ES2940261T3

ES2940261T3 - Método y dispositivo para producir una placa metálica recubierta con película

Info

Publication number: ES2940261T3
Application number: ES17819176T
Authority: ES
Inventors: Peng Li; Hongxing Chen; Zhangwei Wang; Hua Ni
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2016-06-28
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2023-05-04
Anticipated expiration: 2037-06-23
Also published as: US20190210326A1; US11225054B2; EP3476596B1; EP3476596A4; WO2018001179A1; EP3476596A1; CN107538881B; CN107538881A

Abstract

Un método para producir una placa de metal revestida con una película, que comprende los pasos de: (1) precalentar y remojar una placa de metal; (2) recubrir en caliente la placa de metal con una película delgada; (3) enfriar la placa de metal; (4) comprimir la placa de metal para secarla; (5) recalentamiento y procesamiento posterior de la placa de metal. Este método puede producir una placa de metal que tiene una película delgada recubierta en la superficie de la misma y controlar fácilmente el grosor de una capa de fusión de la película delgada en el proceso de producción, especialmente controlar la diferencia entre los grosores de las capas de fusión en ambos lados; y mientras tanto, este método es capaz de aumentar la velocidad de enfriamiento. Respectivamente, este método mejora el rendimiento de la placa de metal recubierta con película y aumenta el rango de aplicación de la placa de metal recubierta con película mediante un proceso de producción más respetuoso con el medio ambiente y un menor consumo de energía, y puede producir buenos beneficios económicos y sociales. La placa de metal recubierta con película producida por este método puede usarse para empaques de alimentos y bebidas. Un dispositivo para producir una placa de metal revestida con película, que puede producir una placa de metal revestida con película usando el método descrito para producir una placa de metal revestida con película. El dispositivo comprende: un aparato de calentamiento por inducción, un rodillo de compensación (4), un rodillo guía de película delgada (6), un rodillo de revestimiento de película (7), un aparato de enfriamiento (9), un rodillo de compresión y secado (12), un aparato de recalentamiento (14) y un aparato de refrigeración por aire (15). y es capaz de producir buenos beneficios económicos y sociales. La placa de metal recubierta con película producida por este método puede usarse para empaques de alimentos y bebidas. Un dispositivo para producir una placa de metal revestida con película, que puede producir una placa de metal revestida con película usando el método descrito para producir una placa de metal revestida con película. El dispositivo comprende: un aparato de calentamiento por inducción, un rodillo de compensación (4), un rodillo guía de película delgada (6), un rodillo de revestimiento de película (7), un aparato de enfriamiento (9), un rodillo de compresión y secado (12), un aparato de recalentamiento (14) y un aparato de refrigeración por aire (15). y es capaz de producir buenos beneficios económicos y sociales. La placa de metal recubierta con película producida por este método puede usarse para empaques de alimentos y bebidas. Un dispositivo para producir una placa de metal revestida con película, que puede producir una placa de metal revestida con película usando el método descrito para producir una placa de metal revestida con película. El dispositivo comprende: un aparato de calentamiento por inducción, un rodillo de compensación (4), un rodillo guía de película delgada (6), un rodillo de revestimiento de película (7), un aparato de enfriamiento (9), un rodillo de compresión y secado (12), un aparato de recalentamiento (14) y un aparato de refrigeración por aire (15). que puede producir una placa de metal revestida con película usando el método descrito para producir una placa de metal revestida con película. El dispositivo comprende: un aparato de calentamiento por inducción, un rodillo de compensación (4), un rodillo guía de película delgada (6), un rodillo de revestimiento de película (7), un aparato de enfriamiento (9), un rodillo de compresión y secado (12), un aparato de recalentamiento (14) y un aparato de refrigeración por aire (15). que puede producir una placa de metal revestida con película usando el método descrito para producir una placa de metal revestida con película. El dispositivo comprende: un aparato de calentamiento por inducción, un rodillo de compensación (4), un rodillo guía de película delgada (6), un rodillo de revestimiento de película (7), un aparato de enfriamiento (9), un rodillo de compresión y secado (12), un aparato de recalentamiento (14) y un aparato de refrigeración por aire (15). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método y dispositivo para producir una placa metálica recubierta con película

Campo técnico

La presente divulgación se refiere a un método y a un dispositivo para producir una placa metálica, particularmente a un método y a un dispositivo para producir una placa metálica laminada con película.

Antecedentes de la técnica

Los materiales metálicos de envasado (por ejemplo, placas de estaño, placas de cromo, etc.) tienen las ventajas de buena propiedad de barrera, alta resistencia, grabados exquisitos y similares, y pueden usarse para envasar alimentos y bebidas. Las latas para alimentos o bebidas fabricadas de materiales metálicos de envasado pueden tener una vida útil larga sin la adición de ningún conservante, y pueden conservar la calidad original y el sabor de los alimentos o las bebidas en mayor medida.

Materiales metálicos de envasado deben usarse junto con recubrimientos para fabricar latas. Por ejemplo, en un procedimiento de fabricación de una lata de tres piezas, se aplica un recubrimiento de resina a una superficie de placa metálica para formar una película, y luego se forma la lata. En un procedimiento de fabricación de una lata de dos piezas, en primer lugar, se llevan a cabo el estampado y el conformado, y luego se recubre el cuerpo de lata resultante mediante pulverización o grabado. En una operación de recubrimiento de una placa metálica, debe realizarse un cocimiento en horno varias veces a alta temperatura. Por tanto, se consume una gran cantidad de energía, y surge un problema de volatilización de disolvente, que podría provocar determinada contaminación medioambiental. Por ejemplo, los métodos existentes para producir latas de metal para envasar alimentos implican principalmente recubrir varias veces una superficie de placa metálica antes de formar una lata o una tapa. Esta clase de métodos de producción conlleva el uso de muchos recubrimientos que contienen disolventes orgánicos en el transcurso del grabado o recubrimiento de placas metálicas. Por tanto, un gran volumen de los disolventes se volatilizará cuando los recubrimientos se cuecen en horno para formar películas, y se incurrirá fácilmente en contaminación medioambiental. Generalmente, debe realizarse el procedimiento de recubrimiento varias veces y, por tanto, se consumirá una gran cantidad de energía. Adicionalmente, algunos tipos de recubrimientos emplean disolventes que comprenden bisfenol A. Después de secarse los recubrimientos, es inevitable que permanezca una cantidad menor de bisfenol A en las capas de película, sometiendo de ese modo la seguridad alimentaria a un riesgo potencial. Por tanto, el problema perjudicial para el medio ambiente del grabado y recubrimiento tradicionales en la producción mencionada anteriormente es cada vez más importante a medida que el desarrollo social impone requisitos cada vez más rígidos a la protección del medio ambiente.

Ya se ha usado ampliamente una película de poliéster (PET), que sea inodora y no tóxica, y posea buena resistencia al calor, resistencia a la corrosión y maquinabilidad en el campo de envasado de alimentos y bebidas. Un uso combinado de una película de poliéster y material metálico puede aprovechar por completo estos dos materiales. Generalmente, una película de poliéster se lamina íntimamente sobre una superficie de una placa metálica mediante laminación de la masa fundida en caliente o encolado para formar una placa metálica laminada con película. El uso de una placa metálica laminada con película para fabricar latas no sólo asegura las buenas propiedades de las latas para alimentos y bebidas en el uso, sino que también omite una parte principal del procedimiento de recubrimiento y cocimiento en horno en la fabricación de latas por medio del recubrimiento de una placa metálica. Por tanto, se acorta el flujo de producción, se ahorra la inversión en energía y equipos, y la producción es más respetuosa con el medioambiente. Como resultado, existe la posibilidad de reemplazar las placas metálicas recubiertas tradicionales con placas metálicas laminadas con película.

El documento CN 1168651 A, “METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING LAMINATE BOARD” da a conocer un método y un aparato para laminar una película de resina termoplástica sobre una placa metálica. Según este método, después de calentarse una placa metálica, se lamina una película de resina termoplástica sobre al menos una de las superficies de la placa metálica mediante prensado entre un par de cilindros de laminado. Después de prensarse la placa metálica calentada y la película de resina y laminarse en una dirección vertical por el paso a través de los cilindros de laminado, la placa laminada se empuja a un lado mediante un cilindro deflector en una dirección transversal para desviar la dirección de desplazamiento hacia uno de los cilindros de laminado, de modo que la placa metálica laminada con película forma un ángulo de contacto con este cilindro de laminado. Por tanto, puede ajustarse el grosor de la capa fundida de la película en esta dirección. Debido a que el efecto de enfriamiento de los cilindros de laminado sobre la placa metálica es notable, la temperatura de la placa metálica laminada con película disminuye rápidamente durante el contacto con los cilindros de laminado. Si el procedimiento de laminación continua después de que la placa metálica laminada con película abandone el espacio entre los cilindros de laminado, la temperatura de la placa metálica laminada con película continuará disminuyendo rápidamente, y la propagación de la capa fundida tenderá a detenerse en breve. Por tanto, en realidad es difícil que este método consiga un ajuste del grosor de la capa fundida en un amplio intervalo tal como se indica en ese documento.

El documento CN 102 514 342 B, “FILM LAMINATING APPARATUS AND FILM LAMINATING METHOD” da a conocer un método de laminación con película y un aparato de laminación con película para la laminación en caliente de una película sobre una placa metálica, en el que se menciona un método para el temple de una placa metálica laminada con película, en el que una unidad de temple comprende un dispositivo de enfriamiento por aire y un tanque de enfriamiento por agua dispuestos secuencialmente en una dirección a lo largo de la cual se transporta la placa metálica laminada con película. Puede lograrse una velocidad de enfriamiento de 70-80°C/s. Para algunas aplicaciones de envasado donde los requisitos de las propiedades son rigurosos, deben enfriarse las placas metálicas hasta temperatura ambiente en un periodo muy corto de tiempo después de terminar la laminación con película. Restringida por el modo de enfriamiento por aire, generalmente, esta patente difícilmente puede lograr una mayor velocidad de enfriamiento en un periodo corto de tiempo. Por tanto, se restringen las propiedades del producto.

El documento WO 96/17721 A1 enseña un método y aparato de producción de una placa metálica laminada con película según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 7. El método implica las etapas de calentar una chapa metálica de tipo correa continua mediante un horno de calentamiento, laminando una película de resina termoplástica sobre al menos una de las superficies de la chapa metálica, prensando y pasando ambas entre un par de cilindros de laminado, y uniendo térmicamente la película a la chapa metálica. La chapa laminada que sale de entre el par de cilindros de laminado es desviada por un cilindro deflector en una dirección transversal.

El documento EP 0 312 304 A1, así como el documento EP 0 312 302 A1 dan a conocer una chapa metálica laminada que tiene adherida sobre al menos una superficie principal de la misma una película de un poliéster no cristalino, y un procedimiento para la preparación de la misma.

Sumario

Uno de los objetos de la divulgación es proporcionar un método para producir una placa metálica laminada con película. Este método puede utilizase para producir una placa metálica con una película laminada sobre una superficie de la misma, y permite un control fácil del grosor de una capa de película fundida en la producción. Al mismo tiempo, este método permite un aumento de la velocidad de enfriamiento para mejorar las propiedades de la placa metálica laminada con película. La placa metálica laminada con película producida mediante este método puede usarse para envasado de alimentos y bebidas.

Para cumplir el objeto anterior, el método para producir una placa metálica laminada con película de la presente invención se define en la reivindicación 1, mientras que el aparato de producción de la presente invención se define en la reivindicación 7. Las mejoras adicionales son el objeto de las reivindicaciones dependientes.

En particular, el método comprende las siguientes etapas:

(1) precalentar y remojar una placa metálica, en el que, en general, dicho precalentamiento es un calentamiento rápido logrado usando un calentador por inducción (generalmente usado para placas de acero), y se usan varios cilindros de calentamiento por inducción (por ejemplo, 3-9) para lograr un valor objetivo de la temperatura de placa metálica y llevar a cabo dicho remojo;

(2) someter a laminación con película en caliente: controlar un ángulo p de 30-70° con el que una película entre en el espacio entre cilindros entre cilindros de laminación con película, en el que dicho ángulo p es un ángulo entre la película y una dirección vertical; controlar un ángulo a de 0-20° entre la placa metálica y la dirección vertical, en el que dicho ángulo a se logra por medio de un cilindro deflector; luego laminar en caliente la película sobre la placa metálica usando los cilindros de laminación con película, en el que la temperatura de los cilindros de laminación con película se controla a 50-130°C;

(3) enfriar: enfriar una superficie de una placa metálica laminada con película resultante rápidamente hasta una temperatura igual a o de menos de 50°C en primer lugar mediante enfriamiento por pulverización de agua, seguido de temple al agua en un tanque de temple al agua;

(4) escurrir la placa metálica laminada con película para retirar la mayor parte del agua de la superficie de la placa metálica laminada con película;

(5) recalentar y someter a un tratamiento posterior: calentar la placa metálica laminada con película hasta una temperatura en el intervalo de 50-130°C, mantener durante 5-40 s, y luego enfriar por aire la placa metálica laminada con película hasta temperatura ambiente rápidamente.

El método para producir una placa metálica laminada con película según la divulgación produce una placa metálica con una película laminada sobre una superficie de la misma mediante las etapas anteriores, en el que:

En la etapa (1), se aplica un procedimiento de calentamiento combinado a la placa metálica, procedimiento que comprende dos partes: precalentamiento y remojo. Por tanto, puede realizarse un calentamiento rápido de la placa metálica, y puede garantizarse la uniformidad de temperatura de la placa metálica. Después del calentamiento, la temperatura de la placa metálica es generalmente mayor de 220°C.

En la etapa (2), la película se lamina sobre la placa metálica usando cilindros de laminación con película. Debido al calentamiento en la etapa (1), la temperatura de la placa metálica es generalmente mayor de 220°C. Por tanto, la laminación es laminación en caliente. En el transcurso de esta laminación en caliente, se genera una capa fundida en la película en un lado en contacto con la placa metálica. El grosor de esta capa fundida puede controlarse fácilmente fijando la temperatura objetivo de la placa metálica y/o el ángulo del cilindro deflector en la etapa (1), para controlar las propiedades de la placa metálica laminada con película. El tiempo de contacto de la placa metálica y una película hacia la cual se desvía la placa metálica se controla controlando el ángulo a entre la placa metálica y la dirección vertical (es decir, el ángulo de deflexión con el que la placa metálica entra en el espacio entre cilindros entre los cilindros de laminación con película), para controlar el grosor de una capa fundida de dicha película en este lado (el grosor de la capa fundida aumenta a medida que aumentan el ángulo a y el tiempo de contacto). Sin embargo, el grosor de una capa fundida de una película a partir de la cual se desvía la placa metálica no se ve afectado. Por tanto, se controlan las películas en ambos lados de la placa metálica para que posean grosores de capa fundida diferenciados, de modo que se diferencien las propiedades de las superficies de la placa fundida laminada con película en estos dos lados. Esta diferenciación es adecuada para aplicaciones que tienen diferentes requisitos de propiedades de superficie en dos lados, tales como latas para alimentos que generalmente tienen diferentes requisitos de propiedades para las superficies interior y exterior. Además, el cilindro deflector también puede actuar para estabilizar la placa metálica, asegurando de ese modo una uniformidad de grosor de la capa fundida de cada película. En esta etapa, p se elige del intervalo de 30-70° por el siguiente motivo: antes de que la película entre en el espacio entre cilindros entre los cilindros de laminación con película con un ángulo en este intervalo, puede garantizarse la extensión completa de la película, para asegurar que la película se lamina de manera uniforme sobre la superficie de placa metálica; a se elige del intervalo de 0-20° por el siguiente motivo: cuando el ángulo a está en este intervalo, el grosor de la capa fundida de la película estará en el intervalo más ideal. Si el ángulo a está por encima de este intervalo, la película tiende a fundirse indebidamente debido a un periodo excesivamente largo de tiempo de contacto entre la película y la placa metálica, afectando de ese modo a las propiedades de la placa metálica laminada con película.

En el método de producción según la divulgación, en la etapa (2), la temperatura de los cilindros de laminación con película se controla a 50-130°C. Este intervalo de temperatura se elige por el siguiente motivo: cuando la temperatura está en este intervalo, puede controlarse la estructure de la película para lograr las propiedades deseadas de resistencia a la corrosión y elaborabilidad.

En la etapa (3), la capa fundida se solidifica mediante enfriamiento para unir la película a la placa metálica. En esta etapa, para proporcionar la placa metálica laminada con película con buenas propiedades en el uso, debe enfriarse la placa metálica laminada con película muy rápidamente en un periodo corto de tiempo (preferiblemente 0,5-5 s después de que la placa metálica laminada con película salga de los cilindros de laminación con película, tal como se indica a continuación). Con este propósito, se emplea un modo de enfriamiento de pulverización de agua más temple al agua. Después de enfriarse mediante pulverización de agua, la placa metálica laminada con película entra en un tanque de temple al agua donde la placa metálica laminada con película se enfría finalmente hasta la temperatura del agua de temple. Esta etapa promueve la velocidad de enfriamiento, mejorando de ese modo las propiedades de la placa metálica laminada con película en el uso.

En la etapa (4), la placa metálica laminada con película se escurre rápidamente para retirar la mayor parte del agua que permanece sobre la superficie de la placa metálica laminada con película a fin de prepararse para la etapa (5). En la etapa (5), se recalienta la placa metálica laminada con película y se somete a un tratamiento posterior no sólo para secar la superficie de la placa metálica laminada con película completamente, sino también para ajustar la estructura interior de la película. Además, puede eliminarse la tensión interna generada en la película durante el temple, que es deseable para la generación de menos microgrietas en la película cuando la placa metálica laminada con película se somete a un procesamiento posterior, mejorando de ese modo la resistencia a la corrosión del producto. En esta etapa, el tiempo de mantenimiento se elige del intervalo de 5-40 s por el siguiente motivo: cuando la temperatura se mantiene durante un periodo de tiempo en este intervalo, puede asegurarse el secado completo de la superficie de placa metálica, y puede ajustarse la estructura interior de la película en cierta medida, eliminando de ese modo la tensión interna generada en la película cuando se somete a temple la placa metálica laminada con película.

En el método según la divulgación, la placa metálica puede ser una placa de estaño o una placa de cromo, o una de otras placas.

La placa metálica laminada con película producida mediante el método según la divulgación puede usarse para el envasado de alimentos y bebidas.

En el método de producción según la divulgación, existe un intervalo de tiempo de 0,5-5 s después de la etapa (2) y antes de la etapa (3). Dicho de otro modo, la placa metálica laminada con película comienza a enfriarse muy rápidamente después de un intervalo muy corto de tiempo. Garantizando este intervalo muy corto de tiempo, puede lograrse una buena resistencia a la corrosión de la placa metálica laminada con película.

Además, en la etapa (1) del método de producción según la divulgación, la subetapa de precalentamiento aumenta temperatura de la placa metálica hasta el 60-80% de la temperatura objetivo de la placa metálica, y la subetapa de remojo aumenta la temperatura de la placa metálica hasta la temperatura objetivo. En esta etapa, el 60-80% de la temperatura objetivo se elige para el precalentamiento por el siguiente motivo: la placa metálica se calienta rápidamente hasta una temperatura que se aproxima a la temperatura objetivo mediante precalentamiento en primer lugar, pero la placa metálica no tiene un perfil de temperatura muy uniforme en este momento; por lo que la parte de remojo se lleva a cabo para proporcionar un perfil de temperatura uniforme en diversos puntos en la placa metálica y lograr el valor de temperatura objetivo finalmente.

Además, en el método de producción según la divulgación, el enfriamiento por pulverización de agua en la etapa (3) se lleva a cabo a una velocidad de enfriamiento > 150°C/s.

En la solución técnica anterior, cuando la velocidad de enfriamiento del enfriamiento por pulverización de agua se controla para que sea > 150°C/s, la temperatura de superficie de la placa metálica laminada con película puede enfriarse rápidamente hasta 50°C o menos.

Además, en el método de producción según la divulgación, el enfriamiento por aire en la etapa (5) se lleva a cabo a una velocidad de enfriamiento >80°C/s. El enfriamiento por aire se logra normalmente por medio de cuchillas de aire. La velocidad de enfriamiento se elige de este intervalo por el siguiente motivo: la placa metálica se enfría rápidamente hasta temperatura ambiente.

Además, en el método de producción según la divulgación, cuando el ángulo a es mayor de 5 grados en la etapa (2), a :p es 1:3 - 1:8. El motive es que el grosor de la capa fundida deseado puede obtenerse fácilmente sólo cuando se mantiene a :p en un determinado intervalo.

Otro objeto de la divulgación es proporcionar un aparato para producir una placa metálica laminada con película usando el método anterior para producir una placa metálica laminada con película.

Para cumplir el objeto anterior, la divulgación propone un aparato para producir una placa metálica laminada con película configurado para el método de producción para producir una placa metálica laminada con película de la invención tal como se propuso anteriormente, comprendiendo el aparato los siguientes componentes dispuestos en una dirección para transportar una placa metálica:

un dispositivo de calentamiento por inducción para precalentar y remojar la placa metálica;

un cilindro deflector configurado para ser móvil en una dirección horizontal para ajustar un ángulo a entre la placa metálica y una dirección vertical; en el que el ángulo a está en un intervalo de 0-20°;

un cilindro de guiado de película para guiar una película en el espacio entre cilindros entre los cilindros de laminación con película y ajustar el ángulo p , en el que la película entra en el espacio entre cilindros entre los cilindros de laminación con película con dicho ángulo p , en el que el ángulo p está en un intervalo de 30-70°; en el que a:p es 1:3 -1:8 cuando el ángulo a es mayor de 5 grados;

cilindros de laminación con película para la laminación en caliente de la película sobre la placa metálica, en el que el cilindro deflector está dispuesto entre el dispositivo de calentamiento por inducción y los cilindros de laminación con película;

un dispositivo de enfriamiento para enfriar una placa metálica laminada con película;

cilindros de escurrido para escurrir la placa metálica laminada con película para secarla;

un dispositivo de recalentamiento para recalentar la placa metálica laminada con película;

un dispositivo de enfriamiento por aire para enfriar por aire la placa metálica laminada con película después del recalentamiento.

El aparato para producir una placa metálica laminada con película según la divulgación se usa para producir una placa metálica que tiene una película laminada sobre una superficie de la misma basándose en el método para producir una placa metálica laminada con película según la divulgación.

El diseño del cilindro deflector permite controlar fácilmente el grosor de una capa fundida en una película de una placa metálica laminada con película, y permite controlar grosores diferenciados de capas fundidas en películas sobre dos superficies de una placa metálica laminada con película. Esto es bastante deseable para el control diferenciado de las propiedades de las dos superficies de la placa metálica laminada con película.

Además, el aparato de producción según la divulgación también comprende cilindros de enfriamiento configurados en correspondencia a los cilindros de laminación con película, en el que los cilindros de enfriamiento entran en contacto con los cilindros de laminación con película para controlar la temperatura de los cilindros de laminación con película.

Además, en el aparato de producción según la divulgación, el dispositivo de calentamiento por inducción comprende un calentador por inducción y varios cilindros de calentamiento por inducción dispuestos secuencialmente en una dirección para transportar la placa metálica.

En la solución técnica anterior, el calentador por inducción precalienta la placa metálica en primer lugar para aumentar la temperatura de la placa metálica hasta el 60-80% de la temperatura objetivo; luego, se logran un aumento menor de la temperatura y el remojo de la placa metálica mediante varios cilindros de calentamiento por inducción. Finalmente, la temperatura de la placa metálica llega a la temperatura objetivo, y se logra una distribución de temperatura transversal y longitudinal uniforme de la placa metálica. El calentamiento mediante una combinación del calentador por inducción y los cilindros de calentamiento por inducción permite un ajuste rápido de la temperatura de la placa metálica, y se asegura una temperatura uniforme a través de la tira de acero. Esta solución técnica obvia el uso de un horno de aire caliente convencional o un cilindro de aceite para calentar la placa metálica, y puede diseñarse una longitud recortada para el conjunto de máquina. Además, la no necesidad de usar un gas combustible o un medio de aceite también permite un modo de calentamiento que es más limpio y más respetuoso con el medioambiente.

Además, en el aparato de producción según la divulgación, el dispositivo de enfriamiento comprende:

barras de pulverización de agua, en el que al menos dos barras de pulverización de agua paralelas están dispuestas de una manera correspondiente en cada lado de la placa metálica laminada con película; están dispuestas boquillas en cada barra de pulverización de agua; y las boquillas en las al menos dos barras de pulverización de agua están dispuestas de una manera escalonada;

un tanque de temple al agua, en el que la placa metálica laminada con película se templa al agua en el tanque de temple al agua.

En la solución técnica anterior, se logra un efecto de enfriamiento rápido, uniforme mediante el enfriamiento por pulverización de agua con las barras de pulverización de agua que tienen la estructura anterior, y la placa metálica laminada con película se enfría finalmente hasta la temperatura del agua de temple mediante el temple al agua en el tanque de temple al agua.

Aún más, en el aparato de producción anterior, las barras de pulverización de agua están acopladas a un mecanismo de accionamiento que acciona las barras de pulverización de agua para moverlas en una dirección para transportar la placa metálica.

En la solución técnica anterior, las barras de pulverización de agua están posicionadas mediante el mecanismo de accionamiento en la dirección para transportar la placa metálica, en vista del intervalo deseado del tiempo de enfriamiento y la velocidad de transporte de la placa metálica, para asegurar que la temperatura de superficie de la placa metálica laminada con película se enfría rápidamente hasta 50°C o menos después de un intervalo de tiempo antes del enfriamiento.

Además, en el aparato de producción según la divulgación, el dispositivo de recalentamiento comprende un horno de aire caliente.

En la solución técnica anterior, la película de agua que permanece sobre la superficie de la placa metálica laminada con película se seca completamente usando el horno de aire caliente. Sin embargo, a diferencia del tratamiento de secado habitual, la placa metálica laminada con película se calienta en el horno de aire caliente hasta una temperatura por encima de la temperatura de transición vítrea de la película que se lamina, y se mantiene durante 5 40 s.

Además, en el aparato de producción según la divulgación, el dispositivo de enfriamiento por aire comprende cuchillas de aire.

El método para producir una placa metálica laminada con película según la divulgación tiene las siguientes ventajas y efectos beneficiosos:

(1) Este método puede usarse para producir una placa metálica laminada con película que tiene grosores de la capa fundida diferenciados en dos lados, y esta diferenciación es adecuada para aplicaciones que tienen diferentes requisitos de propiedades de superficie en dos lados, tales como latas para alimentos.

(2) El uso de un procedimiento de calentamiento combinado antes de la laminación con película ayuda a aumentar la velocidad para calentar la placa metálica y mejorar la uniformidad de temperatura, y permite la producción de una placa metálica laminada con película a una temperatura de calentamiento relativamente baja. Es deseable un diseño de este tipo para ahorrar energía eléctrica.

(3) El diseño de enfriamiento rápido en un tiempo corto después de la laminación y el procedimiento de tratamiento de recalentamiento después del enfriamiento pueden conferir una estructura ideal de película a la placa metálica laminada con película, mejorando de ese modo la conformabilidad y la resistencia a la corrosión de la placa metálica laminada con película.

(4) Cuando este método se usa para producir una placa metálica laminada con película, el procedimiento de producción favorece la conservación de energía y la protección del medio ambiente, y posee una amplia ventana de procedimiento. Además, los productos se adaptan a más aplicaciones de envasado. Por ejemplo, este método puede usarse para producir un material metálico de envasado novedoso que tiene una película de poliéster laminada sobre una superficie del mismo, adecuado para envasar alimentos o bebidas. Cuando se usa para el envasado de alimentos, este material no es sólo más seguro, sino también más respetuoso con el medioambiente y ahorra más energía en su producción. Por tanto, se proporcionan beneficios sociales y económicos favorables.

El aparato para producir una placa metálica laminada con película según la divulgación puede producir una placa metálica laminada con película con el método anterior para producir una placa metálica laminada con película. Por tanto, el aparato también tiene las ventajas y efectos beneficiosos anteriores.

Descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de flujo que muestra esquemáticamente un método para producir una placa metálica laminada con película según la divulgación.

La figura 2 es una vista esquemática que muestra una estructura de un aparato para producir una placa metálica laminada con película según una realización de la divulgación.

La figura 3 es una vista esquemática que muestra una estructura de un dispositivo de enfriamiento en un aparato para producir una placa metálica laminada con película según una realización de la divulgación.

Descripción detallada

El método y aparato para producir una placa metálica laminada con película según la divulgación se explicarán e ilustrarán adicionalmente con referencia a los dibujos adjuntos de la memoria descriptiva y los ejemplos específicos. No obstante, no se pretende que la explicación e ilustración limiten indebidamente la solución técnica de la divulgación.

La figura 1 muestra esquemáticamente un diagrama de flujo de un método para producir una placa metálica laminada con película según la divulgación.

Tal como se muestra mediante la figura 1, el flujo de un método para producir una placa metálica laminada con película según la divulgación comprende las siguientes etapas:

(1) Se precalienta una placa metálica y se remoja, en el que la subetapa de precalentamiento aumenta la temperatura de la placa metálica hasta el 60-80% de la temperatura objetivo de la placa metálica, y la subetapa de remojo aumenta la temperatura de la placa metálica hasta la temperatura objetivo.

(2) Laminación con película en caliente: el ángulo p se controla a 30-70°, ángulo con el que una película delgada entra en el espacio entre cilindros entre los cilindros de laminación con película, en el que dicho ángulo p es un ángulo entre la película delgada y una dirección vertical; el ángulo a entre la placa metálica y la dirección vertical se controla a 0-20°; y luego la película se lamina en caliente sobre la placa metálica usando los cilindros de laminación con película. En algunas realizaciones, cuando el ángulo a es mayor de 5 grados, a:p es 1:3 -1:8. En algunas otras realizaciones, la temperatura de los cilindros de laminación con película se controla a 50-130°C.

(3) Después de la laminación con película, pasa un intervalo de tiempo de 0,5-5 s y luego comienza el enfriamiento de la placa metálica: la temperatura de superficie de la placa metálica laminada con película se reduce rápidamente hasta 50°C o menos mediante pulverización de agua, y luego la placa metálica laminada con película se templa al agua en un tanque de temple al agua. En algunas realizaciones, la velocidad de enfriamiento del enfriamiento por pulverización de agua es > 150°C/s.

(4) La placa metálica laminada con película se escurre para retirar la mayor parte del agua de la superficie de la placa metálica laminada con película.

(5) Recalentamiento y tratamiento posterior: la placa metálica laminada con película se calienta hasta una temperatura en el intervalo de 50-130°C, se mantiene durante 5-40 s, y luego se enfría por aire hasta temperatura ambiente rápidamente. En algunas realizaciones, la velocidad de enfriamiento del enfriamiento por aire es >80°C/s. La placa metálica anterior puede ser una placa de estaño o una placa de cromo, y también puede ser una placa de aluminio, etc.

Ejemplos 1-9 y ejemplos comparativos 1-3

Las placas metálicas laminadas con película de los ejemplos y ejemplos comparativos mencionados anteriormente se obtuvieron usando las etapas anteriores. Se eligió un grosor de 25 |im para la película. Se eligió una placa de cromo que tenía un grosor de 0,2 mm para las placas metálicas.

La tabla 1 enumera los parámetros de procedimiento específicos del método de fabricación en los ejemplos y ejemplos comparativos.

Tabla 1

Las placas metálicas laminadas con película de los ejemplos y ejemplos comparativos anteriores se muestrearon para medir los grosores de las capas fundidas de las películas en dos lados (lado A y lado B) de las placas metálicas laminadas con película, y medir la propiedad de adhesión y la resistencia a la corrosión de las películas en el lado B de las placas metálicas laminadas con película. Los datos relevantes se enumeran en la tabla 2.

Tabla

Nota:

La propiedad de adhesión y la resistencia a ácidos mencionadas anteriormente de las películas se midieron según los siguientes métodos:

Método para someter a prueba la propiedad de adhesión de las películas: se usó una prueba de retirada de cinta de rayado cruzado para evaluar la propiedad de adhesión de las películas en las placas metálicas laminadas con película. Se cortó una muestra de placa metálica laminada con película en un tamaño de 150 mm*150 mm. Se usó una punta trazadora para trazar 10 líneas paralelas de manera horizontal y vertical respectivamente en la parte central de una muestra. Los dos conjuntos de líneas paralelas se cortan entre sí, y cada dos líneas paralelas adyacentes se separaron mediante una distancia de 1 mm. Como tal, se forman 150 cuadrados pequeños del mismo tamaño a partir de estos dos conjuntos de líneas paralelas. Luego, una cinta adhesiva especial se adhirió íntimamente a la zona por la que se había pasado la punta trazadora. La cinta se desprendió agarrando un extremo de la cinta y tirando rápidamente en una dirección inclinada hacia arriba. Se observó el grado con el que se liberó la película para evaluar el poder adhesivo de la película.

Método para evaluar la resistencia a ácidos: se utilizó la evaluación de la resistencia a ácidos para representar la evaluación de la resistencia a la corrosión. Se sumergió una muestra de placa metálica laminada con película en una disolución de ácido cítrico al 1,5%, y se hirvió a 121°C durante 30 min. Después del enfriamiento, se extrajo la muestra, y se observaron los puntos corroídos por el ácido sobre la superficie de la muestra para evaluar la resistencia a la corrosión de la placa metálica laminada con película.

Tal como se muestra mediante la tabla 2, el grosor de la capa fundida de la película en el lado A era mayor que el grosor de la capa fundida de la película en el lado B para cada una de las placas metálicas laminadas con película de los ejemplos 1-9; y el grosor de la capa fundida de la película en el lado A era equivalente al grosor de la capa fundida de la película en el lado B para cada una de las placas metálicas laminadas con película de los ejemplos comparativos 1-3. Haciendo referencia a la tabla 1, esto sugiere que el grosor de la capa fundida de la película en el lado A se ve influido por el ángulo a . El poder de adhesión de las películas en los ejemplos 1-9 llegó a ser “muy bueno”, y la propiedad de resistencia a la corrosión de los ejemplos 4 y 7-8 llegó a ser “muy buena”. La propiedad de resistencia a la corrosión del ejemplo comparativo 3 era “aceptable”.

La figura 2 muestra esquemáticamente una estructura de un aparato para producir una placa metálica laminada con película según una realización de la divulgación.

Tal como se muestra mediante la figura 2, el aparato para producir una placa metálica laminada con película según la realización comprende:

un dispositivo de calentamiento por inducción dispuesto en una dirección a lo largo de la cual se transporta una placa 1 metálica, y configurado para precalentar y remojar la placa 1 metálica, en el que el dispositivo de calentamiento por inducción comprende un calentador 2 por inducción y tres cilindros 3 de calentamiento por inducción dispuestos secuencialmente en la dirección a lo largo de la cual se transporta la placa 1 metálica; un cilindro 4 deflector configurado para ser móvil en una dirección horizontal para ajustar un ángulo a entre la placa 1 metálica y una dirección vertical; dos cilindros 6 de guiado de película dispuestos en el lado A y el lado B de la placa 1 metálica respectivamente, y configurados para guiar una película 5 en el espacio entre cilindros entre los cilindros 7 de laminación con película que van a describirse más adelante en el presente documento, y ajustar un ángulo p con el que la película 5 entra en el espacio entre cilindros entre los cilindros de laminación con película; dos cilindros de laminación con película configurados para laminar en caliente la película 5 sobre la placa 1 metálica; dos cilindros 8 de enfriamiento dispuestos en correspondencia a los dos cilindros 7 de laminación con película, en el que los cilindros 8 de enfriamiento entran en contacto con los cilindros 7 de laminación con película para controlar la temperatura de los cilindros 7 de laminación con película; un dispositivo de enfriamiento configurado para enfriar la placa 16 metálica laminada con película, en el que el dispositivo de enfriamiento comprende barras 9 de pulverización de agua y un tanque 10 de temple al agua, en el que está dispuesto un cilindro 11 sumergido en el tanque 10 de temple al agua; dos cilindros 12 de escurrido configurados para escurrir la placa metálica laminada con película para secarla; un cilindro 13 giratorio configurado para dirigir la placa 16 metálica laminada con película a un dispositivo 14 de recalentamiento que va a describirse más adelante en el presente documento; el dispositivo 14 de recalentamiento configurado para recalentar la placa 16 metálica laminada con película, en el que el dispositivo 14 de recalentamiento comprende un horno de aire caliente; un dispositivo 15 de enfriamiento por aire configurado para enfriar por aire la placa 16 metálica laminada con película recalentada, en el que el dispositivo 15 de enfriamiento por aire comprende cuchillas de aire. Particularmente, cuatro pares de cuchillas de aire para el enfriamiento están dispuestas íntimamente una al lado de la otra en la dirección para transportar la placa metálica.

En la solución técnica anterior, después de que la placa 1 metálica abandone los cilindros 3 de calentamiento por inducción y antes de que entre en los cilindros 7 de laminación con película, la temperatura de la placa 1 metálica disminuirá en cierta medida. En particular, la temperatura disminuye más rápidamente en dos porciones laterales de la placa 1 metálica. Como resultado, la temperatura no se distribuye de manera uniforme a través de la anchura de la placa 1 metálica. Por tanto, el cilindro 4 deflector está diseñado con la posibilidad de someter las porciones laterales a un calentamiento reforzado para compensar la diferencia de temperatura entre las porciones laterales y la porción central de la placa 1 metálica, para garantizar la uniformidad de temperatura a través de la anchura de la tira metálica antes de que la placa 1 metálica entre en los cilindros 7 de laminación con película.

La figura 3 muestra esquemáticamente una estructura de un dispositivo de enfriamiento en un aparato para producir una placa metálica laminada con película según una realización de la divulgación.

Tal como se muestra mediante la figura 3, el dispositivo 9 de enfriamiento comprende: barras 91 de pulverización de agua, en el que dos barras 91 de pulverización de agua paralelas están dispuestas de una manera correspondiente en cada lado de la placa 16 metálica laminada con película, están dispuestas boquillas 92 en cada barra 91 de pulverización de agua, y las boquillas 92 en las dos barras 91 de pulverización de agua están dispuestas de una manera escalonada, un tanque 10 de temple al agua, en el que la placa 16 metálica laminada con película se templa al agua en el tanque 10 de temple al agua. Están diseñadas 8-30 boquillas 92 en cada una de las barras 91 de pulverización de agua (el número indicado en la figura es solamente ilustrativo). Las boquillas 92 son boquillas de tipo abanico, y el agua pulverizada a partir de las mismas tiene una distribución de tipo sector. El ángulo entre el sector y el plano horizontal es de entre 10 y 20 grados. Además, las barras 91 de pulverización de agua están acopladas a un mecanismo de accionamiento que acciona las barras 91 de pulverización de agua para moverlas en la dirección sola en la que se transporta la placa 16 metálica laminada con película, de modo que las barras de pulverización de agua pueden estar posicionadas por el mecanismo de accionamiento en la dirección para transportar la placa metálica, en vista del intervalo deseado del tiempo de enfriamiento (por ejemplo 0,5-5 s) y la velocidad de transporte de la placa metálica, para asegurar que la temperatura de superficie de la placa metálica laminada con película se enfría rápidamente hasta una temperatura igual a o menor que la temperatura de transición vítrea de la película (por ejemplo, una película de poliéster) en un periodo de tiempo de enfriamiento dentro del intervalo deseado.

El funcionamiento del aparato anterior para producir una placa metálica laminada con película comprende las siguientes etapas:

(1) En primer lugar se precalienta la placa 1 metálica mediante el calentador 2 por inducción hasta el 60-80% de la temperatura objetivo de la placa metálica, y luego se remoja mediante los cilindros 3 de calentamiento por inducción hasta la temperatura objetivo.

(2) Se transporta hacia abajo verticalmente la placa 1 metálica, se desvía mediante el cilindro 4 deflector hacia el lado A hasta un ángulo a, y entra en los cilindros 7 de laminación con película. Mientras tanto, debido a la acción de los cilindros 6 de guiado de película, las películas 5 forman un ángulo p con la placa 1 metálica tanto en el lado A como en el lado B, y entran en los cilindros 7 de laminación con película, de modo que se termina la laminación en caliente de las películas, y se forma principalmente la placa 16 metálica laminada con película. Al mismo tiempo, los cilindros 8 de enfriamiento entran en contacto con los cilindros 7 de laminación con película para controlar la temperatura de los cilindros 7 de laminación con película.

(3) Adicionalmente se transporta hacia abajo verticalmente la placa 16 metálica laminada con película, se enfría en primer lugar mediante agua pulverizada desde las barras 9 de pulverización de agua para disminuir rápidamente la temperatura de superficie de la placa 16 metálica laminada con película hasta una temperatura igual a o menor que la temperatura de transición vítrea de las películas, y luego se templa al agua por medio del cilindro 11 sumergido en el tanque 10 de temple al agua.

(4) Se escurre la placa 16 metálica laminada con película mediante los cilindros 12 de escurrido para secarla.

(5) Se guía la placa 16 metálica laminada con película mediante el cilindro 13 giratorio al interior del dispositivo 14 de recalentamiento para calentar la placa 16 metálica laminada con película hasta una temperatura igual a o mayor que la temperatura de transición vítrea de las películas, se mantiene, y luego se enfría por aire rápidamente hasta temperatura ambiente.

Debe indicarse que se enumeran anteriormente sólo ejemplos específicos de la invención. Obviamente, la invención no se limita a los ejemplos anteriores. En cambio, existen muchas variaciones similares y el alcance de la protección de la presente invención se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONESi. Método de producción de una placa (16) metálica laminada con película, que comprende las etapas de:

(1) precalentar y remojar una placa (1) metálica;

(2) someter a laminación con película en caliente;

(3) enfriar: enfriar una superficie de una placa (1) metálica laminada con película resultante; caracterizado por las etapas adicionales de:

(4) escurrir la placa (16) metálica laminada con película para retirar la mayor parte del agua de la superficie de la placa (16) metálica laminada con película;

(5) recalentar y someter a un tratamiento posterior: calentar la placa (16) metálica laminada con película hasta una temperatura en el intervalo de 50-130°C, mantener durante 5-40 s, y luego enfriar por aire la placa (16) metálica laminada con película hasta temperatura ambiente rápidamente;

en el que en la etapa (2) de laminación con película en caliente se controla un ángulo p para que esté en un intervalo de 30-70°, en el que dicho ángulo p es un ángulo entre una película y una dirección vertical, y la película (5) entra en un espacio entre cilindros entre cilindros (7) de laminación con película con dicho ángulo p ; y se controla un ángulo a para que esté en un intervalo de 0-20°, en el que dicho ángulo a es un ángulo entre la placa (1) metálica y la dirección vertical; y luego laminar la película (5) sobre la placa (1) metálica usando los cilindros (7) de laminación con película, mientras se controla la temperatura de los cilindros (7) de laminación con película para que esté en un intervalo de 50-130°C; y

en el que en la etapa (3) de enfriamiento la superficie de una placa (16) metálica laminada con película resultante se enfría rápidamente hasta una temperatura igual a o de menos de 50°C en primer lugar mediante enfriamiento por pulverización de agua, seguido de temple al agua en un tanque (10) de temple al agua.
2. Método de producción según la reivindicación 1, en el que hay un intervalo de tiempo de 0,5-5 s después de la etapa (2) y antes de la etapa (3).
3. Método de producción según la reivindicación 1 ó 2, en el que en la etapa (1), el precalentamiento aumenta la temperatura de la placa (1) metálica hasta el 60-80% de la temperatura objetivo de la placa (1) metálica, y el remojo aumenta la temperatura de la placa (1) metálica hasta la temperatura objetivo.
4. Método de producción según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el enfriamiento por pulverización de agua en la etapa (3) se lleva a cabo a una velocidad de enfriamiento >150°C/s.
5. Método de producción según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el enfriamiento por aire en la etapa (5) se lleva a cabo a una velocidad de enfriamiento >80°C/s.
6. Método de producción según la reivindicación 1, en el que a :p es 1:3 - 1:8 cuando el ángulo a es mayor de 5 grados en la etapa (2).
7. Aparato de producción de una placa (16) metálica laminada con película que comprende, dispuestos en una dirección para transportar una placa (1) metálica:

un dispositivo (2, 3) de calentamiento por inducción configurado para precalentar y remojar la placa (1) metálica;

cilindros (7) de laminación con película configurados para laminar en caliente una película (5) sobre la placa (1) metálica;

un dispositivo de enfriamiento configurado para enfriar una placa (16) metálica laminada con película resultante; caracterizado por:

un cilindro (4) deflector dispuesto entre el dispositivo (2, 3) de calentamiento por inducción y los cilindros (7) de laminación con película y configurado para ser móvil en una dirección horizontal para ajustar un ángulo a entre la placa (1) metálica y una dirección vertical, en el que el ángulo a está en un intervalo de 0 - 20°; un cilindro (6) de guiado de película configurado para guiar una película (5) en un espacio entre cilindros entre los cilindros (7) de laminación con película y ajustar un ángulo p, en el que la película (5) entra en el espacio entre cilindros entre los cilindros (7) de laminación con película con dicho ángulo p, en el que el ángulo p está en un intervalo de 30-70°; en el que a:p es 1:3 - 1:8 cuando el ángulo a es mayor de 5 grados; cilindros (12) de escurrido configurados para escurrir la placa (16) metálica laminada con película para secarla;

un dispositivo (14) de recalentamiento configurado para recalentar la placa (16) metálica laminada con película;

un dispositivo (15) de enfriamiento por aire configurado para enfriar por aire la placa (16) metálica laminada con película después del recalentamiento.
8. Aparato de producción según la reivindicación 7, que comprende además cilindros (8) de enfriamiento configurados en correspondencia a los cilindros (7) de laminación con película, en el que los cilindros (8) de enfriamiento entran en contacto con los cilindros (7) de laminación con película para controlar la temperatura de los cilindros (7) de laminación con película.
9. Aparato de producción según la reivindicación 7 u 8, en el que el dispositivo de calentamiento por inducción comprende un calentador (2) por inducción y varios cilindros (3) de calentamiento por inducción dispuestos secuencialmente en la dirección para transportar la placa (1) metálica.
10. Aparato de producción según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que el dispositivo de enfriamiento comprende:

barras (9) de pulverización de agua, en el que al menos dos barras (91) de pulverización de agua paralelas están dispuestas de una manera correspondiente en cada lado de la placa (16) metálica laminada con película; están dispuestas boquillas (92) en cada barra (91) de pulverización de agua; y las boquillas (92) sobre las al menos dos barras (91) de pulverización de agua están dispuestas de una manera escalonada; un tanque (10) de temple al agua, en el que la placa (16) metálica laminada con película se templa al agua en el tanque (10) de temple al agua.
11. Aparato de producción según la reivindicación 10, en el que las barras (91) de pulverización de agua están acopladas a un mecanismo de accionamiento, en el que el mecanismo de accionamiento acciona las barras (91) de pulverización de agua para moverlas en la dirección para transportar la placa (1) metálica.
12. Aparato de producción según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en el que el dispositivo (14) de recalentamiento comprende un horno de aire caliente.
13. Aparato de producción según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, en el que el dispositivo (15) de enfriamiento por aire comprende cuchillas de aire.