre el 1 % y el 5 %.

Cuando la solución de pulverización es una solución líquida, la concentración de ácido fórmico en dicha solución está entre un 0,1 % y un 6 % en peso de la solución. Cuando se pulveriza una mezcla que comprende un líquido y un gas, el líquido de dicha mezcla también tiene una concentración de ácido fórmico de entre el 0,1 % y el 6 % en peso. El gas presente en la mezcla a pulverizar es ventajosamente un gas inerte, por ejemplo, nitrógeno o nitrógeno hidrogenado.

El solicitante llevó a cabo pruebas en diferentes tipos de aceros, aceros estándar y aceros aleados con elementos de aleación convencionales, tales como manganeso y silicio, con el fin de determinar la concentración ideal de ácido fórmico. Por ejemplo, estas pruebas consisten en colocar una muestra de 100 mm x 40 mm x 1 mm entre dos piezas de conexión y calentarla rápidamente a una temperatura de 800 0C, en una atmósfera de N2H2 con 5 % de H2 y un punto de rocío de -60 0C, haciendo circular una corriente eléctrica a través de la muestra. A continuación, se pulveriza una solución de ácido fórmico sobre la muestra durante un tiempo específico para alcanzar una temperatura de 50 0C. Una vez finalice la pulverización de la solución ácida, la muestra se calienta hasta una temperatura de 80 0C mientras se enjuaga con N2H2 con 5 % de H2 y un punto de rocío de -60 0C. El resultado de estas pruebas fue que una solución de ácido fórmico con una concentración de entre el 0,1 % y el 6 % en peso de la solución es suficiente para obtener una tira de acero que pueda galvanizarse sin necesidad de tratamiento químico intermedio. La concentración de ácido fórmico en la solución líquida se ajusta según el contenido de elementos de aleación con un alto potencial redox en el acero, tal como aluminio, manganeso o silicio. Cuanto mayor sea la concentración, mayor será la concentración de ácido fórmico en la solución.

Ventajosamente, la concentración de ácido fórmico está entre el 0,1 y el 5,5 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 5 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 4,5 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 4 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 3,5 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 3,0 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 2,5 %, ventajosamente, entre el 0,15 % y el 2,5 %, ventajosamente, entre el 0,2 y el 2,5 %, ventajosamente, entre el 0,3 % y el 2 %, ventajosamente, entre el 0,35 % y el 2,5 %, ventajosamente, entre el 0,4 % y el 2,5 %, ventajosamente, entre el 0,45 % y el 2,5 % en peso de la solución. Más ventajosamente, la concentración de ácido fórmico está entre el 0,46 % y el 2,4 %, ventajosamente, entre el 0,47 % y el 2,3 %, ventajosamente, entre el 0,48 % y el 2,2 %, ventajosamente, entre el 0,49 % y el 2,1 % en peso de la solución. Aún más ventajosamente, la concentración de ácido fórmico está entre el 0,5 % y el 2 % en peso de la solución.

Ventajosamente, se ha descubierto que el uso de una solución de ácido fórmico con una concentración de entre el 0,5 % y el 2 % en peso de la solución hace posible tratar grados de acero que no sean muy sensibles a la oxidación, por ejemplo, con un bajo contenido de manganeso, aluminio o silicio.

Ventajosamente, la solución de pulverización tiene un pH de entre 1,5 y 3.

La solución de ácido fórmico usada para enfriar rápidamente la tira, por ejemplo, en 1 a 3 segundos, no requiere ningún tratamiento químico adicional de la tira después de que se enfríe. Tampoco requiere que la tira se aclare con agua después de un enfriamiento rápido. Puede llevarse a cabo un proceso de secado solo. Por lo tanto, es particularmente ventajoso para las líneas de galvanización, ya que la tira puede sumergirse en el baño de cinc inmediatamente después del proceso de enfriamiento en húmedo, después de que la tira simplemente se haya secado.

El ácido fórmico es el más simple de los ácidos carboxílicos. Dado que su composición química es muy simple, el riesgo de crear depósitos complejos de carbono, adherirse a la tira de acero o sobre las paredes del equipo, lo que impediría la implementación de una etapa de galvanización sin ningún otro tratamiento intermedio, es muy limitado. Los ácidos más complejos, tales como el ácido cítrico, pueden dejar depósitos pesados de carbono sobre la tira, que pueden impedir una galvanización adecuada.

Cuando la solución enfría la tira de acero caliente, se producen dos reacciones químicas independientes:

. descomposición térmica de la solución,

. una reacción química entre la tira y la solución, y entre la tira y los productos de descomposición térmica. El ácido fórmico, también conocido como ácido metanoico, de la fórmula química HCOOH o CH2O2, y los productos de su descomposición, tienen propiedades altamente reductoras ideales para la aplicación de la invención.

De hecho, a baja temperatura, el ácido fórmico se descompone por descarboxilación en agua y monóxido de carbono según la reacción:

HCOOH ^ H2O CO

A temperaturas más altas, de aproximadamente 1500C, el ácido fórmico se descompone por deshidratación en dihidrógeno y dióxido de carbono según la reacción:

HCOOH ^ H2 + CO2

Una vez pulverizada, la solución de pulverización puede adoptar la forma de una nebulización, un cuchillo de agua u otras formas.

En forma líquida, la descomposición del ácido fórmico es principalmente por descarboxilación, mientras que es principalmente por deshidratación cuando el ácido fórmico está en forma gaseosa.

Según la invención, la solución acuosa de pulverización se pulveriza sobre la tira de acero

En ambos casos, la descomposición del ácido fórmico produce gases reductores, en primer lugar CO y, en segundo lugar, CO2 y H2.

Preferiblemente, la solución de pulverización es una solución acuosa. La ventaja de una solución acuosa sobre otras soluciones es que es más respetuosa con el medio ambiente, ya que no produce emisiones tóxicas o perjudiciales durante su uso. Una solución acuosa también es menos costosa que otras soluciones.

Preferiblemente, la solución acuosa de pulverización puede estar compuesta principalmente de agua desmineralizada. Por lo tanto, los depósitos sobre la tira de acero siguen siendo limitados. Esta solución no ocasiona vertidos que infrinjan las normas medioambientales de los países productores de acero, ni conlleva costes adicionales excesivos por tonelada de acero producido.

Ventajosamente, parte de la solución producida por la reacción termoquímica de la solución pulverizada y la tira de acero se recoge en una unidad de recirculación, preferiblemente en un tanque de recirculación, y la solución pulverizada se recoge desde una unidad de pulverización, preferiblemente desde un tanque de pulverización, conectado a la unidad de recirculación. Esto hace posible reutilizar la solución pulverizada, es decir, minimizar los costes operativos.

Por ejemplo, para la producción de acero típica, el caudal de la solución que se usará para enfriar la tira es de entre 200 y 1000 m3/h y, más generalmente, de aproximadamente 500 m3/h. Solo una pequeña proporción de la solución pulverizada se altera por su reacción química con la tira de acero y su descomposición térmica. Por lo tanto, para no alcanzar unos costes de consumo y producción prohibitivos, es importante reutilizar o incluso reciclar una gran parte de esta solución. Ventajosamente, se recicla al menos el 50 % de la solución. Aún más ventajosamente, se recicla al menos el 60 %, ventajosamente, al menos el 70 %, ventajosamente, al menos el 80 %, ventajosamente, al menos el 90 % de la solución. En una realización más ventajosa, se recicla al menos el 91 %, ventajosamente, al menos el 92 %, ventajosamente, al menos el 93 %, ventajosamente, al menos el 94 %, ventajosamente, al menos el 95 %, ventajosamente, al menos el 96 %, ventajosamente, al menos el 97 %, ventajosamente, al menos el 98 %, ventajosamente, al menos el 99 % de la solución. En una realización aún más ventajosa, se recicla el 100 % de la solución.

La interacción de la solución de ácido fórmico en la fase líquida o gaseosa, así como la de sus productos de descomposición en la fase líquida o gaseosa, con la tira, implica reacciones que no son fáciles de entender, particularmente debido a su rapidez y a sus niveles inusuales de temperatura. Las cinéticas de las interacciones entre los elementos presentes también se hacen complejas por la vaporización de la solución en contacto con la tira y el fenómeno de Leindenfrost resultante. Por lo tanto, existen reacciones químicas entre las fases gaseosas y las fases líquidas de la solución ácida y la tira, cuya contribución al efecto observado sobre la superficie de la tira por un enfoque experimental es difícil de cuantificar.

Ventajosamente, el método según la invención puede comprender un control continuo o periódico, por ejemplo, cada hora, de la solución presente en la unidad de recirculación, cuyo control comprende una medición de al menos un elemento de datos fisicoquímicos de dicha solución seleccionado del grupo que comprende pH, densidad y concentración de ácido fórmico, o una combinación de estos datos fisicoquímicos y, cuando esta medición no se encuentre dentro de un intervalo de tolerancia predeterminado, se recoge un volumen predeterminado de la solución presente en la unidad de recirculación y se inyecta el mismo volumen predeterminado de una solución de ácido fórmico en la unidad (13) de pulverización, teniendo dicho volumen predeterminado de una solución de ácido fórmico inyectada una concentración de ácido fórmico tal que la solución líquida de pulverización tenga, después de la inyección, una concentración de ácido fórmico de entre el 0,1 % y el 6 % en peso. Ventajosamente, la solución líquida de pulverización tiene, después de la inyección, una concentración de ácido fórmico de entre el 0,1 y el 5,5 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 5 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 4,5 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 4 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 3,5 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 3 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 2,5 %, ventajosamente, entre el 0,15 % y el 2,5 %, ventajosamente, entre el 0,2 y el 2,5 %, ventajosamente, entre el 0,3 % y el 2 %, ventajosamente, entre el 0,35 % y el 2,5 %, ventajosamente, entre el 0,4 % y el 2,5 %, ventajosamente, entre el 0,45 % y el 2,5 % en peso. Más ventajosamente, la solución líquida de pulverización tiene, después de la inyección, una concentración de ácido fórmico de entre el 0,46 % y el 2,4 %, ventajosamente, entre el 0,47 % y el 2,3 %, ventajosamente, entre el 0,48 % y el 2,2 %, ventajosamente, entre el 0,49 % y el 2,1 % en peso. Aún más ventajosamente, la solución líquida de pulverización tiene, después de la inyección, una concentración de ácido fórmico de entre el 0,5 % y el 2 % en peso. El volumen predeterminado de la solución tomada de la unidad de recirculación se determina según la desviación de la concentración de ácido fórmico entre el valor medido y el valor mínimo del intervalo de tolerancia predeterminado y la concentración de ácido fórmico de la solución inyectada, de manera que la concentración de ácido fórmico de la solución pulverizada tenga nuevamente una concentración deseada.

Por lo tanto, una medición continua del rendimiento de la solución de ácido fórmico verifica que esté dentro del intervalo de tolerancia predeterminado. El intervalo de tolerancia es, por ejemplo, /- 10 % del punto de ajuste, ya sea este, por ejemplo, un valor de concentración de ácido fórmico, un valor de densidad o un valor de pH.

La concentración de ácido fórmico y el intervalo de tolerancia pueden ajustarse según los elementos aditivos de la tira de acero y, especialmente, su sensibilidad a la oxidación.

La concentración del ácido fórmico y el intervalo de tolerancia pueden ajustarse según la configuración de la línea, su modo de operación y la naturaleza de los aceros tratados, dependiendo de si estos últimos favorecen más o menos la formación de óxidos sobre la superficie de la tira.

La concentración de ácido fórmico y el intervalo de tolerancia pueden determinarse, por ejemplo, probando muestras que se someten a ciclos térmicos de una manera representativa de las de la línea.

El sistema de recirculación reduce el consumo de ácido fórmico. Sin embargo, la solución recogida se pierde. En consecuencia, la invención propone, en una realización particular, reciclar esta solución recogida.

Al contacto con el acero y los óxidos creados por las moléculas de agua, el ácido fórmico reacciona según la reacción:

2 CH2O2 + FeO — (CHO2)2Fe H2O

A continuación, la solución muestreada puede tratarse mediante la oxidación de (CHO2)2Fe con peróxido de hidrógeno, también denominado agua oxigenada en la presente descripción, para obtener la siguiente reacción:

2(CHO2)2Fe H2O2 + 2 CH2O2 —— 2(CHO2)3Fe 2 H2O

Después de la formación de formiato férrico, puede producirse una segunda reacción, regenerando el ácido fórmico y creando hidróxidos de hierro (III):

(CHO2)3Fe 3 H2O — 3 CH2O2 + Fe(OH)3

Aquí se muestra la reacción para el óxido de hierro, pero se producen reacciones similares con los óxidos de los elementos de adición.

Según una característica particular de la invención, la solución recogida se trata mediante oxidación con peróxido de hidrógeno y después se filtra para extraer hidróxidos de hierro (III) y otros elementos de aleación de los mismos, proviniendo la solución inyectada de una recirculación de la solución filtrada o de una nueva solución. Por nueva solución, la presente descripción se refiere a una solución con una concentración de ácido fórmico de entre el 0,1 % y el 6 % en peso de la solución. Ventajosamente, la nueva solución tiene una concentración de ácido fórmico de entre el 0,1 y el 5,5 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 5 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 4,5 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 4 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 3,5 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 3 %, ventajosamente, entre el 0,1 y el 2,5 %, ventajosamente, entre el 0,15 % y el 2,5 %, ventajosamente, entre el 0,2 y el 2,5 %, ventajosamente, entre el 0,3 % y el 2 %, ventajosamente, entre el 0,35 % y el 2,5 %, ventajosamente, entre el 0,4 % y el 2,5 %, ventajosamente, entre el 0,45 % y el 2,5 % en peso de la solución. Más ventajosamente, la nueva solución tiene una concentración de ácido fórmico de entre el 0,46 % y el 2,4 %, ventajosamente, entre el 0,47 % y 2,3 %, ventajosamente, entre el 0,48 % y el 2,2 %, ventajosamente, entre el 0,49 % y el 2,1 % en peso de la solución. Aún más ventajosamente, la nueva solución tiene una concentración de ácido fórmico de entre el 0,5 % y el 2 % en peso de la solución.

Por lo tanto, la solución recogida puede tratarse con peróxido de hidrógeno para obtener una mezcla de ácido fórmico e hidróxido de hierro (III). A continuación, esta mezcla se puede filtrar para separar el ácido fórmico de los hidróxidos de hierro (III).

El ácido fórmico tratado y después filtrado puede volver a usarse y reinyectarse en el circuito. La ventaja de este método es que la cantidad de peróxido de hidrógeno requerida para reaccionar con la cantidad de hidróxido de hierro (III) presente en la solución puede determinarse con precisión. Esto no solo permite controlar la reacción química para que se consuma todo el peróxido de hidrógeno, sino que, lo que es más importante, permite una reacción que es casi instantánea.

Por lo tanto, el consumo del sistema es principalmente peróxido de hidrógeno y los únicos vertidos, aparte de las emisiones de gases, son los hidróxidos de hierro (III) y otros elementos de aleación de las tiras de acero.

La solución de ácido fórmico puede recircularse total o parcialmente.

La oxidación con peróxido de hidrógeno puede hacer posible restaurar la concentración de ácido fórmico deseada. La filtración puede permitir eliminar los óxidos metálicos, por ejemplo, por medio de un filtro prensa. Por lo tanto, los vertidos incluyen solo hidróxidos de hierro (III) y otros elementos de aleación metálica.

La eficacia de esta solución y, por lo tanto, la idoneidad de la tira para la galvanización, se pueden mejorar al eliminar el oxígeno disuelto presente en esta solución. De hecho, el oxígeno disuelto presente en la solución es una fuente de oxidación de la tira. Al eliminar esta fuente de oxidación, se mejora la condición superficial de la tira.

Según una característica ventajosa del método según la invención, la solución recogida de la unidad de recirculación puede tratarse mediante desoxigenación antes de pulverizarse.

Ventajosamente, el nivel de oxígeno disuelto que queda en la solución a pulverizar puede ser de menos de 1 ppm. El oxígeno disuelto puede eliminarse de la solución gracias a un sistema de membranas con barrido de nitrógeno por un lado y por succión de vacío por el otro. Alternativamente, el oxígeno disuelto puede eliminarse de la solución al burbujearlo con nitrógeno u otro gas neutro, para mejorar la desoxigenación natural.

En una versión ventajosa, el método puede también comprender recoger los vapores que resulten de pulverizar la solución de pulverización sobre la tira de acero, condensar dichos vapores recogidos e inyectar dichos vapores condensados en un circuito de fluido del que se recoge dicha solución de pulverización.

La recogida de vapor puede lograrse mediante un colector de vapor dispuesto encima de una unidad de pulverización para la solución de pulverización.

El gas resultante de la condensación de los vapores puede enviarse a una chimenea.

La condensación de los vapores recogidos puede llevarse a cabo mediante un depurador.

Según un segundo aspecto de la invención, se propone un dispositivo de enfriamiento dispuesto para enfriar una tira de acero que se desplace en una sección de enfriamiento de una línea continua que comprenda medios dispuestos para aplicar un método de enfriamiento, como se describió anteriormente, al pulverizar sobre dicha tira de acero una solución acuosa, siendo dicha solución acuosa una solución líquida o una mezcla de una solución líquida y un gas, siendo la concentración de ácido fórmico en dicha solución acuosa de entre el 0,1 % y el 6 % en peso, comprendiendo el dispositivo un sistema de membranas dispuestas para desoxigenar dicha solución.

Los medios del dispositivo según la invención pueden comprender un espacio cerrado que tenga una unidad para pulverizar una solución a pulverizar, preferiblemente boquillas, dispuestas para pulverizar un líquido, o una mezcla que comprenda un gas y un líquido, sobre la tira de acero.

El sistema de membranas diseñado para eliminar el oxígeno disuelto de la solución a pulverizar está dispuesto corriente arriba de estas boquillas.

Los medios del dispositivo pueden comprender, en la salida del espacio cerrado, en la dirección de desplazamiento de la tira, un conjunto de cuchillas de líquido dispuestas para eliminar la mayor parte de un líquido de escurrimiento presente en la tira.

Los medios del dispositivo pueden comprender, corriente abajo del conjunto de cuchillas de líquido, un conjunto de cuchillas de gas dispuestas para eliminar el líquido aún presente en la tira.

Los medios del dispositivo pueden comprender, corriente abajo del espacio cerrado y, si corresponde, del conjunto de cuchillas de líquido y, si corresponde, de la totalidad o parte del conjunto de cuchillas de gas, un tanque de retorno dispuesto para recoger el líquido refrigerante pulverizado por las boquillas. El tanque de retorno puede disponerse de manera que quede por debajo del recorrido de la tira que sale del espacio cerrado.

El tanque de retorno puede incluir un segundo conjunto de cuchillas de gas dispuestas para eliminar el líquido aún presente en la tira.

Los medios del dispositivo pueden comprender un tanque de recirculación y medios para transferir líquido del tanque de retorno al tanque de recirculación.

Los medios para transferir líquido pueden comprender un filtro dispuesto para eliminar partículas metálicas presentes en la solución.

Los medios del dispositivo pueden comprender circuitos de alimentación que comprendan una bomba y un intercambiador para alimentar la unidad de pulverización.

El circuito de alimentación puede comprender un circuito de derivación para enviar una parte de líquido bombeado por la bomba en el tanque de recirculación a otro tanque.

Los medios del dispositivo pueden comprender medios para hacer funcionar los circuitos de derivación, haciendo funcionar dichos medios cuando sea necesario renovar parte del líquido contenido en la sección de enfriamiento con el fin de mantener su rendimiento dentro de un rango operativo predeterminado.

Los medios del dispositivo pueden comprender un sistema de membranas dispuesto para desoxigenar la solución, enjuagando dichas membranas con nitrógeno por un lado y con succión de vacío por el otro.

El sistema de membranas puede colocarse inmediatamente corriente arriba de la unidad de pulverización, ya que la bomba puede colocarse corriente arriba del sistema de membranas, en cuyo caso no es necesario aislar el circuito de gestión de la solución de ácido fórmico de las fuentes de oxígeno.

La bomba también puede colocarse entre el sistema de membranas y el sistema de pulverización, reduciendo así la presión en las membranas.

El sistema de membranas puede colocarse en un circuito de recirculación en el tanque de pulverización o entre el tanque de pulverización y el tanque de recirculación.

Cuando el sistema de membranas se coloca al nivel de un suministro de agua desmineralizada, el resto del circuito de gestión de la solución es, preferiblemente, hermético al oxígeno.

Todos los tanques pueden ser herméticos al gas y purgarse con una atmósfera inerte, preferiblemente, nitrógeno. Los medios del dispositivo pueden comprender una unidad de tratamiento en donde la solución muestreada puede tratarse con peróxido de hidrógeno.

La unidad de tratamiento puede comprender un filtro, por ejemplo, un filtro prensa, del que pueden eliminarse los desechos mediante transportadores mecánicos.

La unidad de tratamiento puede comprender medios para inyectar una solución desde la salida del filtro al tanque de pulverización.

La invención consiste en, aparte de las disposiciones establecidas anteriormente, un cierto número de otras disposiciones que se describirán más detalladamente de aquí en adelante en relación con una realización ilustrativa descrita con referencia al dibujo adjunto, pero que de ninguna manera es limitante.

En este dibujo, la Figura 1 es una vista esquemática de una realización de una sección de enfriamiento según la invención. Esta realización, que no es de ninguna manera limitante, será posible, en particular, para preparar variantes de la invención que comprenden solo una selección de las características descritas de aquí en adelante, como se describe o generaliza, aisladas de las otras características descritas, si esta selección de características es suficiente para conferir una ventaja técnica o para diferenciar la invención con respecto al estado de la técnica. La Figura 1 muestra una sección de enfriamiento de una línea de galvanización continua que comprende una primera parte 2 en donde una tira 1 de acero que se desplaza verticalmente de arriba a abajo se enfría pulverizando un líquido según la invención. Las boquillas 3, dispuestas a ambos lados de la tira 1, pulverizan el líquido refrigerante sobre la tira. Corriente arriba de estas boquillas en un circuito de líquido, un sistema 4 de membranas hace posible eliminar el oxígeno disuelto en la solución. Alternativamente, un burbujeador 31 con nitrógeno u otro gas neutro se coloca en un tanque 13 de pulverización para mejorar la desoxigenación natural. El nivel de oxígeno disuelto en la solución se mide en el tanque 13 de pulverización por medio de una sonda 35. Al salir de la parte 2, en la dirección de desplazamiento de la tira, existe un conjunto de cuchillas 5 de líquido diseñadas para eliminar la mayor parte del líquido de escurrimiento presente en la tira. Al conjunto de cuchillas 5 de líquido le sigue, en la dirección de desplazamiento de la tira, un conjunto de cuchillas 6 de gas destinado a eliminar el líquido aún presente en la tira. Después, la tira pasa a través de un tanque 7 de retorno en donde se recoge el líquido refrigerante pulverizado por las boquillas 3 y el conjunto de cuchillas 5 de líquido. En este tanque, un segundo conjunto de cuchillas 8 de gas se destina a eliminar el líquido aún presente en la tira. Después, la tira pasa a través de una parte 9 equipada con tubos 10 de calentamiento para eliminar todo rastro de líquido de la tira. Al salir de esta parte 9, la tira pasa a través de una esclusa 11 para separar la atmósfera entre las partes húmedas 2, 7, 9 y las partes 12 ubicadas corriente abajo en la dirección de desplazamiento de la tira. En esta esclusa de separación de atmósferas, se usa inyección y/o succión de gas para reforzar la separación de atmósferas entre las secciones corriente arriba y corriente abajo de la esclusa.

El líquido pulverizado sobre la tira por las boquillas 3 y el conjunto 5 de cuchillas de líquido, se recoge en el tanque 7 de retorno y, después, se envía al tanque 13 de pulverización. Para este fin, el líquido se transfiere desde el tanque 7 de retorno a un tanque 27 de recirculación. Este tanque está equipado con compartimentos 32 en cascada para mantener tantas partículas como sea posible en los primeros compartimentos. Los electroimanes 33 colocados bajo el tanque 27 y un sistema de cajones 34 hacen posible recuperar y eliminar las partículas metálicas sin tener que vaciar el tanque. Después, el líquido pasa a través de un conjunto 28 de filtro externo para eliminar las partículas metálicas residuales antes de devolverlas al tanque 13 de pulverización por medio de una bomba 30. El conjunto 28 de filtro externo y la bomba 30 están duplicados con el fin de asegurar el mantenimiento de este equipo sin detener la instalación.

Se usan circuitos 14 de alimentación que comprenden una bomba 15 y un intercambiador 16 de calor para suministrar líquido refrigerante a las filas de boquillas 3 de la parte 2, a la presión y temperatura requeridas del líquido contenido en el tanque 13 de pulverización. Los circuitos 14 de alimentación comprenden un circuito 17 de derivación para enviar una parte de líquido bombeada desde el tanque 13 a un tanque 18. Alternativamente, el circuito 17 de derivación se origina en el tanque 27 de recirculación. El circuito 17 de derivación se hace funcionar cuando sea necesario renovar parte del líquido contenido en la sección de enfriamiento, con el fin de mantener el rendimiento de este dentro del rango operativo deseado.

Un colector 19 de vapor se coloca en la parte 2 encima de las filas de boquillas 3. Los vapores recogidos se envían a un depurador 20 en húmedo, en donde los vapores se condensan y se envían al tanque 18. Después de salir del depurador, el gas despojado de sus vapores se envía a una chimenea 21.

El líquido recogido en el tanque 18 se envía a una unidad 22 de tratamiento, en donde la solución gastada de ácido fórmico se dosifica con peróxido de hidrógeno para obtener una mezcla de ácido fórmico e hidróxido de hierro (III) y elementos de aleación de acero. Después, esta mezcla se filtra a través de un filtro prensa (no se muestra) para separar el ácido fórmico de los hidróxidos de hierro (III), descargándose estos últimos mediante transportadores mecánicos 23. El ácido fórmico regenerado se vuelve a usar y se reinyecta como solución fresca por medio de un circuito 24 en un tanque 25. El nuevo ácido fórmico también se alimenta a este tanque 25 por medio de un circuito 26.

El líquido recogido en el tanque 25 puede enviarse, después, al tanque 13 de pulverización por medio de un circuito 29 que comprende una bomba (no numerada) dispuesta en el tanque 25.

Por supuesto, la invención no se limita a los ejemplos recién descritos, y muchos ajustes pueden realizarse a estos ejemplos sin ir más allá del alcance de la invención. Además, las diversas características, formas, variantes y realizaciones de la invención pueden combinarse entre sí en diversas combinaciones, en la medida en que no sean incompatibles o excluyentes entre sí.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Un método para enfriar una tira (1) de acero que se desplaza en una sección (2) de enfriamiento de una línea continua, comprendiendo el método pulverizar dicha tira de acero con una solución acuosa de pulverización, siendo dicha solución acuosa de pulverización una solución líquida o una mezcla de una solución líquida y un gas, caracterizado por que la concentración de ácido fórmico en dicha solución líquida es del 0,1 % al 6 % en peso y por que la solución de pulverización se pulveriza sobre la tira de acero por pulverización.

2. El método según la reivindicación 1, en donde la solución líquida tiene una concentración de ácido fórmico en peso de entre el 0,5 % y el 2 %.

3. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un control continuo o periódico de la solución líquida de pulverización, comprendiendo el control una medición de al menos un elemento de datos fisicoquímicos de dicha solución seleccionado del grupo que comprende pH, densidad y concentración de ácido fórmico, o una combinación de estos datos fisicoquímicos y, cuando esta medición no se encuentre dentro de un intervalo de tolerancia predeterminado, se recoge un volumen predeterminado de la solución líquida de pulverización y se inyecta el mismo volumen predeterminado de una solución de ácido fórmico en la unidad (13) de pulverización, teniendo dicho volumen predeterminado de una solución de ácido fórmico una concentración de ácido fórmico tal que la solución líquida de pulverización tenga, después de la inyección, una concentración de ácido fórmico de entre el 0,1 % y el 6 %.

4. El método según la reivindicación anterior, en donde la concentración de ácido fórmico en la solución líquida de pulverización después de la inyección es de entre el 0,5 % y el 2 % en peso.

5. El método según las reivindicaciones anteriores, en donde la solución recogida se trata mediante oxidación con peróxido de hidrógeno y después se filtra con el fin de extraer hidróxidos de hierro (III) y otros elementos de aleación de estos, proviniendo la solución inyectada de una recirculación de la solución filtrada o de una nueva solución.

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la solución recogida de la unidad (13) de recirculación se trata mediante desoxigenación antes de pulverizarla.

7. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además recoger los vapores que resulten de pulverizar la solución de pulverización sobre la tira de acero, condensar dichos vapores recogidos e inyectar dichos vapores condensados en un circuito de fluido del que se recoge dicha solución de pulverización.

8. Un dispositivo de enfriamiento dispuesto para enfriar una tira (1) de acero que se desplaza en una sección (2) de enfriamiento de una línea continua que comprende medios dispuestos para aplicar un método de enfriamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, al pulverizar dicha tira de acero con una solución acuosa, siendo dicha solución acuosa una solución líquida o una mezcla de una solución líquida y un gas, siendo la concentración de ácido fórmico en dicha solución acuosa de entre el 0,1 % y el 6 % en peso, comprendiendo el dispositivo un sistema de membranas (4) dispuestas para desoxigenar dicha solución.

9. El dispositivo según la reivindicación anterior, en donde las membranas se enjuagan con nitrógeno por un lado, con succión de vacío por el otro.