BRPI0621767A2 - processo de fundição contìnua de produtos metálicos planos, mistura eletromagnética e instalação de utilização - Google Patents

Abstract

PROCESSO DE FUNDIçãO CONTìNUA DE PRODUTOS METáLICOS PLANOS, MISTURA ELETROMAGNéTICA E INSTALAçãO DE UTILIZAçãO. A presente invenção refere-se a um processo de fundição contínua de lingotes ou outros produtos metálicos de seção alongada, notadamente em aço, no qual se derrama um metal em fusão em uma lingoteira resfriada (10), se extrai em contínuo da lingoteira o produto (14) solidificado externamente e se orienta em uma zona de resfriamento secundário (12) a jusante dessa lingoteira (10). A fim de se obter um produto fundido que apresenta uma solidificação majoritariamente equieixo, se submete o produto (14) extraído da lingoteira (10) a uma mistura eletromagnética no nível do segmento zero (20), da zona de resfriamento secundário (12), por meio de pelo menos dois cilindros misturadores (24) incorporados a esse segmento zero.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO DE FUNDIÇÃO CONTÍNUA DE PRODUTOS METÁLICOS PLANOS, MIS- TURA ELETROMAGNÉTICA E INSTALAÇÃO DE UTILIZAÇÃO".

A presente invenção refere-se ao domínio da fundição contínua dos metais, notadamente do aço. Refere mais particularmente, à fundição contínua de produtos planos: lingotes e outros produtos similares de seção reta alongada, no decorrer da qual são utilizados campos magnéticos mó- veis, agindo sobre o metal fundido em fusão para melhorar a qualidade do produto fundido obtido e/ou as condições ou os desempenhos do próprio processo de fundição.

Lembra-se brevemente que a operação de fundição contínua consiste em derramar um metal em fusão por cima em uma Iingoteira sem fundo essencialmente constituída de um corpo de Iingoteira metálica (em cobre ou liga de cobre), geralmente com placas ligadas de produtos planos, definindo uma passagem para o metal fundido. As paredes são energica- mente resfriadas por circulação de água, de maneira a extrair em contínuo pela parte inferior dessa Iingoteira um produto já solidificado externamente sobre vários milímetros de espessura. A solidificação progride e termina em seguida da periferia até o eixo do produto no decorrer da descida deste a jusante da Iingoteira na zona dita de "resfriamento secundário", zona na qual o produto fundido, orientado por cilindros de sustentação e de orientação (a seguir denominados cilindros de sustentação), é submetido a uma aspersão de água para assegurar a extração calorífera necessária à sua solidificação completa. O produto solidificado assim obtido é, em seguida, recortado no comprimento, depois laminado, antes da expedição à clientela ou transfor- mação sobre local em placas, chapas, etc.

No caso de produtos metálicos planos, de seção reta alongada, portanto, denominados comumente lingotes, é conhecida há muito tempo uma prática de uma mistura eletromagnética do metal em fusão na zona de resfriamento secundário da instalação de fundição contínua.

Esquematicamente, a mistura eletromagnética consiste, confor- me se sabe, em submeter o lingote a um ou vários campos magnéticos mó veis (isto é, campos cuja intensidade máxima se desloca com o tempo em uma direção determinada do espaço) e cuja ação sobre o metal em fusão se manifesta, então, por um arrastamento desse último idêntico, em sentido e direção, ao deslocamento do campo magnético.

No caso da fundição de produtos planos, arrasta-se geralmente o metal líquido com o auxílio de campos magnéticos móveis linearmente, ditos deslizantes em um movimento de translação oriental paralelo às faces maiores do produto.

O campo magnético deslizante é criado por um indutor linear polifásico disposto tão próximo quanto possível do lingote, a fim de maximi- zar o acoplamento eletromagnético com esta.

Para isso, o indutor pode ser montado seja atrás dos cilindros de sustentação, solução denominada "box-type stirrer" ou "misturador box- type", seja no interior de um cilindro de sustentação tornado cavado para isso, da zona de resfriamento secundário, solução denominada "in-roll stir- rer" ou "cilindro misturador".

As duas soluções coexistem no mercado, a partir do começo dos anos 80 e eram utilizadas desde a origem para melhorar a saúde interna do metal fundido. Graças à mistura, com efeito, uma interrupção do aumento cristalino natural de tipo "dendrítico" do exterior para e até às proximidades do eixo do produto intervinha em proveito do desenvolvimento de uma estru- tura de solidificação não-orientada mais fina, dita "equieixo". Obtinha-se as- sim uma redução da porosidade central e uma diminuição conjunta das ma- crossegregações axiais (vide a patente européia 0 097 561). Essa melhoria da saúde interna era buscada essencialmente para nuances de aços que são laminados com baixa taxa de corrosão para se tornarem chapas fortes.

Foi descoberto que, para realizar, na zona do resfriamento se- cundário de uma máquina de fundição de lingotes de aço, uma mistura ótima quanto à saúde interna do produto obtido, convinha misturar, não em uma única posição localizada, mas, ao contrário, pelo menos duas vezes sobre a altura metalúrgica, isto é, fazer mistura escalonada.

É o que se propõe precisamente na EP 0 097 561 B2 pré-citada, que descreve um processo de mistura eletromagnética de lingotes de aço fundidos em contínuo, segundo o qual se faz agir uma pluralidade de cam- pos magnéticos deslizantes produzidos por pares de cilindros misturadores escalonados sobre a altura metalúrgica, espaçando de 1 a 2 metros o par superior do par inferior. Assim, com base em um jogo de quatro cilindros misturadores total, o par de cilindros misturadores o mais próximo da Iingo- teira fica situado a aproximadamente 5 a 7 m sob a superfície livre do metal líquido em lingoteira, e o segundo par de cilindros misturadores, situado o mais próximo do fundo do poço de solidificação, é colocado a aproximada- mente 4 a 6 m desse fundo. A alimentação elétrica dos cilindros é, além dis- so, regulada, de modo que o campo magnético criado pelo par superior des- liza em um sentido oposto daquele dos campos magnéticos criados pelo par inferior.

De acordo com essa informação, os cilindros misturadores são assim montados na zona do resfriamento secundário denominados segmen- tos inferiores da máquina de fundição. São substituídos pelos cilindros de sustentação normalmente previstos nesses lugares e têm, portanto, uma geometria, notadamente um diâmetro externo, idêntico, em todos os casos aproximadamente idêntica, àquela dos cilindros vizinhos, que nessa zona do resfriamento secundário tem tipicamente um diâmetro de pelo menos 230 mm.

A mistura escalonada é, geralmente, realizada com cilindros mis- turadores, embora em princípio poderia ser realizada também com dois mis- turadores "box-type". Mas, estes são nitidamente mais onerosos, pois exi- gem aproximadamente cinco vezes mais de potência elétrica por causa de seu afastamento da superfície do lingote, de modo que a mistura aferida com indutores "box-type" teria um custo proibitivo.

Essa técnica de mistura eletromagnética na zona de resfriamen- to secundária, com tudo muito amplamente, difundida, por um lado, no mun- do para melhorar a qualidade das chapas fortes, foi substituída nos anos 90 por uma técnica concorrente dita da "redução mecânica suave". Esta se as- semelha, na realidade, a uma laminação suave já na máquina de fundição, a fim de forçar a aproximação entre eles dos frontes de solidificação de cada uma das faces maiores do lingote e reduzir assim as porosidades centrais e a segregação central mais eficazmente do que com a mistura eletromagnéti- ca.

Desde então, a mistura eletromagnética na zona de resfriamento secundário não é, praticamente, mais utilizada atualmente do que para aços inoxidáveis e os aços ao silício, e isto com um objetivo metalúrgico diferente. Existe, com efeito um problema próprio à fundição contínua dessas nuances de aços para os quais se observam freqüentemente sobre os produtos obti- dos, após laminação ou estiramento, defeitos de superfície de tipo "roping" ou "ridging", que se traduzem por um aspecto de superfície ondulada. Essa superfície é opticamente insatisfatória para os aços inoxidáveis e, para os aços ao silício, cria defeitos de compacidade dos empilhamentos na realiza- ção das folhas para carcaças de transformadores ou de motores.

Todavia, já é conhecido que esse problema de "roping" e de "ridging" pode ser eliminado, caso o lingote apresente uma estrutura de soli- dificação dotada de uma fração muito ampla, isto é, de pelo menos 50% a- proximadamente, de tipo equieixo. Teoricamente, poder-se-ia obter esse resultado, fundindo-se o metal com um superaquecimento extremamente baixo, mas na prática isto é impossível em fundição contínua e necessita, portanto, da mistura eletromagnética para evacuar rapidamente esse supe- raquecimento.

Contrariamente às chapas fortes, para as quais era preciso mi- nimizar as porosidades e as segregações axiais, trata-se no caso de maxi- mizar a largura da fração de solidificação de tipo equieixo. É a razão pela qual a mistura deve ser levada para cima na zona de resfriamento secundá- rio para se situar o mais próximo possível da Iingoteira no segmento zero da máquina de fundição.

Lembra-se que o segmento zero é aquele que recebe o produto fundido diretamente à saída dos cilindros de base da lingoteira. Ele define uma parte particular da altura metalúrgica que se estende da saída de lingo- teira em uma distância de 3 a 4 metros aproximadamente. Essa parte, for- mada por uma bateria apertada de diâmetro (tipicamente da ordem de 150 mm) é considerada como particularmente crítica pelos fabricantes de máqui- na de fundição. Ela o é notadamente no que se refere ao pequeno espaça- mento entre as geratrizes de contato e a regularidade da sustentação mecâ- nica do lingote, cujo revestimento de metal solidificado, ainda relativamente pouco espessa, corre o risco de encher no espaçamento entre duas susten- tações mecânicas sucessivas, pois ela é submetida a uma pressão ferro es- tática já elevada nesse local.

É, portanto, para não modificar localmente a regularidade e o pequeno espaço de sustentação do lingote no segmento zero do que a mis- tura eletromagnética é aí proposta por meio de indutores "box-type", coloca- dos atrás desses cilindros menores de sustentação, enquanto que a implan- tação de cilindros misturadores com diâmetro sensivelmente maior implicaria uma descontinuidade no espaçamento dos cilindros de sustentação.

Todavia, a mistura "box-type" requer que qualquer estrutura me- tálica presente entre o indutor e o lingote seja em aço amagnético para não fazer tela ao campo magnético que age. Isto implica a modificação do seg- mento zero, quando se trata de implantar a mistura em máquinas existentes ou um segmento zero especialmente concebido, portanto, mais oneroso, quando se trata de máquinas novas. Além disso, apesar do pequeno diâme- tro da ordem de 150 mm dos cilindros de sustentação no segmento zero, a distância entre o lingote e o indutor "box-type" não pode ser reduzido abaixo de 270 a 250 mm, devido à estrutura mecânica atrás dos cilindros de susten- tação que suporta os mancais intermediários desses cilindros. Conforme foi explicado mais acima, esse afastamento imposto entre indutor e produto fundido degrada muito o acoplamento eletromagnético entre os dois e ne- cessita em compensação de um forte aumento da potência elétrica.

O estado da técnica para aços inoxidáveis e aços ao silício é, portanto, caracterizado pela (I) mistura localizada em segmento zero da má- quina de fundição para se obter uma largura de zona equieixo de aproxima- damente 50% e mais da espessura do lingote, (II) a utilização de indutores "box-type" atrás dos cilindros menores de sustentação para não modificar localmente o diâmetro e a posição destes, (III) por conseguinte, a limitação a uma mistura única não-escalonada por razões de custo, enquanto que a mistura escalonada dá melhores resultados e (IV) a impossibilidade de fazer variar a posição do misturador para um segmento zero determinado.

A finalidade da presente invenção é de propor, para realizar uma mistura eletromagnética no segmento zero, uma solução que não apresente os inconvenientes mencionados acima.

Para isso, a presente invenção tem por objeto um processo de fundição contínua de produtos planos com mistura eletromagnética por cam- po magnético deslizante, segundo a largura das faces maiores do produto fundido e que se caracteriza pelo fato de, com a finalidade de se obter um produto fundido que apresenta uma estrutura de solidificação majoritaria- mente equieixo (isto é superior a 50% da espessura do lingote), se efetuar essa mistura eletromagnética no nível do segmento da zona de resfriamento secundário da máquina de fundição com o auxílio de pelo menos dois cilin- dros misturadores inseridos dentre cilindros de sustentação da bateria que compõe esse segmento e que gera campos magnéticos deslizantes no mesmo sentido.

Essa estrutura de solidificação interna majoritariamente equieixo melhora o comportamento do metal durante a laminação os defeitos do tipo roping e ridging, o que torna o processo, de acordo com a invenção, particu- larmente bem-adaptado à fundição contínua de produtos planos em aço ino- xidável ferrítico ou em aço ao silício. O processo é, todavia, naturalmente, também aplicável aos aços ao carbono em geral.

Além do efeito sobre a estrutura de solidificação do lingote, a mistura no nível do segmento zero é vantajosa pelo fato de permitir um me- lhor controle do superaquecimento do metal à fundição.

Notar-se-á que, utilizando-se cilindros misturadores no segmento zero, que vêm, portanto, ocupar lugar de cilindros de sustentação, cujo diâ- metro é sensivelmente menor, o processo, de acordo com a invenção, vai ao encontro da prática habitual que quer que o segmento zero seja exclusiva- mente constituído de cilindros menores para maximizar um número de gera- trizes de contato com a superfície do lingote em curso de fundição, portanto a sustentação mecânica deste, e que quer que uma descontinuidade no di- âmetro dos cilindros de sustentação, implicando uma descontinuidade na sustentação do lingote, provoca inexoravelmente um excesso de intumes- cência (buldging) do lingote, à origem de calhetas, observadas no revesti- mento solidificado.

Os inventores demonstraram, em funcionamento industrial que, contrariamente a doutrina do técnico especialista em fundição contínua de produtos de seção reta alongada, é inteiramente possível implantar indutores no nível do segmento zero da máquina de fundição, substituindo os cilindros menores de sustentação por cilindros misturadores e induzindo, dessa for- ma, uma descontinuidade na sustentação do lingote, sem para tanto com- prometer, de modo nenhum, o processo de fundição contínua e notadamen- te sem produzir calhetas. Aparentemente parece, embora esse seja o efeito da colocação do metal líquido em movimento, pela mistura que impede a formação de calhetas, embora a intumescência do lingote seja localmente mais forte.

De acordo com a variante de base da presente invenção, os ci- lindros misturadores são utilizados por par.

Para favorecer uma concentração do campo magnético através do lingote, os dois cilindros misturadores constitutivos de um par serão colo- cados no mesmo nível face a face, cada um sobre uma face maior do lingo- te. Ao contrário, para favorecer um aumento do comprimento de ação do lingote no sentido da fundição, serão colocados lado a lado, em proximida- des diretas, um acima do outro para se apoiar sobre a mesma face maior do lingote.

De acordo com uma outra variante, quando uma potência de mistura muito elevada é requerida para aplicações particulares, utilizam-se dois pares de cilindros misturadores agrupados vizinhos, portanto, dois cilin- dros dispostos lado a lado pelo menos um do outro sobre cada uma das du- as faces maiores de lingote.

De acordo com uma variante preferencialmente, escolher-se-á o diâmetro dos cilindros misturadores tal que dois cilindros misturadores lado a lado ocuparam aproximadamente o lugar de três cilindros de sustentação consecutivos. Essa importante disposição permite implantar qualquer uma das variantes de realização pré-citadas no mesmo segmento zero, poder manter inalterado o local, de cada lado do lingote, de todos os cilindros de sustentação, salvo três sucessivos (aqueles que são substituídos), assim como manter constante o comprimento total do segmento zero.

A título de exemplo, para cilindros de sustentação de diâmetro 150 mm dispostos com um entre eixo de 180 mm (espaço livre entre dois cilindros de 30 mm), utilizar-se-á um espaço de 3 χ 150 mm + 2 χ 30 mm, seja 510 mm para instalar dois cilindros misturadores de diâmetro 2 χ D + 30 mm = 510 mm, portanto D = 240 mm.

A escolha do diâmetro dos cilindros misturadores de 240 mm no exemplo escolhido permite, portanto, modificar um segmento zero, de modo a poder implantar seja um par face a face, seja um par lado a lado, seja ain- da dois pares agrupados de cilindros misturadores, sem mudar o compri- mento do segmento zero e a posição dos outros cilindros de sustentação clássicos.

Ter-se-á compreendido que a escolha do diâmetro externo D dos cilindros misturadores será aproximadamente dado pela fórmula 2D + e = 3d + 2e, na qual e é o espaço entre dois cilindros, aproximadamente idên- tico para os cilindros misturadores e os cilindros de sustentação, e d é o di- âmetro dos cilindros de sustentação.

Essa flexibilidade na escolha da configuração de mistura é um aspecto particularmente importante da invenção, já que o explorador da fun- dição contínua pode então facilmente otimizar os resultados metalúrgicos, segundo a escolha de um par de cilindros misturadores face a face, lado a lado ou de dois pares agrupados.

A presente invenção tem também por objeto uma instalação de fundição contínua de produtos planos, que compreende uma Iingoteira e uma zona de resfriamento secundário a jusante desta, e na qual o segmento zero da zona de resfriamento secundário compreende pelo menos dois cilin- dros misturadores inseridos dentre cilindros de sustentação habituais que compõem esse segmento.

De acordo com um modo preferencial de realização, o diâmetro dos cilindros misturadores é escolhido segundo a forma explicada acima 2D + e = 3d + 2e, a fim de poder implantar seja dois cilindros misturadores face a face, seja lado a lado, seja quatro cilindros misturadores agrupados por dois sobre cada face maior.

Descobre-se que o efeito de mistura depende muito da posição do misturador no segmento zero, isto é, da distância que separa o mistura- dor da lingoteira. A posição ótima será escolhida em função do perfil de soli- dificação do lingote, que depende das condições de fundição, tais como a velocidade de fundição, a intensidade de resfriamento, superaquecimento do aço, etc Por exemplo, quando a velocidade de fundição é lenta, instalar-se-á, de preferência, o misturador na parte mais alta do segmento zero. Após ter escolhido a posição e adaptado um segmento zero para aí instalar um mistu- rador a essa posição, (pouco importa se refere-se a um misturador "box- type" ou da cilindros misturadores), dever-se-á então imperativamente re- produzir sempre as mesmas condições de fundição para que o perfil de soli- dificação permaneça inalterado e que a posição escolhida permaneça boa. Ter-se-á assim perdido a flexibilidade de modificar os parâmetros de fundi- ção, ou será preciso senão mudar de novo o segmento zero.

Também, de acordo com uma realização vantajosa da instala- ção, a estrutura do segmento zero é concebida, de forma a poder mudar a posição dos cilindros misturadores, mantendo o mesmo segmento zero.

Para isso, não se utiliza mais uma viga de apoio principal habi- tual, sobre a qual cada cilindro é apoiado e seu mancai fixado, de forma a- propriada, mas se agrupam cada vez três cilindros de sustentação sobre um calço de apoio, esses calços sendo eles próprios apoiados e fixados sobre a viga de apoio principal. A altura do calço é igual ao excedente da altura do cilindro misturador com seu mancai em relação ao cilindro de sustentação e seu mancal.

Essa estrutura de calços de apoio amovível rigidamente fixados sobre a viga principal oferece a flexibilidade estrutural de poder substituir qualquer dos triplos de cilindros de sustentação por um duble de cilindros de maior diâmetro, seja um par de cilindros misturadores, seja um cilindro mis- turador e um cilindro fictício de mesmo diâmetro, segundo o fato de se utili- zar um par de cilindros misturadores face a face, lado a lado ou dos pares agrupados.

Essa flexibilidade na escolha do local e a facilidade de monta- gem é um aspecto da invenção que pode se mostrar particularmente impor- tante, já que o explorador da fundição contínua pode, então, facilmente oti- mizar a posição dos cilindros misturadores no segmento zero, quando ele tiver modificado suas condições de fundido.

Outras particularidades e características da invenção irão so- bressair melhor na descrição detalhada que segue alguns modos de realiza- ção apresentados a título de ilustração, referindo-se aos desenhos anexa- dos, nos quais:

- as figuras 1a e 1b representam uma vista esquemática em perspectiva da parte alta de uma máquina de fundição contínua com Iingotei- ra e segmentos da zona de resfriamento secundário;

- as figuras 2a e 2b mostram a escolha do diâmetro D dos cilin- dros misturadores e cilindros fictícios em função do diâmetro d dos cilindros de sustentação e de seu afastamento;

- as figuras 3a a 3e mostram, cada uma, a bateria de cilindros de sustentação do segmento zero com inserção de quatro cilindros misturado- res agrupados de diâmetro maior, e uma das cinco configurações de mistura que podem ser realizadas no segmento zero;

- a figura 4 representa a concepção do segmento zero com sua estrutura de apoio dividida em calços e viga principal, de acordo com a in- venção.

Esquematizou-se na figura 1 uma instalação de fundição contí- nua de lingotes em aço, compreendendo uma Iingoteira 10 e, a jusante des- ta, uma zona de resfriamento secundário 12. A Iingoteira 10, do tipo com placas ligadas, cujas placas maiores são energicamente resfriadas por circu- lação de água sobre sua superfície externa, define uma passagem de fundi- ção de seção alongada, retangular, impondo seu formato ao lingote bruto de fundição que será produzido. A Iingoteira é alimentada por cima com metal em fusão por meio de um bocal imerso (não-representado) e extrai-se em contínuo da Iingoteira 10 um esboço de lingote 14 parcialmente solidificado externamente. À saída da lingoteira, o lingote 14 penetra na zona de resfri- amento secundário 12, onde ele é orientado e sustentado por cilindros de sustentação, sendo resfriado por jatos de água (não-mostrado).

Notar-se-á que a figura 1a somente representa a parte da zona de resfriamento secundário 12 que correspondendo às regiões comumente denominadas "segmentos zero", e "segmento 1", a figura 1b além do "seg- mento 2", seja uma altura metalúrgica de aproximadamente 7 a 8 m. Nessa parte do resfriamento secundário 12, o lingote 14 é apenas parcialmente so- lidificado e compreende, portanto, um revestimento solidificado 16, ainda bastante fino e um amplo núcleo líquido 18.

Para lembrete, o segmento zero, indicado 20 na figura 1, corres- ponde à região do resfriamento secundário 12 diretamente sob a lingoteira 10, e que se estende em uma distância da ordem de 3 m. O segmento zero compreende classicamente cilindros de orientação, indicados 22, de diâme- tro menor, geralmente da ordem de 150 mm. Seu número está tipicamente entre 8 e 16 sobre cada uma das faces maiores do lingote.

Os segmentos 1, 2... etc. correspondem, portanto, a regiões do resfriamento secundário a jusante do segmento zero, e que são tipicamente equipados com cilindros de orientação e de sustentação 23 de diâmetro mais elevado. Por outro lado, os segmentos 1 e 2, se estendem, cada um, em uma distância da ordem de 1,5 a 2 m após o segmento zero.

A figura 1a representa um par de cilindros misturadores 24 em configuração lado a lado em posição relativamente próxima da lingoteira, tal como utilizada para a mistura dos aços inoxidáveis e ao silício, o que permite produzir um lingote 14 com uma ampla fração de solidificação equieixo, su- perior a 50% em espessura, de acordo com o presente processo.

A figura 1b, ao contrário, mostra uma mistura escalonada com um par de cilindros misturadores 24 lado a lado no segmento 1 e um segun- do par 24 no segmento 2, em posição relativamente baixa utilizado habitu- almente para os aços com chapa forte.

A figura 1b representa uma máquina de fundição contínua mo· derna, cuja Iingoteira é munida com cilindros de base, a Iingoteira e a primei- ra parte do segmento zero são retilíneos verticais, o segmento zero é relati- vamente longo e a curvatura do resfriamento secundário é atraída em parte baixa do segmento zero.

A figura 1a apresenta uma máquina de fundição mais antiga com um segmento zero mais curto, inteiramente curvo. Esse tipo de máquina possui freqüentemente Iingoteiras curvas.

Conforme se sabe os cilindros misturadores são, de maneira esquemática, cilindros de orientação e sustentação tornados tubulares para conter um indutor eletromagnético com campo deslizante que é, portanto, colocado muito próximo do lingote. Os cilindros misturadores têm tipicamen- te um diâmetro superior a 230 mm, que é, portanto, sensivelmente maior que aquele de um cilindro do segmento zero. Os detalhes de concepção desses cilindros misturadores não fazendo parte, todavia, propriamente da invenção e sendo bem-conhecidos no domínio, não serão descritos no caso em deta- lhes. Por exemplo, poder-se-á fazer referência ao EP 0 053 060 para maio- res detalhes sobre sua concepção e tecnologia, notadamente no que se re- fere ao indutor.

A utilização da mistura ao nível do segmento zero se situa em uma posição que comporta ainda uma parte majoritariamente líquida de aço no sentido da espessura do lingote. Isto permite, portanto, produzir uma soli- dificação majoritariamente equieixo, cuja espessura corresponde a mais de 50% da espessura do lingote, essa zona central equieixo sendo contornada por duas zonas colunárias (ou dendríticas). Uma estrutura cristalina majorita- riamente equieixo permite evitar os problemas de roping e de ridging que são observados após laminação com nuances de aços de tipo inóxi ferrítico ou silício.

A utilização de cilindros misturadores no lugar de misturador "box-type" (não-representado) permite instalar o indutor muito mais próximo do lingote, obter, por conseguinte, melhor acoplamento eletromagnético e reduzir em uma relação de cinco aproximadamente as necessidades em po- tência elétrica, portanto realizar uma mistura nitidamente menos onerosa.

O custo de um único misturador "box-type" é, com efeito, geral- mente superior ao custo de quatro cilindros misturadores, o que permite com menor despesa utilizar a mistura escalonada, dois cilindros misturadores em segmento zero seguidos de dois cilindros misturadores em segmento um ou dois. A mistura escalonada dá melhores resultados que um único misturador, pois gera um movimento do aço líquido mais extenso no resfriamento se- cundário, obtém-se, dessa forma, uma melhor troca entre o aço mais quente no alto e mais frio embaixo do resfriamento secundário e evacua melhor o superaquecimento do aço. São obtidos, portanto, melhores resultados meta- lúrgicos, ganhando em flexibilidade operacional da fundição, pois se pode aceitar fundir com superaquecimentos superiores.

A figura 2 ilustra a dificuldade de inserir no segmento zero cilin- dros de diâmetro sensivelmente maior. A título de exemplo, escolheu-se pa- ra os cilindros de sustentação (22) um dispositivo de 150 mm e um entreeixo de 180 mm. A inserção de um único cilindro misturador (24), na bateria dos cilindros de sustentação (22), necessita da retirada de dois cilindros susten- tação (22), o que aumenta o desvio de sustentação de 180 a 270 mm. (Figu- ra 2a). Dois desvios de 270 mm dentre a bateria de 180 mm são julgados proibitivos para razões de intumescência de lingote. Para a configuração de um par de cilindros misturadores face a face, poder-se-ia diminuir esse des- vio de 270 a 225 mm, o que seria aceitável do ponto de vista da intumescên- cia de lingote, mas isto necessitaria da diminuição do comprimento do seg- mento zero de 2 χ (270 -225) = 90 mm, o que não é possível para uma má- quina de fundição existente, pois seria preciso redesenhar o conjunto da zo- na de resfriamento secundário. Seria possível ainda repartir os 90 mm sobre o conjunto dos cilindros de sustentação, mas isto necessitaria reajustar to- dos os cilindros, portanto fazer um segmento zero novo. E, em todos os ca- sos, se estaria limitado à configuração de um par de cilindros misturadores face a face.

Caso se queira permanecer livre para poder utilizar um par de cilindros misturadores em configuração face a face ou lado a lado, até mes- mo utilizar dois pares de cilindros agrupados, quando uma aplicação especi- al exigiria um excesso de potência de mistura, é preciso inserir dois cilindros misturadores (24) na bateria dos cilindros de sustentação (22), tal como mostrado na figura 2 (b).

O diâmetro deverá então ser escolhido segundo a fórmula: 2D + e s 3d + 2 e, ou D e d são os diâmetros dos cilindros misturadores (24) res- pectivamente cilindros de sustentação (22) e e é o desvio entre cilindros, considerados aproximadamente igual para os cilindros misturadores e para os cilindros de sustentação. No exemplo escolhido, são obtidos 240 mm pa- ra o diâmetro D dos cilindros misturadores. O desvio de sustentação do lin- gote mudará sucessivamente de 180 mm para 225 mm, 270 mm, depois 225 mm e 180 mm, o que é bem melhor ao nível da intumescência do lingote que a seqüência 180, 270, 270 e 180 mm do exemplo da figura 2a

Em suma, escolhendo-se o diâmetro D dos cilindros misturado- res em função do diâmetro d dos cilindros de sustentação, segundo a fórmu- la acima e inserindo quatro cilindros desse diâmetro D, ter-se-á obtido uma situação mais favorável para a intumescência de lingote e a flexibilidade de poder mudar de configuração de mistura com um mesmo segmento zero.

A figura 3 mostra esquematicamente a estrutura do segmento zero constituído por grandes ligas de apoio (26) dispostas de ambos os la- dos das faces largas do lingote e suportando os mancais de extremidade dos cilindros de sustentação (22) e dos cilindros misturadores (24) ou fictí- cios (25). Embora isto não seja representado na figura três, os cilindros de sustentação (22) podem, além disso, ser suportados em um ou dois lugares de seu comprimento por mancais intermediários (vide figura 4). A figura 3 mostra uma parte do segmento zero de forma vertical reta, mas fica suben- tendido que essa parte poderia também ser curva.

A figura 3 mostra as cinco configurações de mistura que podem ser realizadas com o mesmo segmento zero: a mistura com um par de cilin- dros misturadores face a face (24) em duas posições diferentes (figura 3a e 3b), a mistura com um par de cilindros misturadores lado a lado (figura 3c e 3d) e a mistura com dois pares de cilindros misturadores agrupados (figura 3 e). As quatro primeiras configurações das figuras 3a a 3d utilizam mais de um par de cilindros misturadores (24), um par de cilindros fictício (25) de mesmo diâmetro. Obtém-se assim uma maior flexibilidade na escolha de uma mistura com campo magnético ou concentrada através da espessura de lingote, (figuras 3a e 3b), ou diminuída através do lingote mas aplicada em um maior comprimento (figura 3c e 3d) e uma mistura extremamente potente (figura 3e).

A figura 3 mostra também que as vigas de apoio (26) para os mancais dos cilindros devem ser reusinadas com um entalhe (27) no lugar de inserção dos cilindros com diâmetro D maior e que, uma vez essa modifi- cação executada, a posição dos cilindros misturadores (e cilindros fictícios) não poderá mais ser modificada.

A figura 4 finalmente mostra uma concepção da estrutura do segmento zero, segundo a qual a viga principal de apoio (26) é dividida em (I) uma pluralidade de calços (28), servindo, cada um, para agrupar três ci- lindros de sustentação (22), e (II) uma viga principal (29) servindo de apoio e de fixação para os calços (28).

Considerando-se que o comprimento dos calços é idêntico ao espaço sem calço considerados por dois cilindros misturadores/cilindros fic- tícios, o local destes pode facilmente ser substituído contra um calço por desmontagem/remontagem, sem que seja necessário refabricar um novo segmento zero. Ter-se-á assim obtido a possibilidade de readaptar a posição da mistura eletromagnética e otimizar os resultados metalúrgicos, quando condições de fundição e notadamente a velocidade de fundição terão sido substituídas por razões de modificação das condições de exploração.

Notar-se-á que os calços (28), como a superfície da viga princi- pai (29), estão representados em linha reta, enquanto que eles podem ser curvos. Notar-se-á também que a altura dos calços (28) é pelo menos igual à profundidade de entalhe (27) (ou com a diferença de altura do conjunto cilin- dro mais mancai entre cilindro misturador (24) e cilindro de sustentação (22). Ela será igual, se os cilindros misturadores/cilindros fictícios forem direta- mente fixados sobre a viga principal (29). Ela será superior, caso os cilindros misturadores / cilindros fictícios são também montados sobre um calço.

Claims (13)

1. Processo de fundição contínua de produtos metálicos planos, no qual se derrama um metal em fusão em uma Iingoteira (10), se extrai em contínuo da Iingoteira o produto fundido (14) solidificado externamente que se orienta com o auxílio de uma bateria de cilindros de sustentação (22) da zona do resfriamento secundário (12) a jusante dessa Iingoteira (10), carac- terizado pelo fato de que, a fim de se obter um produto fundido, que apre- senta uma estrutura de solidificação majoritariamente de tipo equieixo, se submete esse produto fundido (14) extraído dessa Iingoteira (10) a uma mis- tura eletromagnética por campo magnético deslizante que age no nível do segmento zero (20), da zona de resfriamento secundário (12), por meio de pelo menos dois cilindros misturadores pelo menos (24) presentes no meio dessa bateria de cilindros de sustentação (22) e gerando campos magnéti- cos que deslizam no mesmo sentido.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, no qual esses dois cilindros misturadores (24) são colocados no mesmo nível, face a face, cada um sobre uma face maior do produto metálico (14).

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, no qual esses dois cilindros misturadores (24) são vizinhos um do outro, lado a lado sobre a mesma face maior do produto metálico (14).

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, no qual se utilizam dois pares de cilindros misturadores (24) agrupados, colocados no mesmo nível, cada um sobre uma face maior do produto metálico (14).

5. Processo de acordo com uma das reivindicações 2 a 4, carac- terizado pelo fato de que o diâmetro D desses cilindros misturadores (24) satisfaz aproximadamente a equação: 2D + e « 3d + 2e, na qual d é o diâ- metro desses cilindros de sustentação (22) e é o espaço livre entre dois ci- lindros consecutivos, e pelo fato de que se modifica esse segmento zero (20), de forma a poder inserir na bateria dos cilindros de sustentação (22) quatro cilindros desse diâmetro D, dos quais pelo menos dois cilindros mistu- radores e no máximo dois cilindros fictícios, esses quatro cilindros sendo colocados agrupados no mesmo nível, dois sobre cada face maior do produ- to fundido (14).

6. Processo de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, no qual o produto fundido (14) é um aço inoxidável, ou um aço ao silício.

7. Processo de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, no qual a posição dos cilindros misturadores (24) no segmento zero (20) é escolhida em função de pelo menos um parâmetro operacional da fundição contínua.

8. Instalação de fundição contínua de produtos metálicos planos, compreendendo uma Iingoteira (10) e uma zona de resfriamento secundário (12) formada de segmentos sucessivos constituídos de baterias de cilindros de sustentação, caracterizada pelo fato de que o segmento zero (20) da zo- na de resfriamento secundário (12) compreender pelo menos dois cilindros misturadores (24).

9. Instalação de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pe- lo fato de que esses dois cilindros misturadores (24) serem colocados no mesmo nível, face a face, cada um sobre uma face maior do produto metáli- co fundido (14).

10. Instalação de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que esses dois cilindros misturadores (24) são vizinhos um do outro, lado a lado sobre a mesma face maior do produto metálico fundido (14).

11. Instalação de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pela presença de dois pares de cilindros misturadores (24) vizinhos, agrupa- dos, colocados no mesmo nível, cada um sobre uma face maior do produto metálico (14).

12. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizada pelo fato de que o diâmetro D desses cilindros mistura- dores (24) satisfaz aproximadamente a equação 2D + e « 3d + 2 e, na qual D é o diâmetro de cilindros de sustentação (22) e e é o espaço livre entre dois cilindros, (e sendo sensivelmente o mesmo para os cilindros misturado- res (24) e cilindros de sustentação (22)), e pelo fato de que se modifica esse segmento zero (20), de forma a poder inserir na bateria dos cilindros de sus- tentação (22) quatro cilindros desse diâmetro D dos quais pelos menos dois cilindros misturadores e no máximo dois cilindros fictícios, os quatro coloca- dos agrupados no mesmo nível, dois sobre cada face maior do produto me- tálico (14).

13. Instalação de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que pelo menos um conjunto de três cilindros de sustentação (22) situado além e embaixo do grupo dois quatro cilindros com diâmetro D (24, 25) é agrupado, apoiado e fixado sobre um calço intermediário (28) que ele próprio é apoiado sobre a viga principal (29) e fixado de forma desmon- tável, a fim de poder trocar a posição do grupo dos quatro cilindros com diâ- metro D (24, 25) com aquela de qualquer um conjunto de três cilindros de sustentação.