ES2853298T3

ES2853298T3 - Sistemas y procedimientos de preenvejecimiento mediante el uso de calentamiento magnético

Info

Publication number: ES2853298T3
Application number: ES17784736T
Authority: ES
Inventors: David Michael Custers
Original assignee: Novelis Inc Canada
Current assignee: Novelis Inc Canada
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2021-09-15
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: CA3037750C; RU2715560C1; JP2020504278A; EP3393692A1; ES2859156T3; AU2017335761A1; BR112019005273A2; CN109792805B; BR112019005256A2; CN109789459B; KR20190095537A; EP3634086A1; DE202017007387U1; CN111495985A; JP6933712B2; WO2018064218A1; BR112018015294B1; CA3012495C; BR112019005278A2; US20210310107A1

Abstract

Un procedimiento de preenvejecimiento de una tira de metal (102) que comprende: recibir la tira de metal (102) en un recalentador (112), donde el recalentador (112) comprende un rotor magnético (114A, 114B); pasar la tira de metal (102) adyacente al rotor magnético (114A, 114B) del recalentador (112); y hacer girar el rotor magnético (114A, 114B) alrededor de un eje de giro que es paralelo a la tira de metal (102) para inducir un campo magnético en la tira de metal (102) para calentar la tira de metal (102) a una temperatura predeterminada; rebobinar la tira (102) en forma de bobina mediante una bobina de rebobinado (108) dispuesta aguas abajo del rotor magnético (114A, 114B), caracterizado porque la temperatura predeterminada es una temperatura de preenvejecimiento de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 150 °C y que la tira calentada (102) se rebobina en forma de bobina mediante el enrollador de rebobinado (108), de modo que el enfriamiento se produce en la tira (102) después de haber sido rebobinada en forma de bobina.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistemas y procedimientos de preenvejecimiento mediante el uso de calentamiento magnético

REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS

La presente solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud de patente provisional de los Estados Unidos No.62/400,426 titulada “ROTATING MAGNET HEAT INDUCTION” y depositada el 27 de septiembre de 2016; y la Solicitud de patente provisional de los Estados Unidos No. 62/505,948 titulada "ROTATING MAGNET HEAT INDUCTION" y depositada el 14 de mayo de 2017.

Además, la presente solicitud está relacionada con la Solicitud de patente no provisional de Estados Unidos No.

15/716.692 de David Anthony Gaensbauer y col., titulada "MAGNETIC LEVITATION HEATING OF METAL WITH CONTROLLED SURFACE q Ua LITY" y depositada el 27 de septiembre de 2017; la Solicitud de patente no provisional de los Estados Unidos No. 15/716.608 de David Anthony Gaensbauer y col., titulada "COMPACT CONTINUOUS ANNEALING SOLUTION HEAT TREATMENT" y depositada el 27 de septiembre de 2017; y la Solicitud de patente no provisional de los Estados Unidos No. 15/716.887 de Antoine Jean Willy Pralong y col., titulada "ROTATING MAGNET HEAT INDUCTION" y depositada el 27 de septiembre de 2017.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta solicitud se refiere al procesamiento de metales y, más en particular, a sistemas y procedimientos para el tratamiento de preenvejecimiento de una tira de metal durante el procesamiento de metales. Incluso más específicamente, la presente invención se refiere a un procedimiento de preenvejecimiento de una tira de metal con las características de la parte de preámbulo de la reivindicación 1 y a un procedimiento de tratamiento térmico continuo con las características de la parte de preámbulo de la reivindicación 10.

ANTECEDENTES

En el procesamiento de metales, puede ser deseable controlar la temperatura de un producto de metal antes, durante o después de varias etapas de procesamiento. Por ejemplo, puede ser deseable calentar una tira de metal antes de realizar ciertos procedimientos, o puede ser deseable mantener el calor en una tira de metal durante un período de tiempo, sin permitir que la tira de metal se enfríe más allá de una temperatura mínima. El control de temperatura generalmente puede implicar agregar o eliminar energía térmica hacia o desde una tira de metal.

Existen varias técnicas para agregar energía térmica a una tira de metal. Las técnicas de contacto directo pueden inducir efectos indeseables en la tira de metal, como daños en la superficie, acumulación de desechos (por ejemplo, carbón de llama de impacto indirecto y/o directo) en la superficie u otros resultados indeseables. Otras técnicas intentan calentar la tira de metal sin contacto, pero son incapaces de transferir energía térmica de manera eficiente o rápida a la tira de metal. Algunos otros problemas asociados con las técnicas actuales incluyen el hecho de que se requieren altos costos de instalación y/o mantenimiento, que ocupan un espacio de producción significativo, que se limita la movilidad de la tira de metal que se está procesando y que se inducen efectos indeseables en la tira de metal. Un procedimiento de preenvejecimiento de una tira de metal con las características de la parte de preámbulo de la reivindicación 1 y un sistema de preenvejecimiento con las características de la parte de preámbulo de la reivindicación 10 se conocen a partir del documento JPH04112485A. En este documento, la tira de metal calentada por rotores magnéticos se enfría antes de ser rebobinada en forma de bobina mediante un enrollador de rebobinado. Otro sistema y procedimiento para calentar una tira de metal usando rotores magnéticos con una configuración diferente se describe en el documento US3272956A. Finalmente, el documento US6327883B1 describe un sistema y un procedimiento para tratar una tira de metal donde la tira de metal es recibida en un recalentador no magnético después de ser enrollada, se detecta una temperatura de la tira, en comparación con una temperatura predeterminada y el calentamiento de la tira de metal en el recalentador se ajusta de modo que la temperatura de la tira de metal coincida con la temperatura predeterminada.

RESUMEN

En este contexto, el problema objetivo de la invención es mejorar el sistema y el procedimiento conocidos para el preenvejecimiento de una tira de metal. Este problema se resuelve mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1 y mediante un sistema con las características de la reivindicación 10. Los términos "invención", "la invención", "esta invención" y "la presente invención" usados en esta invención pretenden referirse ampliamente a todo el asunto de esta solicitud de patente y a las reivindicaciones a continuación. Debe entenderse que las declaraciones que contienen estos términos no limitan el asunto descrito en esta invención ni limitan el significado o el alcance de las reivindicaciones de la patente a continuación. Las realizaciones cubiertas de la invención se definen mediante las reivindicaciones, no mediante este resumen. Este resumen es una descripción general de alto nivel de diversas realizaciones de la invención e introduce algunos de los conceptos que se describen con más detalle en la sección Descripción detallada a continuación. Este resumen no pretende identificar las características claves o esenciales de la materia reivindicada, ni se pretende que se utilice aisladamente para limitar el alcance del asunto reivindicado. El asunto debe entenderse como referencia a las partes apropiadas de la memoria descriptiva completa de esta patente, cualquiera o todos los dibujos y a cada reivindicación.

Según realizaciones de la invención, un sistema de preenvejecimiento incluye un recalentador. El recalentador incluye un rotor magnético. El recalentador está configurado para recibir una tira de metal adyacente al rotor magnético y para hacer girar el rotor magnético a fin de inducir un campo magnético en la tira de metal para calentar la tira de metal a una temperatura de preenvejecimiento.

Según realizaciones de la invención, un procedimiento de preenvejecimiento de una tira de metal incluye recibir una tira de metal en un recalentador. El recalentador incluye un rotor magnético. El procedimiento incluye pasar la tira de metal adyacente al rotor magnético del recalentador y hacer girar el rotor magnético para inducir un campo magnético en la tira de metal, a fin de calentar la tira de metal a una temperatura de preenvejecimiento.

Varias implementaciones descritas en la presente descripción pueden incluir sistemas, procedimientos, características y ventajas adicionales, que no necesariamente se pueden describir de manera explícita en esta invención pero que serán evidentes para un experto en la materia tras el examen de la siguiente descripción detallada y los dibujos adjuntos. Se pretende que todos esos sistemas, procedimientos, características y ventajas sean incluidos dentro de la presente descripción y estén protegidos por las reivindicaciones adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las características y componentes de las siguientes figuras se ilustran para enfatizar los principios generales de la presente descripción. Las características y componentes correspondientes en todas las figuras se pueden designar haciendo coincidir los caracteres de referencia en aras de la coherencia y la claridad.

La FIG. 1 es una vista esquemática lateral de un sistema de procesamiento de metales que incluye un sistema de preenvejecimiento según aspectos de la descripción actual.

La FIG. 2 es una vista esquemática lateral del sistema de preenvejecimiento de la FIG. 1.

La FIG. 3 es una vista esquemática superior del sistema de preenvejecimiento de la FIG. 1.

La FIG. 4 es una vista esquemática lateral de un sistema de procesamiento de metales que incluye un sistema de preenvejecimiento y un aplicador de lubricante según aspectos de la descripción actual.

La FIG. 5 es una vista esquemática lateral de un sistema de preenvejecimiento según aspectos de la descripción actual.

La FIG. 6 es una vista esquemática lateral de un sistema de preenvejecimiento según aspectos de la descripción actual.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

El asunto de los ejemplos de la presente invención se describe en la presente específicamente para cumplir con requisitos legales, pero no se pretende que la presente descripción limite necesariamente el alcance de las reivindicaciones. El asunto reivindicado puede representarse de otras formas, puede incluir elementos o etapas distintos, y puede usarse en conjunto con otras tecnologías existentes o futuras. No se debe interpretar que esta descripción implica un orden o disposición particular entre varias etapas o elementos excepto cuando el orden de la disposición o las etapas individuales de los elementos se describa explícitamente.

Como se usa en esta invención, los términos "arriba", "abajo", "vertical" y "horizontal" se usan para describir orientaciones con respecto a una tira de metal, como si la tira de metal se estuviera moviendo en una dirección horizontal con sus superficies superior e inferior generalmente paralelas al suelo. El término "vertical", como se usa en esta invención, puede referirse a una dirección perpendicular a una superficie (por ejemplo, superficie superior o inferior) de la tira de metal, independientemente de la orientación de la tira de metal. El término «horizontal» como se usa en esta invención puede referirse a una dirección paralela a una superficie (por ejemplo, superficie superior o inferior) de la tira de metal, como una dirección paralela a la dirección de desplazamiento de una tira de metal en movimiento, independientemente de la orientación de la tira de metal. Los términos "arriba" y "abajo" pueden referirse a ubicaciones más allá de las superficies superior o inferior de una tira de metal, independientemente de la orientación de la tira de metal.

Se describen sistemas y procedimientos para el tratamiento de preenvejecimiento de una tira de metal mediante el uso de calentamiento magnético. Los aspectos y características de la presente descripción se pueden usar con varias tiras metálicas adecuadas y pueden ser especialmente útiles con tiras metálicas de aluminio o aleaciones de aluminio. Específicamente, se pueden lograr resultados deseables cuando las tiras de metal son aleaciones tales como las aleaciones de aluminio serie 2xxx, 6xxx, 7xxx u 8xxx. Para comprender el sistema de designación de números más comúnmente usado para nombrar e identificar el aluminio y sus aleaciones, véase "International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys" o "Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot," ambos publicados por The Aluminum Association.

El tratamiento de preenvejecimiento de una tira de metal se usa generalmente con varias líneas de procesamiento de metales, como la línea de tratamiento térmico de solución de recocido continuo (CASH) u otros equipos. Por ejemplo, en una línea de CASH, después de una etapa de enfriamiento, la tira de metal puede someterse a un tratamiento de preenvejecimiento recalentando la tira de metal con un recalentador antes del bobinado. Al recalentar la tira de metal antes de enrollarla, se pueden obtener mejores propiedades mecánicas (por ejemplo, máxima resistencia y dureza) en la tira de metal cuando la tira de metal se endurece y, por consiguiente, puede ser más adecuada para el uso del consumidor. En la línea de CASH, los recalentadores normalmente se ubican en la sección no continua de la línea de CASH. Debido a que los recalentadores se encuentran en la sección no continua, la tira de metal debe detenerse y comenzar cada vez que se elimina una bobina de la tira de metal en un enrollador de rebobinado. A veces, durante el período en que se detiene la tira de metal, un recalentador tradicional de gas puede sobrecalentarse y dañar una sección de la tira de metal que está detenida dentro del recalentador. Esta sección sobrecalentada de la tira de metal debe cortarse y desecharse como chatarra, y la sección sobrecalentada también puede dañar los rollos aguas abajo y/o la bobina de la tira de metal. Además, a veces, durante el recalentamiento, la tira de metal pierde tensión y entra en contacto con una o más boquillas del recalentador tradicional. Tal contacto puede hacer que la tira de metal se arrugue o se deforme, y puede causar además arrugas en la tira de metal enrollada en el enrollador de rebobinado que debe desecharse como chatarra.

Los aspectos y características de la presente descripción incluyen sistemas y procedimientos de preenvejecimiento que tienen un recalentador que incluye uno o más rotores magnéticos dispuestos encima y/o debajo de una tira de metal en movimiento a fin de inducir campos magnéticos en movimiento o variables en el tiempo a través de la tira. Los campos magnéticos cambiantes pueden crear corrientes (por ejemplo, corrientes parásitas) dentro de la tira de metal, calentando, por consiguiente, la tira de metal.

En algunos casos, los rotores magnéticos descritos en esta invención pueden usarse con materiales no ferrosos, incluyendo aluminio, aleaciones de aluminio, magnesio, materiales a base de magnesio, titanio, materiales a base de titanio, cobre, materiales a base de cobre, acero, materiales a base de acero, bronce, materiales a base de bronce, latón, materiales a base de latón, compuestos, láminas usadas en compuestos o cualquier otro metal, no metal o combinación de materiales adecuados. El artículo puede incluir materiales monolíticos, así como materiales no monolíticos tales como materiales enlazados por laminación, materiales revestidos, materiales compuestos (tales como, entre otros, materiales que contienen fibra de carbono) o varios otros materiales. En un ejemplo no limitante, los rotores magnéticos se pueden usar para calentar artículos metálicos tales como tiras de metal de aluminio, soleras u otros artículos hechos de aleaciones de aluminio, incluidas las aleaciones de aluminio que contienen hierro.

Cada rotor magnético incluye uno o más electroimanes o imanes permanentes. En algunos ejemplos, se puede posicionar un par de rotores magnéticos emparejados en lados opuestos de una línea de paso de la tira de metal. En otros ejemplos, uno o más rotores magnéticos se posicionan por encima o por debajo de la línea de paso. Los rotores magnéticos pueden girar en una dirección de avance o retroceso, y se pueden hacer girar mediante varios procedimientos adecuados que incluyen, entre otros, motores eléctricos, motores neumáticos, otro rotor magnético o varios otros mecanismos adecuados. La dirección y la velocidad de giro de los rotores magnéticos se pueden ajustar y controlar según sea necesario. En algunos ejemplos, los rotores magnéticos se posicionan a una distancia predeterminada de la línea de paso. En ciertos casos, la distancia entre los rotores magnéticos y la línea de paso puede ajustarse y controlarse según sea necesario.

Se puede lograr un control de calentamiento preciso para el tratamiento de preenvejecimiento cuando se usa el recalentador. Dicho control preciso se puede lograr mediante la manipulación de varios factores, incluida la fuerza de los imanes en el rotor, el número de imanes en el rotor, la orientación de los imanes en el rotor, el tamaño de los imanes en el rotor, la velocidad del rotor, la dirección de giro en la dirección de avance o retroceso, el tamaño del rotor, el espacio vertical entre rotores desplazados verticalmente en un solo conjunto de rotores, el posicionamiento de los rotores desplazados lateralmente en un único conjunto de rotores, el espacio longitudinal entre conjuntos de rotores adyacentes, el espesor de la tira que se calienta, la distancia entre el rotor y la tira, la velocidad de avance de la tira que se está calentando y el número de juegos de rotores usado. También se pueden controlar otros factores.

En algunos casos, el recalentador es un recalentador de respuesta rápida porque el giro de los imanes puede detenerse cuando la tira de metal se detiene mientras se elimina una bobina de la tira de metal en un enrollador de rebobinado para impedir el sobrecalentamiento de la tira de metal. En algunos casos, el control de uno o más de los factores antes mencionados, entre otros, puede basarse en un modelo de computadora, retroalimentación del operador o retroalimentación automática (por ejemplo, basada en señales de sensores en tiempo real).

Un ejemplo de un sistema de preenvejecimiento 100 para el tratamiento de preenvejecimiento de una tira de metal 102 durante el procesamiento del metal se ilustra en la FIG. 1. En varios ejemplos, el sistema de preenvejecimiento 100 puede usarse con una línea de procesamiento 104. La línea de procesamiento 104 incluye un enrollador de rebobinado 108 para enrollar la tira de metal 102 en una bobina 110B después del procesamiento del metal. Opcionalmente, la línea de procesamiento 104 también incluye un enrollador de desenrollado 111, que recibe una bobina 110A de la tira de metal 102 que se había procesado previamente (por ejemplo, mediante laminación en caliente, laminación en frío o varias otras técnicas de procesamiento de metales). En algunos ejemplos, la línea de procesamiento 104 incluye opcionalmente un equipo de procesamiento 106, como partes de una línea de CASH (por ejemplo, hornos, conjuntos de enfriamiento u otro equipo) u otros equipos adecuados. Durante el procesamiento del metal, la tira de metal 102 puede desenrollarse del enrollador de desenrollado 111, procesarse mediante la línea de procesamiento 104 y, a continuación, rebobinarse en el enrollador de rebobinado 108.

Como se ilustra en las FIG. 1-3, el sistema de preenvejecimiento 100 incluye un recalentador 112 que está configurado para calentar la tira de metal 102 antes de que se bobine en el enrollador de rebobinado 108. En algunos ejemplos, el recalentador 112 está configurado para calentar la tira de metal 102 sin entrar en contacto con la tira de metal 102. El recalentador 112 se puede orientar en varias direcciones con respecto al suelo, como vertical, diagonal u horizontalmente, y no se limita a la orientación mostrada en las FIG. 1-3. Por ejemplo, el recalentador puede estar orientado verticalmente (y la tira de metal 102 pasa verticalmente a través del recalentador 112), diagonalmente (y la tira de metal 102 pasa a través del recalentador 112 en un ángulo con respecto al suelo), horizontalmente o con varias otras orientaciones o combinaciones de orientaciones.

El recalentador 112 incluye al menos un rotor magnético 114 y, en ciertos ejemplos, el recalentador 112 puede incluir más de un rotor magnético 114. Por ejemplo, el recalentador puede incluir un rotor magnético 114, dos rotores magnéticos 114, tres rotores magnéticos 114, cuatro rotores magnéticos 114, cinco rotores magnéticos 114, seis rotores magnéticos 114 o más de seis rotores magnéticos 114. Como tal, el número de rotores magnéticos 114 no debe considerarse limitante en la descripción actual. En el ejemplo no limitante ilustrado en la FIG. 1, el recalentador 112 incluye cuatro rotores magnéticos 114.

Cada rotor magnético 114 incluye uno o más electroimanes o imanes permanentes. Los rotores magnéticos 114 son giratorios (véanse las flechas 120 en la FIG. 2) en una dirección de avance (una dirección en el sentido de las agujas del reloj en la FIG. 1) o una dirección inversa (una dirección en el sentido contrario a las agujas del reloj en la FIG. 1). En varios ejemplos, los rotores magnéticos 114 se pueden hacer girar a través de varios procedimientos adecuados que incluyen, entre otros, motores eléctricos, motores neumáticos, otro rotor magnético o varios otros mecanismos adecuados.

Los rotores magnéticos 114 están separados de la línea de paso de la tira de metal 102 de manera que durante el procesamiento del metal, los rotores magnéticos 114 están en una configuración sin contacto con la tira de metal 102. En varios ejemplos, los rotores magnéticos 114 son ajustables verticalmente de modo que se pueda ajustar y controlar la distancia entre un rotor magnético particular 114 y la tira de metal 102 (o la línea de paso de la tira de metal 102).

En algunos ejemplos, los rotores magnéticos 114 se proporcionan como un conjunto que tiene un rotor magnético superior 114A posicionado sobre la línea de paso y un rotor magnético inferior 114A posicionado debajo de la línea de paso. En otros ejemplos, el recalentador 112 incluye solo rotores magnéticos inferiores 114B, solo rotores magnéticos superiores 114A o varias combinaciones de rotores magnéticos superiores 114A y rotores magnéticos inferiores 114B. En algunos ejemplos, al menos un rotor magnético superior 114A está alineado horizontalmente con un correspondiente rotor magnético inferior 114B, aunque no es necesario. En ciertos ejemplos, el rotor magnético superior 114A está desplazado verticalmente de un correspondiente rotor magnético inferior 114B de manera que se define un espacio 116 (FIG. 2) entre los rotores magnéticos 114A-B. Como se ilustra en las FIG. 1 y 2, durante el procesamiento, la tira de metal 102 pasa a través del espacio 116. En otros casos, el rotor magnético superior 114A puede estar desplazado horizontalmente con respecto a un rotor magnético inferior 114B.

En varios ejemplos, el rotor magnético superior 114A y el rotor magnético inferior 114B son ajustables verticalmente de tal manera que el tamaño del espacio 116, que es una distancia desde la parte superior magnética rotor 114A al rotor magnético inferior 114B, se puede ajustar y controlar (véanse las flechas 118 en la FIG. 2). En varios ejemplos, el espacio 116 puede controlarse a través de varios accionadores que incluyen, entre otros, pistones hidráulicos, accionamientos de tornillo u otros ejemplos adecuados. En ciertos ejemplos, el espacio 116 se puede variar entre un tamaño de espacio mínimo y un tamaño de espacio máximo. En algunos casos, la fuerza del campo magnético y, por consiguiente, la cantidad de calor impartida a la tira de metal 102, puede controlarse cambiando la distancia entre los rotores magnéticos 114 y la tira de metal 102. En varios ejemplos, el rotor magnético superior 114A puede ser verticalmente ajustable independientemente de o junto con el rotor magnético inferior 114B. Como se mencionó anteriormente, la fuerza del campo magnético y, por consiguiente, la cantidad de calor impartida a la tira de metal 102, se puede ajustar de otras maneras o de otras maneras adicionales.

En ciertos ejemplos, los rotores magnéticos 114A-B pueden ajustarse lateralmente (véanse las flechas 122 en la FIG.

3). El movimiento lateral puede controlar el porcentaje de la superficie de la tira de metal 102 cubierta por un rotor particular 114A-B y, por lo tanto, la cantidad y la ubicación del calor impartido en la tira de metal 102. En ciertos ejemplos, los rotores magnéticos 114A-B pueden ajustarse lateralmente para controlar el perfil de temperatura en la tira de metal 102. Por ejemplo, en algunos casos, los bordes de la tira de metal 102 pueden calentarse más rápidamente que las porciones que no son de borde de la tira de metal 102, y los rotores magnéticos 114A-B pueden ajustarse lateralmente, de manera que la variación de temperatura en la tira de metal 102 se reduce. En varios ejemplos, los rotores magnéticos 114A-B pueden ajustarse longitudinalmente para controlar el espacio entre conjuntos adyacentes de rotores magnéticos 114 (véanse las flechas 124 en la FIG. 2).

En algunos ejemplos, el rotor magnético superior 114A y el rotor magnético inferior 114B giran en la misma dirección, aunque no es necesario. Por ejemplo, en algunos casos, el rotor magnético superior 114A y el rotor magnético inferior 114B pueden girar en direcciones opuestas. En varios ejemplos, los rotores magnéticos 114A-B de un conjunto de rotores magnéticos pueden girar en la misma o en una dirección diferente que los correspondientes rotores magnéticos 114A-B de otro conjunto de rotores magnéticos. Los rotores magnéticos 114A-B pueden girar a varias velocidades de giro, tales como desde aproximadamente 100 rpm hasta aproximadamente 5000 rpm. En un ejemplo no limitante, los rotores magnéticos 114A-B giran a aproximadamente 1800 revoluciones por minuto, aunque se pueden utilizar varias otras velocidades de giro.

A medida que giran los rotores magnéticos 114A-B, los imanes inducen un campo magnético en la tira de metal 102, de manera que la tira de metal 102 se calienta. A través del giro de los rotores magnéticos 114, el recalentador 112 está configurado para calentar la tira de metal 102 cuando la tira de metal 102 pasa a través del recalentador 112 a una temperatura de preenvejecimiento de alrededor de 60 °C a alrededor de 150 °C, tal como desde aproximadamente 80 °C hasta aproximadamente 120 °C. Por ejemplo, el recalentador 112 puede calentar la tira de metal 102 a una temperatura de aproximadamente 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145 o 150 °C. En ciertos ejemplos, la tira 102 se calienta a una temperatura diana solo sin tiempo de remojo en el recalentador 112. La tira calentada 102 se rebobina, a continuación, en forma de bobina donde se enfriará naturalmente en aire en calma. El preenvejecimiento ocurre mientras la bobina está a temperatura y se enfría mientras está en forma de bobina. En algunos ejemplos, se usa un conjunto de calentamiento de gas convencional u otro tipo de conjunto de calentamiento 112 para ayudar a conseguir que la temperatura de la tira 102 sea uniforme en todo el ancho, porque cuanto más uniforme sea la temperatura de la hoja, más fácil puede ser lograr propiedades diana uniformes en todo el ancho y a lo largo de la longitud de la tira 102. En ciertos ejemplos con múltiples rotores magnéticos 114A-B, los rotores magnéticos 114A-B pueden controlarse opcionalmente de manera que la cantidad de aumento de temperatura de la tira de metal 102 impartida por cada rotor magnético 114A-B sea limitada.

En algunos ejemplos, además de calentar la tira de metal 102, el giro de los rotores magnéticos 114A-B también puede proporcionar estabilización vertical, que permite que la tira de metal 102 pase por encima y/o entre los rotores magnéticos 114 sin entrar en contacto con los rotores magnéticos 114A-B (por ejemplo, los rotores magnéticos 114A-B hacen que la tira de metal 102 levite o flote). Por ejemplo, en algunos casos, los rotores magnéticos 114A-B imparten una fuerza que es perpendicular o sustancialmente perpendicular a una superficie de la tira de metal 102 para hacer flotar la tira de metal 102 y minimizar y/o eliminar el contacto entre los rotores 114A-B y la tira de metal 102.

En ciertos ejemplos, el sistema de preenvejecimiento 100 incluye varios sensores o monitores 126 en varias posiciones con respecto al recalentador 112 y a lo largo de la trayectoria de la tira de metal 102. Estos sensores 126 pueden detectar y monitorear una posición de la tira de metal 102, el movimiento de la tira de metal 102, una temperatura de la tira de metal 102, una distribución de temperatura a través de la tira de metal 102 y/u otra información diversa sobre la tira de metal 102 a medida que se procesa. En algunos ejemplos, la información recopilada por los sensores puede ser usada por un controlador para ajustar los rotores magnéticos 114A-B (por ejemplo, velocidad de giro, dirección de giro, distancia desde la tira de metal 102, etc.) y así controlar el calentamiento de la tira de metal 102.

Como ejemplo, el recalentador 112 puede controlarse para reducir o impedir el sobrecalentamiento de la tira de metal 102 mientras la tira de metal 102 está detenida. Por ejemplo, el sensor o monitor 126 puede detectar cuando la tira de metal 102 se está moviendo a través del recalentador 112 y cuando se detiene el movimiento de la tira de metal 102, como cuando la bobina 110B se elimina del enrollador de rebobinado 108. Cuando se detiene la tira de metal 102, los rotores 114 magnéticos del recalentador 112 pueden dejar de girar (y, por consiguiente, dejar de calentar la tira de metal 102) para impedir el sobrecalentamiento de la tira de metal 102. De manera similar, los rotores magnéticos 114A-B pueden empezar a girar de nuevo (y, por consiguiente, empezar a calentar de nuevo la tira de metal 102) cuando la tira de metal 102 está a punto de moverse o mientras la tira de metal 102 se está moviendo. En consecuencia, a través de los rotores magnéticos 114A-B, el recalentador 112 puede calentar rápidamente o dejar de calentar la tira de metal 102.

Como otro ejemplo, el recalentador 112 puede controlarse para asegurar un perfil de temperatura uniforme o deseado de la tira de metal 102. En algunos ejemplos, la temperatura de la tira de metal 102 para la uniformidad del lubricante sin degradación o migración depende del lubricante. En un ejemplo no limitante, la temperatura de la tira de metal sin degradación o migración es de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 100 °C, aunque pueden usarse temperaturas inferiores a 20 °C o superiores a 100 °C. Por ejemplo, el sensor o monitor 126 puede detectar una temperatura y/o velocidad de línea de la tira de metal 102 a través del recalentador 112. En otro ejemplo no limitante, la temperatura de la tira de metal 102 puede mantenerse a una temperatura de punto de ajuste, tal como de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 45 °C, para impedir una posible degradación o migración. En base a la temperatura detectada y/o la velocidad de línea, los rotores magnéticos 114 pueden controlarse (por ejemplo, ajustando la entrada de energía a los rotores magnéticos 114, la velocidad de los rotores magnéticos 114A-B, la distancia de los rotores magnéticos 114A-B desde la tira de metal 102, etc.) para controlar la temperatura de la tira de metal 102 y/o la temperatura a través de la tira de metal 102. En algunos ejemplos, se puede usar un modelo térmico para controlar varias variables de control del recalentador 112, a fin de lograr una temperatura de tira diana. Las variables de control del recalentador 112 incluyen, entre otras, la velocidad de línea, la temperatura de la hoja detectada o modelada antes y/o después del recalentador 112, la temperatura del aire medida en el recalentador 112 o varias otras variables.

Como ejemplo adicional, el recalentador 112 puede controlarse para que adapte a diferentes tipos de tiras de metal 102. Por ejemplo, dependiendo del tipo de tira de metal 102 y/o de los requisitos del producto o del procedimiento deseado, la tira de metal 102 puede pasar a través del recalentador 112 a diferentes velocidades. Al controlar los rotores magnéticos 114A-B, la temperatura se puede cambiar más rápidamente que en los recalentadores convencionales.

En algunos ejemplos, el recalentador 112 también se puede usar para reparar productos sobreenvejecidos, tratados térmicamente en una solución. A veces, durante el procesamiento del metal, las bobinas o trozos de la tira de metal 102 pueden almacenarse durante demasiado tiempo, lo que da como resultado que la tira de metal 102 tenga propiedades elevadas y baja capacidad de conformación. A través del recalentador 112, la tira de metal 102 de las bobinas o piezas en bruto sobreenvejecidas se puede recalentar rápidamente a temperaturas superiores a 540 °C u otras temperaturas adecuadas para volver a convertir la tira de metal 102 en una solución e invertir el efecto de sobreenvejecimiento.

La FIG. 4 ilustra otro ejemplo de un sistema de preenvejecimiento 400. El sistema de preenvejecimiento 400 es similar al sistema de preenvejecimiento 400, excepto que el sistema de preenvejecimiento 400 también incluye un segundo dosificador de lubricante 402. El dosificador de lubricante 402 está configurado para aplicar un lubricante en la tira de metal 102. Tradicionalmente, los lubricantes tienen límites máximos de temperatura de aplicación y la exposición a altas temperaturas puede hacer que los lubricantes sean menos efectivos. Las altas temperaturas también aumentan la migración de lubricante sobre la tira de metal 102, de manera que el lubricante puede no aplicarse uniformemente sobre la tira de metal 102. En los recalentadores tradicionales, el calentamiento de la tira de metal 102 debe ocurrir a través del lubricante y, como tal, los lubricantes se calientan. En el sistema de preenvejecimiento 400, los rotores magnéticos 114A-B calientan la tira de metal 102 sin calentar directamente un lubricante en la tira de metal 102 (por ejemplo, el lubricante solo se calienta debido a su contacto con la tira de metal 102 y no se calienta desde los rotores magnéticos). Como tal, el lubricante se calienta en menor medida por debajo de los límites máximos de temperatura. Además, debido a que el lubricante se calienta menos que los sistemas tradicionales, se puede aplicar un patrón de lubricante más uniforme o deseado a la tira de metal 102 a través del dosificador de lubricante 402. Además, si el lubricante (como una película seca) se aplica de manera no uniforme (por ejemplo, el lubricante se aplica como gotas discretas en lugar de una película uniforme) mediante el aplicador, el recalentador 112 que calienta la tira de metal 102 también puede derretir las gotas. permitiéndoles fluir para formar una película más uniforme de lubricante.

Las FIG. 5 y 6 ilustran otro ejemplo de sistemas de preenvejecimiento 500 y 600. Los sistemas de preenvejecimiento 500 y 600 son similares al sistema de preenvejecimiento 100 excepto que los sistemas de preenvejecimiento 500 y 600 incluyen además un segundo recalentador 502. En algunos ejemplos, el segundo recalentador 502 está aguas arriba del recalentador 112 (véase la FIG. 5). En otros ejemplos, el segundo recalentador 502 está aguas abajo del recalentador 112 (véase la FIG. 6). En varios ejemplos, el segundo recalentador 502 puede configurarse para calentar la tira de metal 102 mediante calentamiento no magnético. Por ejemplo, el segundo recalentador 502 puede ser un recalentador de gas 502 (directo, tal como impacto directo de llama, o indirecto), un recalentador de infrarrojos 502, un recalentador de inducción 502 o varios otros tipos adecuados de calentadores. En varios otros ejemplos, el segundo recalentador 502 puede ser similar al recalentador 112 e incluir uno o más rotores magnéticos 114. En ciertos ejemplos, al proporcionar el segundo recalentador 502 con el recalentador 112, la cantidad de aumento de temperatura en los recalentadores 112 y 502 puede limitarse. Limitar el aumento de temperatura puede mejorar el comportamiento de la forma de la tira de metal 102. Como ejemplo no limitante, cada recalentador 112 y 502 puede configurarse para limitar la cantidad de aumento de temperatura a aproximadamente 60 °C. En otros ejemplos, el límite de aumento de temperatura puede ser inferior a 60 °C o superior a 60 °C. En un ejemplo no limitante, el límite de aumento de temperatura puede ser de aproximadamente 150 °C. En otros ejemplos, el límite de aumento de temperatura puede ser superior a 150 °C. En varios ejemplos, un aumento de temperatura más bajo por recalentador 112 o por rotor magnético 114 puede permitir un mejor control y/o uniformidad de temperatura y un mejor control y/o uniformidad de forma al tiempo que permite un cambio rápido o de acción rápida según sea necesario.

Volviendo a las FIGS. 1-3, un procedimiento de preenvejecimiento de la tira de metal 102 incluye recibir la tira de metal 102 en el recalentador 112. En ciertos ejemplos, la tira de metal 102 es recibida en el recalentador 112 después de que se ha enrollado la tira de metal. En varios ejemplos, la tira de metal 102 es recibida en el recalentador 112 después de que la tira de metal ha sido procesada con el equipo de procesamiento 106. En un ejemplo no limitante, la tira de metal 102 es recibida en el recalentador 112 después del temple en una línea de CASH.

El procedimiento incluye pasar la tira de metal 102 adyacente a uno o más rotores magnéticos 114 del recalentador 112 y hacer girar uno o más rotores magnéticos 114 para inducir un campo magnético en la tira de metal 102, a fin de calentar la tira de metal 102 a una temperatura de preenvejecimiento. La temperatura de preenvejecimiento es de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 150 °C, tal como de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 100 °C. En algunos casos, pasar la tira de metal 102 incluye pasar la tira de metal a través del espacio 116 definido entre el rotor magnético superior 114A y el rotor magnético inferior 114B y hacer girar los rotores magnéticos 114A-B. Opcionalmente, en ciertos ejemplos, el rotor magnético superior 114A y el rotor magnético inferior 114B están desplazados horizontalmente.

En algunos ejemplos, el procedimiento incluye detectar o calcular a través del modelado una temperatura de la tira de metal 102, comparar la temperatura detectada/calculada con una temperatura predeterminada y ajustar el rotor magnético 114 para ajustar el calentamiento de la tira de metal 102, de modo que la temperatura detectada coincida con la temperatura predeterminada. En varios ejemplos, ajustar el rotor magnético 114 incluye ajustar al menos una de la velocidad de giro del rotor magnético 114, una distancia vertical entre el rotor magnético 114 y la tira de metal 102, una posición lateral del rotor magnético 114, una velocidad de la tira de metal 102 o una dirección de giro del rotor magnético 114.

En ciertos ejemplos, el procedimiento incluye detectar una velocidad lineal de la tira de metal 102 a través del recalentador 112. En varios casos, la velocidad lineal de la tira de metal 102 puede variar dependiendo del tipo de tira de metal 102 que se esté procesando. En un ejemplo no limitante, la velocidad lineal de la tira de metal puede ser de aproximadamente 1 m/min a aproximadamente 100 m/min. En otros ejemplos, la velocidad lineal puede ser menor a aproximadamente 1 m/min o mayor a aproximadamente 100 m/min. En algunos casos, el procedimiento incluye desactivar el rotor magnético 114 cuando la velocidad lineal es igual o menor que una velocidad de línea predeterminada o cuando se ejecuta una tira de metal 102 o un producto que no requiere preenvejecimiento o corrección de uniformidad del lubricante. En un ejemplo no limitante, la velocidad de línea predeterminada es 0 m / min, aunque se pueden usar varias otras velocidades de línea como la velocidad de línea predeterminada. Por ejemplo, en otro ejemplo no limitante, la velocidad predeterminada puede ser de 100 m / min si la tira de metal 102 no requiere el uso del recalentador 112. En algunos ejemplos, desactivar el rotor magnético 114 incluye detener el giro del rotor magnético 114, alejar el rotor magnético 114 de la tira de metal 102 de manera que no se induzca un campo magnético en la tira de metal 102 o varios otros ajustes para detener el calentamiento de la tira de metal 102. En varios ejemplos, el procedimiento incluye activar el rotor magnético 114 cuando la velocidad de línea es mayor que la velocidad de línea predeterminada.

En algunos ejemplos opcionales, el procedimiento incluye aplicar un lubricante sobre la tira de metal 102 antes de recibir la tira de metal 102 en el recalentador 112 como se ilustra en la FIG. 4. En algunos ejemplos opcionales, el procedimiento incluye pasar la tira de metal 102 a través del segundo recalentador 502. En ciertos ejemplos, la tira de metal 102 se pasa a través del segundo recalentador 502 después de calentar la tira de metal 102 con el recalentador 112 o antes de que la tira de metal 102 se caliente con el recalentador112. En varios ejemplos, el procedimiento incluye enrollar la tira de metal 102 en el enrollador de rebobinado 108 después de calentar la tira de metal 102.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de preenvejecimiento de una tira de metal (102) que comprende:

recibir la tira de metal (102) en un recalentador (112), donde el recalentador (112) comprende un rotor magnético (114A, 114B);

pasar la tira de metal (102) adyacente al rotor magnético (114A, 114B) del recalentador (112); y

hacer girar el rotor magnético (114A, 114B) alrededor de un eje de giro que es paralelo a la tira de metal (102) para inducir un campo magnético en la tira de metal (102) para calentar la tira de metal (102) a una temperatura predeterminada;

rebobinar la tira (102) en forma de bobina mediante una bobina de rebobinado (108) dispuesta aguas abajo del rotor magnético (114A, 114B),

caracterizado porque la temperatura predeterminada es una temperatura de preenvejecimiento de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 150 °C y que la tira calentada (102) se rebobina en forma de bobina mediante el enrollador de rebobinado (108), de modo que el enfriamiento se produce en la tira (102) después de haber sido rebobinada en forma de bobina.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, donde la tira de metal (102) es recibida en el recalentador (112) después de que se ha enrollado la tira de metal (102).

3. El procedimiento de la reivindicación 1, donde el rotor magnético (114A, 114B) es un rotor magnético superior (114A), donde el recalentador (112) comprende además un rotor magnético inferior (114B) desplazado verticalmente del rotor magnético superior (114A), donde pasar la tira de metal (112) adyacente a un rotor magnético (114A, 114B) comprende pasar la tira de metal (102) a través de un espacio (116) definido entre el rotor magnético superior (114A) y el rotor magnético inferior (114B), y donde hacer girar el rotor magnético (114A, 114B) comprende hacer girar el rotor magnético superior (114A) y el rotor magnético inferior (114B) para calentar la tira de metal (102) a la temperatura de preenvejecimiento, donde, preferentemente, el rotor magnético superior (114A) y el rotor magnético inferior (114B) están desplazados horizontalmente.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además:

detectar o modelar una temperatura de la tira de metal (102);

comparar la temperatura detectada o modelada con una temperatura predeterminada; y

ajustar el rotor magnético (114A, 114B) para ajustar el calentamiento de la tira de metal (102) de manera que la temperatura detectada coincida con la temperatura predeterminada,

donde, preferentemente, ajustar el rotor magnético (114A, 114B) comprende ajustar al menos una de entre una velocidad de giro del rotor magnético (114A, 114B), una distancia vertical entre el rotor magnético (114A, 114B) y la tira de metal (012), una posición lateral del rotor magnético (114A, 114B) o una dirección de giro del rotor magnético (114A, 114B).

5. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además:

detectar una velocidad de línea de la tira de metal (102) a través del recalentador (112);

desactivar o controlar el rotor magnético (114A, 114B) cuando la velocidad de línea es igual o menor que una velocidad de línea predeterminada; y

activar o controlar el rotor magnético (114A, 114B) cuando la velocidad de línea es igual o mayor que una velocidad de línea predeterminada.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además:

determinar una propiedad diana de la tira de metal (102) y si la propiedad diana requiere calentar la tira de metal (102) con el recalentador (112);

desactivar o controlar el rotor magnético (114A, 114B) si la propiedad diana no requiere el calentamiento de la tira de metal (102); y

activar o controlar el rotor magnético si la propiedad diana requiere el calentamiento de la tira de metal (102).

7. El procedimiento de la reivindicación 1, donde el recalentador (112) es un primer recalentador, y donde el procedimiento comprende además pasar la tira de metal (102) a través de un segundo recalentador (502).

8. El procedimiento de la reivindicación 7, donde la tira de metal (102) se pasa a través del segundo recalentador (502) después de calentar la tira de metal (102) con el primer recalentador (112) o antes de que la tira de metal (102) sea recibida en el primer recalentador (112).

9. El procedimiento de la reivindicación 7, donde el segundo recalentador (502) está configurado para calentar la tira de metal (102) mediante calentamiento no magnético, donde el segundo recalentador (502) comprende preferentemente un recalentador de gas, un recalentador de infrarrojos o un recalentador de inducción.

10. Un sistema de preenvejecimiento (100; 500; 600) que comprende:

un recalentador (112) que comprende un rotor magnético (114A, 114B),

un enrollador de rebobinado (108) posicionado aguas abajo del recalentador (112),

donde el rotor magnético (114A, 114B) se posiciona a una distancia predeterminada de una línea de paso de una tira de metal (102) a través del recalentador (112), y

donde el recalentador (112) está configurado para:

recibir una tira de metal (102) adyacente al rotor magnético (114A, 114B); y

hacer girar el rotor magnético (114A, 114B) alrededor de un eje de giro que es paralelo a la tira de metal (102) para inducir un campo magnético en la tira de metal (102) para calentar la tira de metal (102) a una temperatura predeterminada,

y donde la bobina de rebobinado (108) está configurada para rebobinar la tira de metal (102) en forma de bobina,

caracterizado porque la temperatura predeterminada es una temperatura de preenvejecimiento de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 150 °C y porque el enrollador de rebobinado (108) está adaptado para rebobinar la tira calentada (102) en forma de bobina, de modo que el enfriamiento se produzca en la tira (102) después de haber sido rebobinada en forma de bobina.

11. El sistema de preenvejecimiento (100; 500; 600) de la reivindicación 10, donde al menos una de entre una velocidad de giro del rotor magnético (114A, 114B), una distancia vertical entre el rotor magnético (114A, 114B) y la tira de metal (102), una posición lateral del rotor magnético (114A, 114B) o una dirección de giro del rotor magnético (114A, 114B) es ajustable.

12. El sistema de preenvejecimiento (100; 500; 600) de la reivindicación 10, donde el rotor magnético (114A, 114B) es un rotor magnético superior (114A), donde el recalentador (112) comprende además un rotor magnético inferior (114B) verticalmente desplazado del rotor magnético superior (114A), y donde el recalentador (112) está configurado para:

recibir la tira de metal (102) a través de un espacio (116) definido entre el rotor magnético superior (114A) y el rotor magnético inferior (114B); y

hacer girar el rotor magnético superior (114A) y el rotor magnético inferior (114B) para calentar la tira de metal (102) a la temperatura de preenvejecimiento.

13. El sistema de preenvejecimiento (500; 600) de la reivindicación 10, donde el recalentador (112) es un primer recalentador (112), donde el sistema de preenvejecimiento (100) comprende además un segundo recalentador (502), y donde el segundo recalentador (502) está configurado para calentar la tira de metal (102) mediante calentamiento no magnético,

donde el segundo recalentador (502) está preferentemente aguas arriba del primer recalentador (112) o aguas abajo del primer recalentador (112) o

donde el segundo recalentador (502) comprende preferentemente un recalentador de gas o un recalentador por inducción.