BRPI0721797B1 - molde para lingotar continuamente um tarugo redondo e processo de lingotamento contínuo de tarugo redondo. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MOLDE DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO E PROCESSO DE LINGOTAMENTO CON- TÍNUO DE TARUGO REDONDO".

Campo da Técnica A presente invenção refere-se a um molde de lingotamento con- tínuo usado para lingotamento contínuo de tarugos redondos com um apare- lho de lingotamento contínuo tipo curvo e um processo de lingotamento con- tínuo de tarugos redondos nos quais o dito molde de lingotamento contínuo é usado.

Antecedentes da Invenção No lingotamento contínuo de um tarugo redondo que tem uma seção transversal em formato redondo, comparado com o lingotamento con- tínuo de um tarugo retangular que tem uma seção transversal em formato retangular, o tarugo é resfriado de maneira irregular porque uma parede in- terna do molde (uma superfície periférica interna no caso do molde de tarugo redondo) fica em contato de maneira instável com o tarugo. Quando o tarugo é excessivamente resfriado de maneira irregular, um defeito de trinca longi- tudinal é gerado no tarugo, e um rompimento é gerado devido ao defeito de trinca longitudinal. Portanto, o lingotamento não pode ser continuado final- mente. A fim de evitar a geração de tal situação, foram propostos diver- sos processos, de modo que um diâmetro interno do molde seja reduzido de acordo com a contração por solidificação, e o pó de molde alimentado no molde seja aperfeiçoado durante o lingotamento contínuo para ajustar o con- tato entre a superfície periférica interna de molde e o tarugo. Por exemplo, a publicação do pedido de modelo de utilidade japonês número 59(1984)- 165748 propõe um molde, no qual um diâmetro interno é reduzido a jusante e uma razão de redução do diâmetro interno é alterada em duas etapas. A- demais, a publicação do pedido de modelo de utilidade japonês número 59(1984)-165749 propõe um molde, no qual uma superfície afunilada cujo diâmetro interno é continuamente reduzido a jusante e a alteração no diâme- tro interno é combinada com a contração por solidificação. De acordo com os moldes propostos, o dito contato uniforme pode ser obtido entre a super- fície periférica interna de molde e o tarugo.

Entretanto, no molde proposto na publicação do pedido de mo- delo de utilidade japonês número 59(1984)-165748 mencionado acima, é difícil manter o bom contato entre a superfície periférica interna de molde e o tarugo em uma região total de uma porção superior até uma porção inferior do molde durante o lingotamento contínuo. Além disso, no molde proposto na publicação de pedido do modelo de utilidade japonês número 59(1984)- 165749 mencionado acima, existe um problema no pedido de patente, em- bora teoricamente seja possível que o bom contato seja mantido entre a su- perfície periférica interna de molde e o tarugo na região total da porção su- perior até a porção inferior do molde durante o lingotamento contínuo. Ou seja, uma quantidade de contração por solidificação do tarugo é difícil de ser medida, e é necessário alterar o molde de acordo com cada grau de aço, devido ao fato de a quantidade de contração por solidificação ser alterada quando uma composição química de aço a ser lingotado é alterada e, ade- mais, uma quantidade de contração da direção de lingotamento é alterada quando uma velocidade de lingotamento é alterada. Consequentemente, tais moldes propostos não podem ser usados em uma operação comercial. O requerente propôs um molde na patente japonesa número 3022211, no qual o contato uniforme é obtido entre a superfície periférica interna de molde e o tarugo para realizar o resfriamento uniforme no lingo- tamento contínuo do tarugo redondo. O molde a partir da borda superior até a borda inferior é dividido em pelo menos três regiões ao longo da direção de lingotamento, e o diâmetro interno do molde é gradualmente reduzido a partir da borda superior em direção à borda inferior ao definir uma taxa de alteração no diâmetro interno de molde por comprimento de unidade ao lon- go da direção de lingotamento em cada região.

Descrição da Invenção Entretanto, no molde proposto na patente japonesa número 3022211 mencionada acima, embora a transferência de calor entre a super- fície periférica interna de molde e o tarugo possa ser homogeneizada duran- te o lingotamento contínuo, uma condição na qual o efeito esperado é obtido, é restrita. Por exemplo, existe um problema em que o lingotamento não pode ser realizado para lingotar o aço que tem quantidade de contração por solidi- ficação diferente ou um problema na alteração da velocidade de lingotamen- to. Particularmente, o problema torna-se proeminente no caso onde a super- fície periférica interna do molde é longitudinalmente curvada (daqui por dian- te, "curvo" geralmente é usada para "longitudinalmente curvo") de acordo com o formato do tarugo similar ao molde de lingotamento contínuo que é usado para lingotar continuamente o tarugo redondo com o aparelho de lin- gotamento contínuo tipo curvo.

Em vista do que foi anteriormente mencionado, um objetivo da presente invenção é proporcionar um molde de lingotamento contínuo que possa realizar de maneira estável o lingotamento contínuo do lingotamento do tarugo redondo livre de defeito e um processo de lingotamento contínuo no qual o molde de lingotamento contínuo é usado quando o tarugo redondo é continuamente lingotado com o aparelho de lingotamento contínuo tipo curvo. A fim de atingir o objetivo, a presente invenção proporciona um molde para lingotar continuamente um tarugo redondo com um aparelho de lingotamento contínuo tipo curvo, sendo que o molde tem um diâmetro inter- no D0 (m) em uma borda inferior do mesmo, e uma superfície de curvatura longitudinal externa (daqui por diante, a "curvatura" é geralmente usada para designar a "curvatura longitudinal") tem um raio de curvatura R0 (m) na bor- da inferior do molde, e ao mesmo tempo o molde de lingotamento contínuo de tarugo redondo caracterizado pelo fato de que, quando uma taxa de alte- ração Tp (%/m) no diâmetro interno de molde por comprimento de unidade ao longo de uma direção de lingotamento é expressa pela Fórmula 1, e quando uma taxa de alteração Rp (%/m) no raio de curvatura de um lado de curvatura externa por comprimento de unidade ao longo da direção de lingo- tamento é expressa pela Fórmula 2, a taxa de alteração Tp no diâmetro in- terno de molde e a taxa de alteração Rp no raio de curvatura satisfazem uma relação expressa pela Fórmula 3; Fórmula 1 Tp=( 1 /D0)x(dD/dx)x 100 (%/m) em que D é um diâmetro interno de molde em uma distância x longe de uma borda superior de uma superfície de molde resfriada, Fórmula 2 Rp=(1/R0)x(dR/dx)x100 (%/m) em que R é um raio de curvatura de um lado de curvatura externa em uma distância x longe de uma borda superior de uma superfície de molde resfria- da, e Fórmula 3 Rp=(Tp/2)x(D0/R0).

Na configuração da presente invenção, devido ao fato de uma linha central da superfície periférica interna do molde ser alinhada com uma linha central do tarugo na lingotamento contínuo do tarugo redondo, uma força inclinada não é exercida no tarugo a partir do molde e uma força regu- lar é exercida ao longo de toda a circunferência, e o contato bom e uniforme entre o tarugo e a superfície periférica interna de molde pode ser obtido ao longo de toda a circunferência.

No molde de lingotamento contínuo de tarugo redondo, de acor- do com a presente invenção, o molde é dividido, de preferência, em três re- giões ao longo da direção de lingotamento, a taxa de alteração Tp no diâme- tro interno de molde varia de 12 a 16 %/m em uma primeira região, sendo que a primeira região é alocada a partir de uma borda superior de uma su- perfície de molde resfriada até uma zona de 50 a 100 mm, sendo que a su- perfície de molde resfriada é a lateral em que o aço líquido é vertido, sendo que a zona de 50 a 100 mm fica entre as posições de 50 mm e 100 mm lon- ge da borda de molde superior, a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde varia continuamente de 12 a 16 %/m a 0,8 a 1,4 %/m em uma se- gunda região, sendo que a segunda região segue de maneira sucessiva a primeira região e é alocada a partir da dita zona de 50 a 100 mm até uma zona de 250 a 300 mm, sendo que a zona de 250 a 300 mm fica entre as posições de 250 mm e 300 mm longe da borda de molde superior, e a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde varia de 0,8 a 1,4 %/m em uma terceira região, sendo que a terceira região segue de maneira sucessi- va a segunda região e é alocada a partir da dita zona de 250 a 300 mm até a borda inferior do molde.

No molde de lingotamento contínuo de tarugo redondo, de acor- do com a presente invenção, a taxa de alteração Rp no raio de curvatura varia de 6x(D0/Ro) a 8x(D0/Ro) (%/m) em uma primeira região, sendo que a primeira região se encontra a partir da borda superior da superfície de molde resfriada até a zona de 50 a 100 mm, sendo que a superfície de molde res- friada é a lateral na qual o aço lingotado é vertido, sendo que a zona de 50 a 100 mm fica entre as posições de 50 mm e 100 mm longe da borda de mol- de superior, a taxa de alteração Rp no raio de curvatura varia continuamente de 6x(D0/Ro)-8x(D0/Ro) (%/m) a 0,4x(D0/Ro)-0,7x(D0/Ro) (%/m) em uma se- gunda região, sendo que a segunda região segue de maneira sucessiva a primeira região e é alocada a partir da dita zona de 50 a 100 mm até uma zona de 250 a 300 mm, sendo que a zona de 250 a 300 mm fica entre as posições de 250 mm e 300 mm longe da borda de molde superior, e a taxa de alteração Rp no raio de curvatura varia de 0,4x(D0/Ro) a 0,7x(D0/Ro) (%/m) em uma terceira região, sendo que a terceira região segue de maneira sucessiva a segunda região e se encontra a partir da dita zona de 250 a 300 mm até a borda de molde inferior, de preferência.

Ademais, a fim de atingir o objetivo mencionado acima, um pro- cesso de lingotamento contínuo de tarugo redondo no qual o molde de lingo- tamento contínuo de tarugo redondo é usado, processo de lingotamento con- tínuo tarugo redondo é caracterizado pelo fato de que o lingotamento contí- nuo é realizado enquanto um pó de molde é alimentado sobre uma superfí- cie do aço lingotado vertido no molde de lingotamento contínuo, sendo que o pó de molde tem uma viscosidade de 0,1 a 1,0 Pa s a 1573K, um temperatu- ra de solidificação não menor que 1273K e uma razão de % em massa de 1,0 a 1,4 em termos de ((CaO+CaF2x0,718)/SiO2), um conteúdo de Na de não mais que 5,0 % em massa em Na20 equivalente, uma concentração F de não mais que 7,0 % em massa, um conteúdo de Mg de 5 a 13 % em massa em MgO equivalente, e um conteúdo de Al de 6 a 18 % em massa em AI2O3 equivalente.

De acordo com o molde de lingotamento contínuo de tarugo re- dondo da invenção e 0 processo de lingotamento contínuo da presente in- venção no qual 0 molde é usado, na lingotamento contínuo com o aparelho de lingotamento contínuo tipo curvo, o contato bom e uniforme entre o tarugo e a superfície periférica interna de molde é obtido ao longo de toda a circun- ferência devido ao fato de a força ser regularmente exercida em toda a cir- cunferência do tarugo. Como um resultado, 0 lingotamento do tarugo redon- do de alta qualidade livre de defeito pode ser produzida de maneira estável.

Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 é uma seção transversal vertical que mostra um for- mato de estrutura de configuração de um molde de lingotamento contínuo de tarugo redondo convencional; a figura 2 é uma seção transversal vertical que mostra um forma- to de estrutura de configuração de um molde de lingotamento contínuo de tarugo redondo, de acordo com a presente invenção; a figura 3 é uma seção transversal vertical para explicar um e- xemplo do molde de lingotamento contínuo de tarugo redondo específico da invenção; a figura 4 é um diagrama que mostra uma faixa de variação de uma temperatura superficial de cobre de molde para cada condição de lingo- tamento na modalidade; e a figura 5 é um diagrama que mostra um índice de trincamento longitudinal para cada condição de lingotamento na modalidade.

Melhor Modo para Realizar a Invenção Os inventores estudaram em detalhes os problemas envolvidos no molde convencional usado no aparelho de lingotamento contínuo tipo curvo, e os inventores concluíram a invenção ao prestarem atenção no raio de curvatura do molde, cuja atenção não tem sido dada devido a um padrão de projeto. A figura 1 é uma seção transversal vertical que mostra um for- mato de estrutura de configuração de um molde de lingotamento contínuo de tarugo redondo convencional. Conforme mostrado na figura 1, um molde convencional 101 usado no aparelho de lingotamento contínuo tipo curvo tem um raio de curvatura longitudinal constante Ro de uma linha de referên- cia 101c ao longo do lado de curvatura longitudinal externa na superfície pe- riférica interna. O raio de curvatura Ro é substancialmente combinado com o raio de curvatura do lado de curvatura externa de um tarugo 11 retirado do molde 101. Um diâmetro interno de molde D0 em sua borda inferior 101b é determinado de acordo com cada diâmetro do tarugo 11.

Como nos moldes propostos na publicação do pedido de modelo de utilidade japonês número 59(1984)-165748, publicação do pedido de mo- delo de utilidade japonês número 59(1984)-165749 e patente japonesa nú- mero 3022211, em uma superfície periférica interna do molde 101, o diâme- tro interno do molde 101 é encolhido a partir de uma borda superior 101a em direção à borda inferior 101b, ou seja, a superfície periférica interna é afuni- lada em uma direção longitudinal, de modo que o diâmetro interno seja am- pliado a partir da borda inferior 101b em direção à borda superior 101a. Nes- te ponto, na superfície periférica interna do molde 101, devido ao fato de o lado de curvatura externa ser restringido pelo raio de curvatura constante R0, a ampliação do diâmetro interno é criada pelo lado de curvatura interna. Por- tanto, uma linha central MC, que representa um gráfico de centros do molde 101 dos diâmetros internos nas elevações que variam da borda inferior 101b até a borda superior 101a, desvia de uma linha central BC que representa uma linha central do tarugo no lado de curvatura interna em direção à borda superior 101a do molde 101, embora combine com a linha central BC na borda inferior 101b.

Quando o tarugo redondo 11 é continuamente lingotado com o molde 101, uma força de inclinação sempre é exercida no tarugo 11 a partir do lado de curvatura interna em direção ao lado de curvatura externa. Por- tanto, no molde convencional 101, o tarugo entra em contato irregular com a superfície periférica interna do molde 101 em toda a circunferência, que re- sulta em um problema em que o tarugo 11 é deformado. Por exemplo, no caso onde o aço que tem uma quantidade de contração por solidificação di- ferente é lingotado ou no caso onde uma velocidade de lingotamento é alte- rada durante o lingotamento, o problema é muito provavelmente causado devido ao fato de a força de inclinação exercida no tarugo ser alterada. A fim de solucionar o problema, no molde de lingotamento contí- nuo da presente invenção, não apenas a taxa de alteração no diâmetro in- terno de molde é definida, mas, também, a taxa de alteração no raio de cur- vatura do molde e a relação entre as taxas de alterações são definidas.

Ou seja, um molde de acordo com a presente invenção é usado para lingotar continuamente um tarugo redondo com um aparelho de lingo- tamento contínuo tipo curvo, supondo que D0 (m) é um diâmetro interno de molde em uma borda inferior do molde e Ro (m) é um raio de curvatura de um lado de curvatura externa na borda inferior do molde, quando uma taxa de alteração Tp (%/m) no diâmetro interno de molde por comprimento de unidade ao longo de uma direção de lingotamento é expressa pela Fórmula 1, e quando uma taxa de alteração Rp (%/m) no raio de curvatura de um la- do de curvatura externa por comprimento de unidade ao longo da direção de lingotamento é expressa pela fórmula 2, a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde e a taxa de alteração Rp no raio de curvatura satisfazem uma relação expressa pela fórmula 3; Fórmula 1 Tp=(1/D0)x(dD/dx)x100 (%/m) em que D é um diâmetro interno de molde em uma distância x longe de uma borda superior de uma superfície de molde resfriada, Fórmula 2 Rp=(1/Ro)x(dR/dx)x100 (%/m) em que R é um raio de curvatura de um lado de curvatura exter- na em uma distância x longe de uma borda superior de uma superfície de molde resfriada, e Fórmula 3 Rp=(Tp/2)x(D0/Ro) A figura 2 é uma seção transversal vertical que mostra um for- mato de estrutura de configuração de um molde de lingotamento contínuo de tarugo redondo, de acordo com a presente invenção. Conforme mostrado na figura 2, em um molde 1, de acordo com a invenção, usado no aparelho de lingotamento contínuo tipo curvo, supõe-se que D0 é o diâmetro interno em uma borda inferior 1 b do molde 1 e R0 é o raio de curvatura de uma linha de referência 1c ao longo do lado de curvatura externa na superfície periférica interna na borda inferior 1b do molde 1. O diâmetro interno de molde D0 na borda inferior 1b do molde é determinado de acordo com cada diâmetro do tarugo 11a ser lingotado. O raio de curvatura Ro na borda inferior 1b do molde 1 é substancialmente combinado com o raio de curvatura do lado de curvatura externa do tarugo 11 retirado do molde 1, que pertence inerente- mente ao aparelho de lingotamento contínuo tipo curvo aplicado. A superfície periférica interna do molde 1 tem um formato longi- tudinal afunilado, de modo que o diâmetro interno do mesmo seja gradual- mente aumentado a partir da borda inferior 1b em direção à borda superior 1a. Nesse ponto, supondo que D é um diâmetro interno de molde em uma distância x da borda superior 1a da superfície de molde resfriada, a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde pode ser expressa pela Fórmula 1. De maneira similar, supondo que em uma distância x da borda superior 1a da superfície de molde resfriada, R é um raio de curvatura da linha de refe- rência 1c ao longo do lado de curvatura externa, a taxa de alteração Rp no raio de curvatura nesta posição pode ser expressa pela Fórmula 2. E o diâ- metro interno de molde D e o raio de curvatura R são ajustados na distância x longe da borda superior 1a da superfície de molde resfriada, de modo que nessa posição, a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde e a taxa de alteração Rp no raio de curvatura satisfaçam a Fórmula 3.

Quando o diâmetro interno de molde D e o raio de curvatura R são ajustados de acordo com a definição da Fórmula 3, o diâmetro interno é gradualmente aumentado a partir da borda inferior 1 b em direção à borda superior 1a na superfície periférica interna do molde 1, enquanto o aumento no diâmetro interno distribuído de maneira regular no lado de curvatura ex- terna e no lado de curvatura interna. Ou seja, uma linha central MC que re- presenta um gráfico de centros de diâmetro interno em elevações que vari- am a partir da borda inferior 1b e a borda superior 1a é combinada com uma linha central BC do tarugo redondo 11 ao longo da região total a partir da borda inferior 1b até a borda superior 1a do molde 1. A razão pela qual tal situação é definida se encontra na fórmula 3 a seguir. A fim de combinar a linha central MC do molde superfície periféri- ca interna com a linha central BC do tarugo, é necessário que o aumento no diâmetro interno do molde 1 seja regularmente distribuído no lado de curva- tura externa e no lado de curvatura interna enquanto se centraliza ao redor da linha central BC do tarugo 11. Portanto, é necessário que metade (1/2) da taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde seja atribuída ao raio de curvatura R do lado de curvatura externa na distância x longe da borda su- perior 1a do molde superfície. Isso permite que o raio de curvatura R do lado de curvatura externa seja expresso pela fórmula 4 a seguir, com base na taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde: Fórmula 4 R=Ro+Dox(T p/2).

De maneira similar, o raio de curvatura R do lado de curvatura externa pode ser expresso pela fórmula 5 a seguir, com base na taxa de al- teração Rp no raio de curvatura: Fórmula 5 R=Ro+RoxRp· A fórmula 3 pode ser derivada da relação entre as fórmulas 4 e 5. Portanto, quando a relação expressa pela fórmula 3 é satisfeita, a linha central MC do molde superfície periférica interna é combinada com a linha central BC do tarugo 11.

De acordo com o molde de lingotamento contínuo da presente invenção, na realização da lingotamento contínuo do tarugo redondo com o molde, devido ao fato de a linha central da superfície periférica interna de molde ser combinada com a linha central do tarugo, o molde não exerce a força inclinada no tarugo, e a força regular é exercida em toda a circunferên- cia do tarugo. Portanto, o contato bom e uniforme entre o tarugo e a superfí- cie periférica interna de molde é obtido ao longo de toda a circunferência, que permite que o tarugo redondo de alta qualidade seja obtido de maneira estável. O mesmo é verdade para o caso no qual o aço que tem a quantida- de de contração por solidificação diferente é lingotado ou no caso em que a velocidade de lingotamento é alterada durante o lingotamento.

Então, um exemplo preferido do molde de lingotamento contínuo da presente invenção será descrito a seguir.

No exemplo específico, o molde de lingotamento contínuo é divi- dido em três regiões ao longo da direção de lingotamento, a taxa de altera- ção Tp no diâmetro interno de molde varia de 12 a 16 %/m em uma primeira região, sendo que a primeira região é alocada a partir de uma borda superior de uma superfície de molde resfriada até uma zona de 50 a 100 mm, sendo que a superfície de molde é o lado em que o aço lingotado é vertido, sendo que a zona de 50 a 100 mm fica entre as posições de 50 mm e 100 mm lon- ge da borda de molde superior, a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde varia continuamente de 12 a 16 %/m a 0,8 a 1,4 %/m em uma se- gunda região, sendo que a segunda região segue de maneira sucessiva a primeira região e é alocada a partir da dita zona de 50 a 100 mm até uma zona de 250 a 300 mm, sendo que a zona de 250 a 300 mm fica entre as posições de 250 mm e 300 mm longe da borda de molde superior, e a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde varia de 0,8 a 1,4 %/m em uma terceira região, sendo que a terceira região segue de maneira sucessi- va a segunda região e se encontra a partir da dita zona de 250 a 300 mm até a borda inferior do molde. Nesse ponto, a taxa de alteração Rp no raio de curvatura é determinada, a fim de satisfazer a relação da Fórmula 3 com base na taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde.

Em outras palavras, a taxa de alteração Rp no raio de curvatura varia de 6x(Do/Ro) a 8x(D0/Ro) (%/m) em uma primeira região, sendo que a primeira região é alocada a partir de uma borda superior de uma superfície de molde resfriada até uma zona de 50 a 100 mm, a superfície de molde é o lado no qual o aço lingotado é vertido, sendo que a zona de 50 a 100 mm fica entre as posições de 50 mm e 100 mm longe da borda de molde superi- or, a taxa de alteração Rp no raio de curvatura varia continuamente de 6x(Do/R0)-8x(Do/Ro) (%/m) a 0,4x(Do/Ro)-0,7x(Do/Ro) (%/m) em uma segun- da região, sendo que a segunda região segue de maneira sucessiva a pri- meira região e se encontra a partir da dita zona de 50 a 100 mm até uma zona de 250 a 300 mm, sendo que zona de 250 a 300 mm fica entre as po- sições de 250 mm e 300 mm longe da borda de molde superior, e a taxa de alteração Rp no raio de curvatura varia de 0,4x(D0/Ro) a 0,7x(D0/Ro) (%/m) em uma terceira região, sendo que a terceira região segue de maneira su- cessiva a segunda região e se encontra a partir da dita zona de 250 a 300 mm até a borda inferior do molde. Neste ponto, a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde é determinada, a fim de satisfazer a relação da Fórmula 3 com base na taxa de alteração Rp no raio de curvatura. A figura 3 é uma seção transversal vertical para explicar um e- xemplo específico do molde de lingotamento contínuo de tarugo redondo da invenção. Por uma questão de conveniência, a superfície afunilada periférica interna do molde é constante e o estado curvo não é mostrado na figura 3.

Conforme mostrado na figura 3, o molde 1 da presente invenção na borda inferior 1b a partir da borda superior 1a de um lado de superfície de molde resfriada onde o aço lingotado 10 é vertido é dividido em três regiões Al, A2 e A3 ao longo da direção de lingotamento. Um limite entre a primeira região A1 e a segunda região A2 se situa em uma zona que varia de 50 a 100 mm a partir da borda superior 1a do lado de superfície de molde resfria- da, e um limite entre a segunda região A2 e a terceira região A3 se situa em uma zona que varia de 250 a 300 mm a partir da borda superior 1a da super- fície de molde resfriada. A taxa de alteração Tp no diâmetro interno de mol- de é ajustada em 12 a 16 %/m na primeira região A1, a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde é continuamente variada a partir de 12 a 16 %/m a 0,8 a 1,4 %/m na segunda região A2 que segue de maneira sucessiva a primeira região A1, e a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde do molde é ajustada em 0,8 a 1,4 %/m na terceira região A3 que segue de maneira sucessiva a segunda região A2. Durante o lingotamento contínuo, pós de molde 12 são alimentados sobre a superfície do aço lingotado 10 no molde 1. A razão pela qual a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde é ajustada na faixa de 12 a 16 %/m na primeira região que é alocada a partir da borda de molde superior até a zona de 50 a 100 mm consiste no fato de que a primeira região é usada para obter de maneira eficaz o contato uniforme entre a superfície periférica interna de molde e o tarugo. Ou seja, quando a primeira região é mais curta que 50 mm, a contração do molde se torna menor que a contração do envoltório solidificado, que faz com que o contato não uniforme gere o trincamento longitudinal. Por outro lado, quando a primeira região é maior que 100 mm, a contração do molde se torna ex- cessivamente grande para gerar restrição devido à captura entre o molde e o tarugo. A restrição é gerada quando a taxa de alteração Tp no diâmetro in- terno de molde é excessivamente maior que um valor especificado, e o trin- camento longitudinal é gerado quando a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde do molde é excessivamente menor que o valor especifica- do. A razão pela qual a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde é continuamente variada a partir de 12 a 16 %/m a 0,8 a 1,4 %/m na segunda região que é alocada próxima à primeira região e a partir da dita zona de 50 a 100 mm até a zona de 250 a 300 mm, consiste no fato de que quando a segunda região é mais curta que a faixa determinada pelo ponto de referência de 250 mm, a contração do molde torna-se menor que o con- tração do envoltório solidificado, que faz com que o contato não uniforme gere o trincamento longitudinal. Por outro lado, quando a segunda região é maior que a faixa determinada pelo ponto de referência de 300 mm, a con- tração do molde torna-se excessivamente grande para gerar restrição devido à captura entre o molde e o tarugo. A restrição relacionada à captura é gera- da quando a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde é excessi- vamente maior que o valor especificado, e o trincamento longitudinal é gera- do quando a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde é excessi- vamente menor que o valor especificado. Ademais, na terceira região entre a extremidade da segunda região e da borda de molde inferior, a taxa de alte- ração Tp no diâmetro interno de molde é ajustada na faixa de 0,8 a 1,4 %/m pela mesma razão. O uso do molde de lingotamento contínuo do exemplo específico pode obter o melhor contato entre o tarugo e a superfície periférica interna de molde para obter o tarugo redondo de alta qualidade. Quanto ao pó de molde que constitui um meio de transferência de calor entre a superfície pe- riférica interna de molde e o tarugo, um material que tem as seguintes pro- priedades físicas e a composição é usada no molde da presente invenção, que permite que o tarugo redondo de qualidade mais alta seja obtido compa- rado com o uso do pó de molde convencional. O pó de molde que tem as seguintes propriedades físicas e a composição podem ser usados no molde de lingotamento contínuo de tarugo redondo da invenção. Ou seja, uma viscosidade de 0,1 a 1,0 Pas a 1573K, uma temperatura de solidificação não menor que 1273K, e uma razão de % em massa de 1,0 a 1,4 em termos de ((CaO+CaF2x0,718)/SiO2), um conteú- do de Na de não mais que 5,0 % em massa em Na20 equivalente, uma con- centração F de não mais que 7,0 % em massa, um conteúdo de Mg de 5 a 13 % em massa em MgO equivalente, e um conteúdo de Al contendo de 6 a 18 % em massa em Al203 equivalente. A tabela 1 mostra as propriedades físicas e a composição do pó de molde. (Nota) *Temperatura de solidificação expressa uma temperatura na qual a viscosidade se eleva rapidamente na mediação de viscosidade. *Devido ao fato de uma concentração catiônica geralmente ser determinada em um valor de análise química, o conteúdo é definido ao con- verter o valor de análise química em uma concentração em óxido equivalen- te. *Para CaO, o valor é expresso ao converter uma concentração de Ca em uma concentração de CaO.

No pó de molde, quando a viscosidade a 1573K é menor que 0,1 (PaS), o pó é vertido de maneira não uniforme entre a superfície periférica interna de molde e o tarugo, e o calor é dissipado de maneira não uniforme.

Isto faz com que uma geração do trincamento longitudinal ou restrição rela- cionada à captura e/ou defeito ao migrar o pó para dentro do aço lingotado.

Por outro lado, quando a viscosidade é maior que 1,0 Pa s, a ausência do fluxo de entrada do pó entre a superfície periférica interna de molde e o ta- rugo causa a geração da restrição relacionada à captura.

Quando a temperatura de solidificação é menor que 1273K, uma fase líquida do pó é aumentada entre a superfície periférica interna de molde e o tarugo, e o resfriamento é excessivamente proporcionado. Portanto, o tarugo é distorcido por um estresse térmico para gerar o trincamento longitu- dinal.

Quando a razão de % em massa em termos de ((CaO+CaF2x0,718)/SiO2) é menor que 1,0, o Si02 no pó oxida Mn no aço lingotado para alterar a composição, e o defeito é gerado na superfície de tarugo. E quando o conteúdo de Mg em MgO equivalente é menor que 5 % em massa, devido ao fato de a cristalização não estar estabilizada, o resfri- amento é excessivamente proporcionado para gerar o trincamento longitudi- nal. Por outro lado, quando a razão de % em massa em termos de ((CaO+CaF2x0,718)/SiO2) é maior que 1,4, ou quando o conteúdo de Mg em MgO equivalente é maior que 13 % em massa, a película de pó é excessi- vamente encolhida, e o bom contato é perturbado entre o tarugo e a superfí- cie periférica interna de molde para gerar o trincamento longitudinal, ou o pó não é lingotado porque a temperatura de solidificação se torna excessiva- mente alta.

Quando o conteúdo de Na em Na20 equivalente é maior que 5,0 % em massa, ou quando a concentração F é maior que 7,0 % em massa, um comportamento de fusão do pó se torna defeituoso para gerar um defeito de armadilha, etc.

Quando o conteúdo de Al em AI2O3 equivalente é menor que 6 % em massa, a composição do cristal é alterada durante o lingotamento pa- ra proporcionar 0 resfriamento de maneira não uniforme. Por outro lado, quando 0 conteúdo de Al em AI2O3 equivalente é maior que 18 % em massa, o pó dificilmente flui entre o tarugo e a superfície periférica interna de molde porque a temperatura de solidificação se torna excessivamente alta.

Consequentemente, o tarugo redondo que tem a melhor quali- dade pode ser produzido, quando o lingotamento contínuo é realizado, en- quanto o pó de molde que tem as propriedades físicas e a composição defi- nidas, conforme descrito acima, é alimentado sobre a superfície do aço lin- gotado no molde da presente invenção.

Exemplos Testes foram realizados com um aparelho de lingotamento con- tínuo tipo curvo que tem um dispositivo de alinhamento em um ponto a fim de confirmar os efeitos do molde da presente invenção e do processo de lingotamento contínuo no qual o molde foi usado. O aparelho de lingotamen- to contínuo tipo curvo que tem um dispositivo de alinhamento em um ponto tem o raio de curvatura (R0) de 10 m. Os aços que têm C que varia de 0,06 a 0,35 % em massa e Mn que varia de 0,8 a 1,8 % em massa foram usados no teste da modalidade. Embora nem sempre seja necessário conter Cr, o Cr é ajustado em menos de 3 % em massa quando Cr está contido. Os testes de lingotamento foram realizados em três graus de aço A, B e C mostrados na Tabela 2. (Nota)mostra que o elemento não está contido.

Na modalidade, o aço lingotado foi vertido nos moldes M1 a M20 (que têm o diâmetro interno (Do) de 225 mm na borda inferior do molde e o comprimento de 900 mm) mostrado na tabela 3, o pó de molde P1 a P11 mostrado na tabela 4 foi alimentado sobre a superfície do aço lingotado, e o lingotamento contínuo foi realizada em uma velocidade de lingotamento de 2,0 m/min. A tabela 5 mostra as condições de lingotamento A a AF que são uma combinação dos graus de aço A a C, dos moldes M1 a M20 e do pó P1 a P11 na modalidade. O resultado de teste foi avaliado por uma faixa de variação na temperatura superficial de cobre de molde que representa como é o contato entre a superfície periférica interna de molde e o tarugo, um índice de trin- camento longitudinal e a presença ou ausência de um acidente de retirada inválido. A figura 4 é um diagrama que mostra uma faixa de variação de uma temperatura superficial de cobre de molde para cada condição de lingo- tamento na modalidade. A faixa de variação de temperatura de molde da figura 4 mostra um valor efetivo (média de integração numérica) da variação de temperatura de um termopar disposto 150 mm longe da borda superior do molde superfície. O termopar foi disposto 15 mm no interior da superfície de cobre. A figura 5 é um diagrama que mostra um índice de trincamento longitudinal para cada condição de lingotamento na modalidade. O índice de trincamento longitudinal na figura 5 consiste em um comprimento de trinca- mento por comprimento de unidade do tarugo. À medida que se torna claro a partir das figuras 4 e 5, para as condições de lingotamento I a Q, U, V e AA a AF do exemplo inventivo, a variação na temperatura superficial de cobre de molde reduz bem em uma faixa tolerável não causando nenhum problema, e o craqueamento longitudi- nal dificilmente foi gerado. De maneira adicional, um rompimento ou um a- larme de restrição relacionado à captura não foi causado.

De modo contrário, para as condições de lingotamento A, C, E, F, RaTeWaZdo exemplo comparativo, a temperatura superficial de co- bre de molde exibiu uma grande variação a qual é de um problema na ope- ração comercial e o grande trincamento longitudinal foi gerado. Entre outros, os pós P4, P5, P6 e P7 que eram os exemplos comparativos usados nas condições de lingotamento W, X, Y e Z, e o pó de molde impróprio geraram a grande variação na temperatura superficial de cobre. Para as condições de lingotamento R, S, e T nas quais os moldes M18, M19 e M20, à medida que são exemplos comparativos foram usados e, embora a taxa de alteração no diâmetro interno de molde estivesse na faixa apropriada, a taxa de alteração no raio de curvatura do aparelho de lingotamento estava fora da faixa apro- priada. Portanto, o contato uniforme não foi mantido entre o tarugo e a su- perfície periférica interna de molde.

Para as condições de lingotamento B, D, G e H, à medida que são exemplos comparativos, embora a temperatura superficial de cobre exi- ba a pequena variação, os moldes M1, M4, M7 e M8, à medida que são e- xemplos comparativos, foram usados. Portanto, o acidente de retirada inváli- do ocorreu porque a taxa de alteração no diâmetro interno de molde estava fora da faixa apropriada.

Aplicabilidade Industrial De acordo com o molde de lingotamento contínuo de tarugo re- dondo da presente invenção e o processo de lingotamento contínuo no qual o dito molde é usado, no lingotamento contínuo do tarugo redondo com o aparelho de lingotamento contínuo tipo curvo, a força regular é exercida em toda a circunferência do tarugo, e o contato bom e uniforme entre o tarugo e a superfície periférica interna de molde é obtido ao longo de toda a circunfe- rência, de modo que o lingotamento do tarugo redondo de alta qualidade livre de defeito possa ser produzido de maneira estável. Consequentemente, a presente invenção é extremamente útil no molde de lingotamento contínuo e o processo de lingotamento contínuo no qual o tarugo redondo de alta qua- lidade pode ser produzido com o aparelho de lingotamento contínuo tipo cur- vo.

Claims (5)

1. Molde para lingotar continuamente um tarugo redondo com um aparelho de lingotamento contínuo tipo curvo, no qual o molde tem um diâmetro interno D0 (m) em uma borda inferior do mesmo, e um lado de cur- vatura externa do mesmo é configurado para ter um raio de curvatura Ro (m) na borda inferior do mesmo, sendo que o molde é caracterizado pelo fato de que: supondo que uma taxa de alteração Tp (%/m) no diâmetro inter- no de molde por comprimento de unidade ao longo de uma direção de lingo- tamento é expressa pela Fórmula 1, e uma taxa de alteração Rp (%/m) no raio de curvatura de um lado de curvatura externa por comprimento de uni- dade ao longo da direção de lingotamento é expressa pela Fórmula 2, a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde e a taxa de alteração Rp no raio de curvatura satisfazem uma relação expressa pela Fórmula 3; Fórmula 1 Tp=( 1 /D0)x(dD/dx)x 100 (%/m), em que D é um diâmetro interno de molde em uma distância x longe de uma borda superior de uma superfície de molde resfriada, Fórmula 2 Rp=( 1 /R0)x(dR/dx)x 100 (%/m), em que R é um raio de curvatura de um lado de curvatura exter- na em uma distância x longe de uma borda superior de uma superfície de molde resfriada, e Fórmula 3 Rp=(Tp/2)x(D0/R0).

2. Molde de lingotamento contínuo de tarugo redondo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o molde é dividido em três regiões ao longo de uma direção de lingotamento, a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde varia de 12 a 16 %/m em um primeira regi- ão, sendo que a primeira região é alocada a partir de uma borda superior de uma superfície de molde resfriada até uma zona de 50 a 100 mm, sendo que a superfície de molde resfriada é o lado no qual o aço lingotado é vertido, sendo que a zona de 50 a 100 mm fica entre as posições de 50 mm e 100 mm longe da borda de molde superior, a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde varia continuamente de 12 a 16 %/m a 0,8 a 1,4 %/m em uma segunda região, sendo que a segunda região segue de maneira suces- siva a primeira região e é alocada a partir da dita zona de 50 a 100 mm até uma zona de 250 a 300 mm, sendo que a zona de 250 a 300 mm fica entre as posições de 250 mm e 300 mm longe da borda de molde superior, e a taxa de alteração Tp no diâmetro interno de molde varia de 0,8 a 1,4 %/m em uma terceira região, a terceira região segue de maneira sucessiva a se- gunda região e é alocada a partir da dita zona de 250 a 300 mm até a borda de molde inferior.

3. Molde de lingotamento continuo de tarugo redondo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o molde é dividido em três regiões ao longo da direção de lingotamento, a taxa de alteração Rp no raio de curvatura varia de 6x(D0/R0) a 8x(D0/Ro) (%/m) em uma primeira re- gião, sendo que a primeira região é alocada a partir de uma borda superior de uma superfície de molde resfriada até uma zona de 50 a 100 mm, sendo que a superfície de molde resfriada é o lado no qual o aço lingotado é verti- do, sendo que a zona de 50 a 100 mm fica entre as posições de 50 mm e 100 mm longe da borda de molde superior, a taxa de alteração Rp no raio de curvatura varia continuamente de 6x(D0/Ro)-8x(D0/Ro) (%/m) a 0,4x(D0/Ro)- 0,7x(D0/R0) (%/m) em uma segunda região, sendo que a segunda região segue de maneira sucessiva a primeira região e é alocada a partir da dita zona de 50 a 100 mm até uma zona de 250 a 300 mm, sendo que a zona de 250 a 300 mm fica entre as posições de 250 mm e 300 mm longe da borda de molde superior, e a taxa de alteração Rp no raio de curvatura varia de 0,4x(D0/Ro) a 0,7x(Do/R0) (%/m) em uma terceira região, a terceira região segue de maneira sucessiva a segunda região e é alocada a partir da dita zona de 250 a 300 mm até a borda de molde inferior.

4.

Processo de lingotamento contínuo de tarugo redondo, no qual o molde de lingotamento contínuo de tarugo redondo, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, é usado, caracterizado pelo fato de que o lingotamento contínuo é realizada enquanto um pó de molde é alimen- tado sobre uma superfície do aço lingotado vertido no molde de lingotamento contínuo, sendo que o pó de molde tem uma viscosidade de 0,1 a 1,0 Pa s a 1573K, uma temperatura de solidificação não menor que 1273K e uma razão de % em massa de 1,0 a 1,4 em termos de ((CaO+CaF2x0,718)/SiO2), um conteúdo de Na de não mais que 5,0 % em massa em Na20 equivalente, uma concentração F de não mais que 7,0 % em massa, um conteúdo de Mg de 5 a 13 % em massa em MgO equivalente e um conteúdo de Al de 6 a 18 % em massa em Al203 equivalente.