BRPI0621767B1 - Processo e instalação de lingotamento contínuo de produtos metálicos planos - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO E INSTALAÇÃO DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO DE PRODUTOS METÁLICOS PLANOS". A presente invenção refere-se ao domínio de lingotamento contínuo dos metais, notadamente do aço. Refere-se mais particularmente, à lingotamento contínuo de produtos planos: lingotes e outros produtos similares de seção reta alongada, no decorrer da qual são utilizados campos magnéticos móveis, agindo sobre o metal fundido em fusão para melhorar a qualidade do produto lingotado obtido e/ou as condições ou os desempenhos do próprio processo de fundição.

Lembra-se brevemente que a operação de lingotamento contínuo consiste em derramar um metal em fusão por cima em uma lingoteira sem fundo essencialmente constituída de um corpo de lingoteira metálica (em cobre ou liga de cobre), geralmente com placas ligadas de produtos planos, definindo uma passagem para o metal fundido. As paredes são e-nergicamente resfriadas por circulação de água, de maneira a extrair em contínuo pela parte inferior dessa lingoteira 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 lingoteira na zona dita de "resfriamento secundário", zona na qual o produto lingotado, 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 transformação 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 agitação eletromagnética do metal em fusão na zona de resfriamento secundário da instalação de lingotamento contínuo.

Esquematicamente, a agitação eletromagnética consiste, conforme se sabe, em submeter o lingote a um ou vários campos magnéticos móveis (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 maximizar o acoplamento eletromagnético com este.

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

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 agitação, 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 estrutura de solidificação não-orientada mais fina, dita "equieixo". Obtinha-se assim 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 secundário de uma máquina de fundição de lingotes de aço, uma agitação ótima quanto à saúde interna do produto obtido, convinha agitar, não em uma única posição localizada, mas, ao contrário, pelo menos duas vezes sobre a altura metalúrgica, isto é, fazer agitação escalonada. É o que se propõe precisamente na EP 0 097 561 B2 pré-citada, que descreve um processo de agitação eletromagnética de lingotes de aço fundidos em contínuo, segundo o qual se faz agir uma pluralidade de campos magnéticos deslizantes produzidos por pares de cilindros agitadores 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 agitadores total, o par de cilindros agitadores o mais próximo da lingoteira fica situado a aproximadamente 5 a 7 m sob a superfície livre do metal líquido em lingoteira, e o segundo par de cilindros agitadores, situado o mais próximo do fundo do poço de solidificação, é colocado a aproximadamente 4 a 6 m desse fundo. A alimentação elétrica dos cilindros é, além disso, regulada, de modo que o campo magnético criado pelo par superior desliza em um sentido oposto daquele dos campos magnéticos criados pelo par inferior.

De acordo com essa informação, os cilindros agitadores são assim montados na zona do resfriamento secundário denominados segmentos 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 a-proximadamente idêntica, àquela dos cilindros vizinhos, que nessa zona do resfriamento secundário tem tipicamente um diâmetro de pelo menos 230 mm. A agitação escalonada é, geralmente, realizada com cilindros agitadores, embora em princípio poderia ser realizada também com dois agitadores "box-type". Mas, estes são nitidamente mais onerosos, pois exigem aproximadamente cinco vezes mais de potência elétrica por causa de seu afastamento da superfície do lingote, de modo que a agitação aferida com indutores "box-type" teria um custo proibitivo.

Essa técnica de agitação eletromagnética na zona de resfriamento secundária, com tudo muito amplamente, difundida, por um lado, no mundo para melhorar a qualidade das chapas fortes, foi substituída nos anos 90 por uma técnica concorrente dita da "redução mecânica suave". Esta se assemelha, 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 agitação eletromagnética.

Desde então, a agitação 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 ao lingotamento contínuo dessas nuances de aços para os quais se observam freqüentemente sobre os produtos obtidos, 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 realização 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 solidificação 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 lingotamento contínuo e necessita, portanto, da agitação eletromagnética para evacuar rapidamente esse superaquecimento.

Contrariamente às chapas fortes, para as quais era preciso minimizar as porosidades e as segregações axiais, trata-se no caso de maximizar a largura da fração de solidificação de tipo equieixo. É a razão pela qual a agitação deve ser levada para cima na zona de resfriamento secundário para se situar o mais próximo possível da lingoteira no segmento zero da máquina de fundição.

Lembra-se que o segmento zero é aquele que recebe o produto lingotado diretamente à saída dos cilindros de base da lingoteira. Ele define uma parte particular da altura metalúrgica que se estende da saída de lingoteira em uma distância de 3 a 4 metros aproximadamente. Essa parte, formada por uma bateria apertada de diâmetro (tipicamente da ordem de 150 mm) é considerada como particularmente crítica pelos fabricantes de máquina de fundição. Ela o é notadamente no que se refere ao pequeno espaçamento entre as geratrizes de contato e a regularidade da sustentação mecânica do lingote, cujo revestimento de metal solidificado, ainda relativamente pouco espessa, corre o risco de encher no espaçamento entre duas sustentações mecânicas sucessivas, pois ela é submetida a uma pressão ferro estática 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 agitação eletromagnética é aí proposta por meio de indutores "box-type", colocados atrás desses cilindros menores de sustentação, enquanto que a implantação de cilindros agitadores com diâmetro sensivelmente maior implicaria uma descontinuidade no espaçamento dos cilindros de sustentação.

Todavia, a agitação "box-type" requer que qualquer estrutura metálica 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 segmento zero, quando se trata de implantar a agitação em máquinas existentes ou um segmento zero especialmente concebido, portanto, mais oneroso, quando se trata de máquinas novas. Além disso, apesar do pequeno diâmetro 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 sustentação que suporta os mancais intermediários desses cilindros. Conforme foi explicado mais acima, esse afastamento imposto entre indutor e produto lingotado degrada muito o acoplamento eletromagnético entre os dois e necessita 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) agitação localizada em segmento zero da máquina de fundição para se obter uma largura de zona equieixo de aproximadamente 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 limita- ção a uma agitação única não-escalonada por razões de custo, enquanto que a agitação escalonada dá melhores resultados e (IV) a impossibilidade de fazer variar a posição do agitador para um segmento zero determinado. A finalidade da presente invenção é de propor, para realizar uma agitação eletromagnética no segmento zero, uma solução que não apresente os inconvenientes mencionados acima.

Para isso, a presente invenção tem por objeto um processo de lingotamento contínuo de produtos planos com agitação eletromagnética por campo magnético deslizante, segundo a largura das faces maiores do produto lingotado e que se caracteriza pelo fato de, com a finalidade de se obter um produto lingotado que apresenta uma estrutura de solidificação majorita-riamente equieixo (isto é superior a 50% da espessura do lingote), se efetuar essa agitação eletromagnética no nível do segmento da zona de resfriamento secundário da máquina de fundição com o auxílio de pelo menos dois cilindros agitadores 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, particularmente bem-adaptado ao lingotamento contínuo de produtos planos em aço inoxidável 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 agitação no nível do segmento zero é vantajosa pelo fato de permitir um melhor controle do superaquecimento do metal à fundição.

Notar-se-á que, utilizando-se cilindros agitadores no segmento zero, que vêm, portanto, ocupar lugar de cilindros de sustentação, cujo diâmetro é sensivelmente menor, o processo, de acordo com a invenção, vai ao encontro da prática habitual que quer que o segmento zero seja exclusivamente 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 diâmetro 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 revestimento solidificado.

Os inventores demonstraram, em funcionamento industrial que, contrariamente a doutrina do técnico especialista em lingotamento contínuo 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 agitadores e induzindo, dessa forma, uma descontinuidade na sustentação do lingote, sem para tanto comprometer, de modo nenhum, o processo de lingotamento contínuo e nota-damente sem produzir calhetas. Aparentemente parece, embora esse seja o efeito da colocação do metal líquido em movimento, pela agitação 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 cilindros agitadores são utilizados por par.

Para favorecer uma concentração do campo magnético através do lingote, os dois cilindros agitadores constitutivos de um par serão colocados no mesmo nível face a face, cada um sobre uma face maior do lingote. Ao contrário, para favorecer um aumento do comprimento de ação do lingote no sentido da fundição, serão colocados lado a lado, em proximidades 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 agitação muito elevada é requerida para aplicações particulares, utilizam-se dois pares de cilindros agitadores agrupados vizinhos, portanto, dois cilindros dispostos lado a lado pelo menos um do outro sobre cada uma das duas faces maiores de lingote.

De acordo com uma variante preferencialmente, escolher-se-á o diâmetro dos cilindros agitadores tal que dois cilindros agitadores lado a lado ocuparam aproximadamente o lugar de três cilindros de sustentação conse- cutivos. 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 x 150 mm + 2 x 30 mm, seja 510 mm para instalar dois cilindros agitadores de diâmetro 2 x D + 30 mm = 510 mm, portanto D = 240 mm. A escolha do diâmetro dos cilindros agitadores 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 ainda dois pares agrupados de cilindros agitadores, sem mudar o comprimento 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 agitadores será aproximadamente dado pela fórmula 2D + e = 3d + 2e, na qual e é o espaço entre dois cilindros, aproximadamente idêntico para os cilindros agitadores e os cilindros de sustentação, e d é o diâmetro dos cilindros de sustentação.

Essa flexibilidade na escolha da configuração de agitação é um aspecto particularmente importante da invenção, já que o explorador do lin-gotamento contínuo pode então facilmente otimizar os resultados metalúrgicos, segundo a escolha de um par de cilindros agitadores face a face, lado a lado ou de dois pares agrupados. A presente invenção tem também por objeto uma instalação de lingotamento contínuo de produtos planos, que compreende uma lingoteira e uma zona de resfriamento secundário a jusante desta, e na qual o segmento zero da zona de resfriamento secundário compreende pelo menos dois cilindros agitadores inseridos dentre cilindros de sustentação habituais que compõem esse segmento.

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

Descobre-se que o efeito de agitação depende muito da posição do agitador no segmento zero, isto é, da distância que separa o agitador da lingoteira. A posição ótima será escolhida em função do perfil de solidificação 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 agitador na parte mais alta do segmento zero. Após ter escolhido a posição e adaptado um segmento zero para aí instalar um agitador a essa posição, (pouco importa se se refere a um agitador "box-type" ou a cilindros agitadores), dever-se-á então imperativamente reproduzir sempre as mesmas condições de fundição para que o perfil de solidificação permaneça inalterado e que a posição escolhida permaneça boa. Ter-se-á assim perdido a flexibilidade de modificar os parâmetros de fundição, ou será preciso senão mudar de novo o segmento zero.

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

Para isso, não se utiliza mais uma viga de apoio principal habitual, 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 agitador com seu mancai em relação ao cilindro de sustentação e seu mancai.

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 agitadores, seja um cilindro agitador e um cilindro fictício de mesmo diâmetro, segundo o fato de se utilizar um par de cilindros agitadores face a face, lado a lado ou dos pares agrupados.

Essa flexibilidade na escolha do local e a facilidade de montagem é um aspecto da invenção que pode se mostrar particularmente importante, já que o explorador do lingotamento contínuo pode, então, facilmente otimizar a posição dos cilindros agitadores no segmento zero, quando ele tiver modificado suas condições de fundido.

Outras particularidades e características da invenção irão sobressair melhor na descrição detalhada que segue alguns modos de realização apresentados a título de ilustração, referindo-se aos desenhos anexados, nos quais: - as figuras 1a e 1b representam uma vista esquemática em perspectiva da parte alta de uma máquina de lingotamento contínuo com lingoteira e segmentos da zona de resfriamento secundário; - as figuras 2a e 2b mostram a escolha do diâmetro D dos cilindros agitadores 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 agitadores agrupados de diâmetro maior, e uma das cinco configurações de agitação 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 invenção.

Esquematizou-se na figura 1 uma instalação de lingotamento contínuo de lingotes em aço, compreendendo uma lingoteira 10 e, a jusante desta, uma zona de resfriamento secundário 12. A lingoteira 10, do tipo com placas ligadas, cujas placas maiores são energicamente resfriadas por circulação de água sobre sua superfície externa, define uma passagem de fundição de seção alongada, retangular, impondo seu formato ao lingote bruto de fundição que será produzido. A lingoteira é alimentada por cima com metal em fusão por meio de um bocal imerso (não-representado) e extrai-se em contínuo da lingoteira 10 um esboço de lingote 14 parcialmente solidificado externamente. À saída da lingoteira, o lingote 14 penetra na zona de resfriamento 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 "segmento 2", seja uma altura metalúrgica de aproximadamente 7 a 8 m. Nessa parte do resfriamento secundário 12, o lingote 14 é apenas parcialmente solidificado 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, corresponde 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 diâmetro 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 agitadores 24 em configuração lado a lado em posição relativamente próxima da lingoteira, tal como utilizada para a agitação dos aços inoxidáveis e ao silício, o que permite produzir um lingote 14 com uma ampla fração de solidificação equieixo, superior a 50% em espessura, de acordo com o presente processo. A figura 1b, ao contrário, mostra uma agitação escalonada com um par de cilindros agitadores 24 lado a lado no segmento 1 e um segundo par 24 no segmento 2, em posição relativamente baixa utilizado habitualmente para os aços com chapa forte. A figura 1b representa uma máquina de lingotamento contínuo moderna, cuja lingoteira é munida com cilindros de base, a lingoteira e a primeira parte do segmento zero são retilíneos verticais, o segmento zero é relativamente longo e a curvatura do resfriamento secundário é atraída em parte baixa do segmento zero.

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

Conforme se sabe os cilindros agitadores são, de maneira es-quemática, 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 agitadores têm tipicamente 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 agitadores não fazendo parte, todavia, propriamente da invenção e sendo bem-conhecidos no domínio, não serão descritos no caso em detalhes. Por exemplo, poder-se-á fazer referência ao EP 0 053 060 para maiores detalhes sobre sua concepção e tecnologia, notadamente no que se refere ao indutor. A utilização da agitação 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 solidificação 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 majoritariamente 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 agitadores no lugar de agitador "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 potência elétrica, portanto realizar uma agitação nitidamente menos onerosa. O custo de um único agitador "box-type" é, com efeito, geralmente superior ao custo de quatro cilindros agitadores, o que permite com menor despesa utilizar a agitação escalonada, dois cilindros agitadores em segmento zero seguidos de dois cilindros agitadores em segmento um ou dois. A agitação escalonada dá melhores resultados que um único agitador, pois gera um movimento do aço líquido mais extenso no resfriamento secundário, 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 metalúrgicos, 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 cilindros de diâmetro sensivelmente maior. A título de exemplo, escolheu-se para os cilindros de sustentação (22) um dispositivo de 150 mm e um entreeixo de 180 mm. A inserção de um único cilindro agitador (24), na batería dos cilindros de sustentação (22), necessita da retirada de dois cilindros sustentação (22), o que aumenta o desvio de sustentação de 180 a 270 mm. (Figura 2a). Dois desvios de 270 mm dentre a batería de 180 mm são julgados proibitivos para razões de intumescência de lingote. Para a configuração de um par de cilindros agitadores face a face, poder-se-ia diminuir esse desvio de 270 a 225 mm, o que seria aceitável do ponto de vista da intumescência de lingote, mas isto necessitaria da diminuição do comprimento do segmento zero de 2 x (270 -225) = 90 mm, o que não é possível para uma máquina de fundição existente, pois seria preciso redesenhar o conjunto da zona de resfriamento secundário. Seria possível ainda repartir os 90 mm sobre o conjunto dos cilindros de sustentação, mas isto necessitaria reajustar todos os cilindros, portanto fazer um segmento zero novo. E, em todos os casos, se estaria limitado à configuração de um par de cilindros agitadores face a face.

Caso se queira permanecer livre para poder utilizar um par de cilindros agitadores em configuração face a face ou lado a lado, até mesmo utilizar dois pares de cilindros agrupados, quando uma aplicação especial exigiría um excesso de potência de agitação, é preciso inserir dois cilindros agitadores (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 « 3d + 2 e, ou D e d são os diâmetros dos cilindros agitadores (24) respectivamente cilindros de sustentação (22) e e é o desvio entre cilindros, considerados aproximadamente igual para os cilindros agitadores e para os cilindros de sustentação. No exemplo escolhido, são obtidos 240 mm para o diâmetro D dos cilindros agitadores. O desvio de sustentação do lingote 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 se-qüência 180, 270, 270 e 180 mm do exemplo da figura 2a Em suma, escolhendo-se o diâmetro D dos cilindros agitadores em função do diâmetro d dos cilindros de sustentação, segundo a fórmula 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 agitação 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 lados das faces largas do lingote e suportando os mancais de extremidade dos cilindros de sustentação (22) e dos cilindros agitadores (24) ou fictícios (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 subentendido que essa parte poderia também ser curva. A figura 3 mostra as cinco configurações de agitação que podem ser realizadas com o mesmo segmento zero: a agitação com um par de cilindros agitadores face a face (24) em duas posições diferentes (figura 3a e 3b), a agitação com um par de cilindros agitadores lado a lado (figura 3c e 3d) e a agitação com dois pares de cilindros agitadores agrupados (figura 3 e). As quatro primeiras configurações das figuras 3a a 3d utilizam mais de um par de cilindros agitadores (24), um par de cilindros fictício (25) de mes- mo diâmetro. Obtém-se assim uma maior flexibilidade na escolha de uma agitação 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 agitação 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 modificação executada, a posição dos cilindros agitadores (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 cilindros 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 agitadores/cilindros fictícios, 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 agitação 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 principal (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 cilindro mais mancai entre cilindro agitador (24) e cilindro de sustentação (22). Ela será igual, se os cilindros agitadores/cilindros fictícios forem diretamente fixados sobre a viga principal (29). Ela será superior, caso os cilindros agitadores / cilindros fictícios são também montados sobre um calço.

Claims (12)

1. Processo de lingotamento contínuo de produtos metálicos planos, no qual se derrama um metal em fusão em uma lingoteira (10), se extrai em contínuo da lingoteira o produto lingotado (14) solidificado externamente que se orienta com o auxílio de uma bateria de cilindros de sustentação (22) da zona do resfriamento secundário (12) dotada de um segmento zero que se estende sobre uma distância de aproximadamente 3 a 4 m diretamente desde a saída da lingoteira e no qual se submete esse produto lingotado (14) a uma agitação eletromagnética por campo magnético deslizante por meio de pelo menos dois cilindros agitadores (24) presentes no meio dessa bateria de cilindros de sustentação (22) e gerando campos magnéticos que deslizam no mesmo sentido, caracterizado pelo fato de que os ditos cilindros agitadores (24) agem no nível do segmento zero (20) da zona de resfriamento secundário (12) e o diâmetro D desses cilindros agitadores (24) satisfaz aproximadamente à equação: 2D + e » 3d + 2e, na qual “d” é o diâmetro desses cilindros de sustentação (22) e “e” é o espaço livre entre dois cilindros consecutivos,

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que esses dois cilindros agitadores (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, caracterizado pelo fato de que esses dois cilindros agitadores (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, caracterizado pelo fato de que se utilizam dois pares de cilindros agitadores (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, caracterizado pelo 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 agitadores e no máximo dois cilindros fictícios, esses quatro cilindros sendo colocados agrupados no mesmo nível, dois sobre cada face maior do produto lingotado (14).

6. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o produto lingotado (14) é um aço inoxidável, ou um aço ao silício.

7. Instalação de lingotamento contínuo de produtos metálicos planos, compreendendo uma lingoteira (10) seguida de uma zona de resfriamento secundário (12) formada de segmentos sucessivos constituídos de cilindros de sustentação cujo um segmento zero (20) situado sobre uma distância de aproximadamente 3 a 4 m diretamente desde a saída da lingoteira (10) caracterizada pelo fato de que o dito segmento zero (20) compreende pelo menos dois cilindros agitadores (24), e o diâmetro D desses cilindros agitadores (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 agitadores (24) e cilindros de sustentação (22)).

8. Instalação de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que esses dois cilindros agitadores (24) serem colocados no mesmo nível, face a face, cada um sobre uma face maior do produto metálico fundido (14).

9. Instalação de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que esses dois cilindros agitadores (24) são vizinhos um do outro, lado a lado sobre a mesma face maior do produto metálico lingotado (14).

10. Instalação de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pela presença de dois pares de cilindros agitadores (24) vizinhos, agrupados, colocados no mesmo nível, cada um sobre uma face maior do produto metálico (14).

11. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizada 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 pelos menos dois cilindros agitadores e no máximo dois cilindros fictícios, os quatro colocados agrupados no mesmo nível, dois sobre cada face maior do produto metálico (14).

12. Instalação de acordo com a reivindicação 11, 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 diâmetro D (24, 25) com aquela de qualquer um conjunto de três cilindros de sustentação.