BRPI0924937B1 - Method of continuous casting, laterally narrow molding plate, and mold for continuous casting - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO, PLACA DE MOLDE LATERALMENTE ESTREITA, E MOLDE PARA LINGOTAMENTO CONTÍNUO".

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um método de lingotamen-to contínuo para moldar continuamente metal derretido e a um molde para lingotamento contínuo.

TÉCNICA ANTERIOR

[002] Quando metal derretido é derramado em um molde na lingotamento contínuo de aço ou outro metal derretido, a parte do metal derretido em contato com o molde solidifica-se para formar uma casca solidificada que é extraída na parte de baixo do molde para o interior de uma zona de resfriamento secundária abaixo do molde onde a solidificação prossegue para formar finalmente uma placa com um molde contínuo. Os lados do molde que fazem contato com o metal derretido são formados de placas de cobre resfriadas com água. Uma máquina para lingotamento contínuo para moldar placa tem duas placas de molde lateralmente largas e duas placas de molde lateralmente estreitas, a largura das placas de molde lateralmente estreitas sendo substancialmente igual à espessura da placa moldada, e o molde para lingotamento contínuo sendo formado montando-se as duas placas de molde lateralmente largas de forma a imprensar as duas placas de molde lateralmente estreitas.

[003] No processo de mover a casca solidificada para baixo enquanto prossegue a solidificação da casca solidificada no interior do molde, a casca solidificada se solidifica progressivamente ao mesmo tempo em que também passa por contração de solidificação. Portanto, a casca solidificada que começa a se solidificar na posição de menisco do metal derretido no molde se torna contraída quando chega à extre- midade inferior do molde, de forma que a placa sob solidificação é menor em largura e espessura do que na posição de menisco. Uma vez que a placa é maior em largura do que na espessura na lingota-mento contínuo de placa, o montante de contração por solidificação é grande na direção transversal da placa. Enquanto se processa a contração da casca solidificada por solidificação, caso se forme uma folga entre o molde e a casca solidificada a jusante no molde, se impede a remoção de calor da casca solidificada para o molde, tornando impossível resfriar adequadamente o molde e provocando por vezes um in-chamento externo da casca solidificada que perdeu apoio do molde.

[004] A prática então é afunilar pelo menos o lado estreito do molde. Por afunilar deve se entender estreitar a distância entre os dois lados curtos opostos para que a distância na extremidade de fundo do molde seja mais estreita que a distância na posição de menisco no topo do molde.

[005] Na presente invenção, como mostrado na figura 1(c), onde uma posição superior e uma posição inferior são definidas em pontos arbitrários na direção de moldagem, a distância entre os dois lados estreitos é definida como WΛ na posição superior e W2 na posição inferior, e a distância da posição superior à posição inferior é definida como AL, o montante de afunilamento (%) e a razão de afunilamento (%/m) sendo definidos e denominados como [006] Montante de afunilamento (%) = {(W-ι - W2) / AL} x 100 (3) [007] Razão de afunilamento (%/m) = - W2) / W0 / AL} x 100 (4), onde W0 pode estar em qualquer lugar contanto que seja um comprimento fixado de acordo com uma determinada largura. Pode ser, por exemplo, a largura da extremidade inferior do molde. Aqui W0(m) é definido como a largura do menisco (Ww).

[008] Quando o montante de afunilamento do lado estreito é muito pequeno, o contato entre a casca solidificada e as placas de molde lateralmente estreitas se torna desigual, de modo que ocorre resfriamento desigual o que provoca um comprimento de casca solidificada desigual e quebra da superfície de placa por pressão estática de metal derretido. Especialmente quando o afunilamento no lado estreito é menor que o desejado, há uma tendência ao aparecimento de regiões particularmente finas distribuídas na distribuição da espessura da casca solidificada na proximidade dos cantos de casca solidificada próximos da extremidade inferior do molde nos lados largos, como mostrado na figura 8, e há uma tendência ao aparecimento de fissuras longitudinais nas superfícies de placa correspondentes a essas regiões. E quando o afunilamento do lado estreito é muito grande, o contato entre a casca solidificada e as placas lateralmente estreitas se torna intenso, de modo que tensão excessiva atua na casca solidificada para provocar quebra da casca solidificada e erupção juntamente com a quebra da casca. Ou pode ocorrer diminuição da vida do molde com uma crescente força de atrito entre a casca solidificada e o molde.

[009] No que se refere ao afunilamento apropriado do lado estreito, a Publicação de Patente Japonesa Não-Examinada (Kokai) N° 2005-211936, por exemplo, destaca que a operação é conduzida com a razão de afunilamento do lado estreito βη ajustada em 0,7 a 1,3%/m. Como mostrado na figura 1 (c), a superfície da placa de molde lateralmente estreita convencional 2 voltada para a casca solidificada (doravante chamada "superfície de afunilamento 6") é formada como uma superfície plana desde a porção superior até a porção inferior. Entretanto, a velocidade de contração da casca solidificada não é constante entre todos os locais na direção de moldagem do molde, e a velocidade de contração é alta na proximidade do menisco e a velocidade de contração diminui quanto maior a proximidade à extremidade inferior do molde. Acredita-se, portanto, que as superfícies da casca consolidada em contato com as placas lateralmente estreitas do molde não são planas, mas que o afunilamento da casca diminui na direção descendente do molde.

[0010] A Publicação de Patente Japonesa Não-Examinada (Kokai) N° 2-247059 ensina um método de controle de afunilamento para controlar o afunilamento dos lados curtos do molde como superfícies curvas. O molde lateralmente estreito é sustentado em pelo menos três pontos em uma superfície posterior e transmite-o deformado. Um dispositivo de pressão é instalado em pelo menos um lugar entre os três pontos, por exemplo, na parte central, e uma remoção de calor ainda mais uniforme é possibilitada fazendo-se coincidir as superfícies da placa de cobre lateralmente estreita quando avançando e também durante a operação. Sob uma força de 2 a 5 toneladas no ponto de carga central, a curvatura máxima vai até de 0,33 a 0,83 mm, considerada uma curvatura suficiente em vista do montante de contração de solidificação do aço derretido.

[0011] Determinando-se o afunilamento ideal do lado estreito por análise teórica, a Publicação de Patente Japonesa Não-Examinada (Kokai) N° 56-53849 constata que o afunilamento ideal do lado estreito depende da distância Z ao longo da direção de moldagem a partir do menisco e da velocidade de moldagem V, e que a razão de afunilamento ideal (%/m) em cada distância Z é proporcional a Z'1/2 e também proporcional a (4 - V) (m/min). De acordo com o Exemplo 1 e a figura 2 dessa publicação, os lados curtos de um molde com seção transversal de 20,8 cm x 105 cm têm uma forma com três estágios de afunilamento, tais razões de afunilamento sendo a partir de mais de 2%/m, 0,7%/m e 0,4%/m. Além disso, de acordo com o Exemplo 2 e a figura 3, os lados curtos de um molde com seção transversal de 22 cm x 124 cm têm uma forma de três estágios de afunilamento, tais razões de afunilamento sendo a partir de mais de 4%/m, 1,3%/m e 0,8%/m. Um molde tendo dois estágios ou três ou mais estágios de afunilamento na direção de moldagem desta maneira será chamado um molde afunilado de múltiplos estágios, e uma placa de molde lateralmente estreita tendo esses afunilamentos será chamada uma placa de molde lateralmente estreita afunilada de múltiplos estágios.

[0012] Na lingotamento contínuo, a produtividade pode ser melhorada em proporção na medida em que a velocidade de moldagem é maior. Mesmo na lingotamento contínuo de placa, a velocidade de moldagem recentemente aumentou de cerca de 2,0 m/min para uma velocidade de moldagem de cerca de 3,0 m/min. Em lingotamento contínuo utilizando-se placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios, a forma ideal das placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios muda à medida que a velocidade de moldagem aumenta, e o método de moldagem utilizando as placas de molde lateralmente estreitas afuniladas também muda. De acordo com a Publicação de Patente Japonesa Não-Examinada N° 3210953, por exemplo, quando a velocidade de moldagem é alta, o grau de curvatura das placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios é diminuído e a inclinação diminuída como um todo.

[0013] Por outro lado, entretanto, uma vez que na lingotamento contínuo de placas as placas moldadas têm várias larguras para os respectivos propósitos, a largura da placa sendo moldada é variada enquanto prossegue a lingotamento contínuo. Como mostrado na figura 7, a largura da placa pode ser variada durante a moldagem proporcionando-se dispositivos de acionamento lateralmente estreitos 4 para mover as placas de molde lateralmente estreitas 2 na direção do lado largo e variando-se as posições das placas de molde lateralmente estreitas 2, com as placas de molde lateralmente estreitas 2 ainda imprensadas pelas placas de molde lateralmente largas 3. Em outras palavras, é possível moldar placas tendo várias larguras com o mesmo molde de lingotamento contínuo 1, sem mudar nem as placas de molde lateral mente largas 3 ou as placas de molde lateralmente estreitas 2.

[0014] Além disso, a Publicação de Patente Japonesa Não-Examinada (Kokai) N° 2006-346735 e a Publicação de Patente Japonesa Não-Examinada (Kokai) N° 2006-346736 descrevem métodos para estimar por melo de cálculo o comportamento de solidificação de placa em um molde, nos quais a espessura da casca solidificada em cada uma das quatro regiões que cercam o molde é calculada para quando a inclinação da direção de moldagem do molde e a velocidade de moldagem são fixadas em valores arbitrários e, com base no resultado, diz-se ser possível determinar a proporção entre o valor máximo e o valor mínimo da espessura de casca solidificada na extremidade inferior do molde, a força de restrição entre a casca solidificada e o molde, e o tamanho da folga, DESCRICÃO DA INVENÇÃO

[0015] No momento de conduzir a lingotamento contínuo utilizando placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios, a curvatura ideal das placas de molde lateralmente estreitas diminui à medida que aumenta a velocidade de moldagem. Portanto, assim como as placas de molde lateral mente estreitas usadas em lingotamento contínuo quando a velocidade de moldagem máxima VM (m/min) é alta, existem aquelas usadas cuja curvatura das superfícies lateralmente estreitas formadas pelo afunilamento do lado estreito é pequena.

[0016] Em lingotamento contínuo de placa, a moldagem pode ser conduzida em resposta a várias larguras de moldagem utllizando-se uma e as mesmas placas de molde lateralmente estreitas, variando-se as posições das placas de molde lateralmente estreitas no molde. Quando placas com várias larguras de moldagem foram moldadas uti- lizando-se placas de molde lateralmente estreitas com curvatura pequena da superfície lateralmente estreita combinada com a mencionada alta velocidade de moldagem, constatou-se que era possível uma boa montagem contínua com larguras pequenas e larguras médias, mas que o efeito de usar as placas de molde afuniladas lateralmente estreitas às vezes não era totalmente alcançado durante a moldagem para grandes larguras.

[0017] O objetivo da presente invenção é proporcionar um método de lingotamento contínuo, uma placa de molde lateralmente estreita afunilada em múltiplos estágios, e uma máquina de lingotamento contínuo que em lingotamento contínuo utilizando-se placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios permitem que se realize o efeito das placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios em qualquer largura de moldagem, desde pouca largura até grande largura mesmo que a velocidade de moldagem máxima seja alta. Em outras palavras, a essência da presente invenção é descrita a seguir.

[0018] Um método de lingotamento contínuo utilizando placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios tendo dois ou mais afunilamentos na direção de moldagem, esse método de lingotamento contínuo sendo caracterizado pelo fato de que onde a velocidade máxima de moldagem é definida como VM (m/min) e a distância na direção de moldagem da posição de menisco até o primeiro ponto de inflexão de afunilamento é definida como posição de inflexão x (mm), x como função de VM se situa entre as faixas de Inequação (1) e Inequação (2) abaixo [0019] 50 < x < 300 : VM < 2,5 ... Ineq. (1) [0020] 50 < x < 300 - 200 (VM -2,5): 2,5 < VM < 3,75 ... Ineq. (2).

[0021] Um método de lingotamento contínuo descrito em (1), caracterizado ainda pelo fato de que são moldadas placas com múltiplas larguras de placa.

[0022] Um método de lingotamento contínuo descrito nas mencionadas (1) ou (2), caracterizado pelo fato de que as placas de molde lateralmente estreitas são placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em dois estágios.

[0023] Uma placa de molde lateralmente estreita afunilada em múltiplos estágios usada para lingotamento contínuo cuja velocidade máxima de moldagem na moldagem é VM (m/min) e que tem dois ou mais afunilamentos diferentes na direção da moldagem, a placa de molde lateralmente estreita para lingotamento contínuo sendo caracterizada pelo fato de que onde a distância na direção de moldagem a partir da posição de menisco até o primeiro ponto de inflexão de afuni-lamento é definida como posição de inflexão x (mm), x como função de VMse situa dentro das faixas de Inequação (1) e Inequação (2) abaixo [0024] 50 < x < 300 : VM < 2,5 ... Ineq. (1) [0025] 50 < x < 300 - 200 (VM -2,5): 2,5 < VM < 3,75 ... Ineq. (2).

[0026] Uma placa de molde lateralmente estreita para lingotamento contínuo como descrita em (4), caracterizada pelo fato de que é uma placa de molde lateralmente estreita com afunilamento em dois estágios.

[0027] Um molde para lingotamento contínuo compreendendo placas de molde lateralmente largas 3 e placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios 2 tendo dois ou mais diferentes afunilamentos na direção de moldagem, caracterizado pelo fato de que a velocidade máxima de moldagem na moldagem é definida como VM (m/min) e a distância na direção de moldagem da posição de menisco das referidas placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios 2 até o primeiro ponto de inflexão de afunilamento é definida como posição de inflexão x (mm), x como função de VM se situa entre as faixas de Inequação (1) e Inequação (2) abaixo [0028] 50 < χ < 300 : VM < 2,5 ... Ineq. (1) [0029] 50 < x < 300 - 200 (VM -2,5): 2,5 < VM < 3,75 ... Ineq. (2).

[0030] Um molde para lingotamento contínuo descrito em (6), caracterizado pelo fato de que as placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios são placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em dois estágios.

BREVE DESCRICÃQ DOS DESENHOS

[0031] A Figura 1 é um conjunto de diagramas para explicar a superfície afunilada de uma placa de molde lateralmente estreita, onde (a) é uma vista mostrando uma placa lateralmente estreita afunilada em dois estágios, (b) uma placa de molde lateralmente estreita afunilada em três estágios, e (c) uma placa de molde lateralmente estreita afunilada em um estágio.

[0032] A Figura 2 é um conjunto de diagramas mostrando a mudança na uniformidade da solidificação e força de restrição a uma largura de placa de 1.100 mm quando a razão de afundamento superi-or/inferior e a velocidade de moldagem foram variadas.

[0033] A Figura 3 é um conjunto de diagramas mostrando a mudança na uniformidade da solidificação e força de restrição a uma largura de placa de 2.200 mm quando a razão de afundamento superi-or/inferior e a velocidade de moldagem foram variadas.

[0034] A Figura 4 é um conjunto de diagramas mostrando a mudança na uniformidade da solidificação e força de restrição a uma largura de placa de 1.100 mm quando a posição x do ponto de inflexão e a velocidade de moldagem foram variadas.

[0035] A Figura 5 é um conjunto de figuras mostrando a mudança na uniformidade da solidificação e força de restrição a uma largura de placa de 2.200 mm quando a posição x do ponto de inflexão e a velocidade de moldagem foram variadas.

[0036] A Figura 6 é um conjunto de diagramas mostrando a mu- dança na uniformidade da solidificação e força de restrição quando a razão total de afunilamento foi variada.

[0037] A Figura 7 é um conjunto de diagramas mostrando um molde de lingotamento contínuo da presente invenção» onde (a) é uma vista plana e (b) uma vista transversal em corte.

[0038] A Figura 8 é um diagrama mostrando a forma de casca solidificada na extremidade inferior do molde como determinada por cálculo.

EFEITO DA INVENÇÃO

[0039] Na lingotamento contínuo utilizando placas de molde lateralmente estreitas em múltiplos estágios, a presente invenção diminui a posição do ponto de inflexão de afunilamento a partir do menisco com velocidade de moldagem máxima crescente, tomando assim possível manter tanto a uniformidade da solidificação quanto a força de restrição em faixas ideais por toda uma ampla faixa de largura moldagem de uma pequena largura até uma grande largura.

MELHOR MANEIRA DE SE REALIZAR A INVENÇÃO

[0040] Na presente invenção, a máxima velocidade de moldagem da moldagem é definida como VM (m/min) e a distância na direção de moldagem da posição de menisco até o primeiro ponto de inflexão de afunilamento de uma placa de molde lateralmente estreita afunilada em múltiplos estágios é definida como posição de inflexão x (mm).

[0041] A presente invenção define ainda a razão de afunilamento total TT, a razão de afunilamento superior Tu» a razão de afunilamento inferior TL, e a razão de afunilamento superior /inferior como se verá a seguir.

[0042] Definindo-se a distância entre os dois lados estreitos na posição de menisco como WM (mm), na extremidade inferior do molde como WB (mm), e a distância da posição de menisco até a extremidade inferior do molde como L (m) (Figura 1(a)» (b)), a razão total de afu- nilamento Ττ (%/m) é definida como [0043] TT (%/m) = {(WM - WB) / WM / L} x 100 ... Eq. (5).

[0044] Onde a posição superior e a posição inferior da superfície afunilada superior 6u da parte mais acima da placa de molde lateralmente estreita afunilada em múltiplos estágios na direção de molda-gem são determinadas arbitrariamente, e definindo-se a distância entre os dois lados curtos na posição superior como W^m), na posição inferior como W2 (m), e a distância da posição superior até a posição inferior como AL (m) (Figura 1(a), (b)), a razão de afunilamento superior Tu (%/m) é definida como [0045] Tu (%/m) = {(W-, - W2) / WM / AL} x 100... Eq. (6).

[0046] Onde a posição superior e a posição inferior da superfície afunilada inferior 6L da parte mais abaixo da placa de molde lateralmente estreita afunilada em múltiplos estágios na direção de molda-gem são determinadas arbitrariamente, e definindo-se a distância entre os dois lados curtos na posição superior como W3 (m), na posição inferior como W4 (m), e a distância da posição superior até a posição inferior como AL (m) (Figura 1(a), (b)), a razão de afunilamento inferior TL (%/m) é definida como [0047] TL (%/m) = {(W3 - W4) / WM / AL} x 100... Eq. (7).

[0048] A razão de afunilamento superior/inferior é definida como [0049] Razão de afunilamento superior/inferior = razão de afunilamento superior/razão de afunilamento inferior = Tu / TL... Eq. (8).

[0050] Como mencionado anteriormente, a Publicação de Patente Japonesa Não-Examinada (Kokai) N° 2006-346735 e a Publicação de Patente Japonesa Não-Examinada (Kokai) N° 2006-346736 descrevem métodos para estimar o comportamento de solidificação de placa em um molde por cálculo, no qual a espessura da casca solidificada em cada uma das quatro regiões circundantes do molde é calculada como na Figura 8 para quando a inclinação da direção de moldagem do molde e a velocidade de moldagem são fixadas em valores arbitrários. Com base no resultado, é possível determinar a razão B/A entre o valor máximo A e o valor mínimo B da espessura de casca solidificada na extremidade inferior do molde, a força de restrição entre a casca solidificada e o molde, e o tamanho da folga. E os métodos de cálculo descritos nestas publicações de patente foram usados com relação à lingotamento contínuo que utiliza placas de molde lateralmente estreitas afuniladas para determinar a forma da casca solidificada e a força de restrição entre a casca solidificada e o molde na extremidade inferior do molde. A forma da casca solidificada na extremidade inferior do molde derivada por cálculo foi como na Figura 8. Regiões com espessura fina de casca solidificada podem ser formadas nos lados largos da casca solidificada próximos aos cantos da placa, e a espessura de casca solidificada dessas regiões pode ser usada como valor mínimo B da espessura de casca. Então a razão B/A entre o valor máximo A e do valor mínimo B da espessura de casca solidificada é chamada aqui a "uniformidade de solidificação". Quando uma moldagem boa quanto à uniformidade de solidificação é conduzida, a espessura de casca das regiões finas em espessura da casca solidificada nos lados longos próximos aos cantos da placa pode ser feita mais próxima da espessura de casca das outras regiões grossas.

[0051] Aço derretido foi efetivamente moldado continuamente com S sendo acrescentado ao aço derretido no aço do molde durante a moldagem, e quando a distribuição da espessura da casca solidificada na extremidade inferior do molde foi avaliada por impressão da placa com enxofre após a solidificação, constatou-se que a uniformidade de solidificação determinada pelo cálculo mencionado e a razão entre a espessura máxima e mínima de casca na extremidade inferior do molde, como determinada pela impressão com enxofre, estavam de acordo uma com a outra. Portanto, é possível encontrar um método de lin- gotamento contínuo ideal com a uniformidade de solidificação determinada por cálculo como indicador.

[0052] Se o valor da uniformidade de solidificação (B/A) determinado por cálculo for de 0,7 ou maior, uma boa uniformidade de solidificação pode ser realizada mesmo na própria moldagem. Se a força de restrição determinada por cálculo (valor de referência a cada largura; valor normalizado para a força de restrição quando a razão de afuni-lamento na primeira etapa de afunilamento for 1,0%/m) for de 2,0 ou menos, boa moldagem baixa em sujeição pode ser conduzida mesmo na própria moldagem. Além disso, foi constatado a partir dos resultados da própria lingotamento contínuo que a ocorrência de quebra é evitada levando-se a uniformidade de solidificação (B/A) e a força de restrição para as faixas preferidas mencionadas.

[0053] A seguir, a uniformidade de solidificação e a força de restrição serão calculadas, e será examinado o formato ideal de uma placa de molde lateralmente estreita afunilada com múltiplos estágios, utilizando-se um método de cálculo (doravante chamado "método de cálculo da presente invenção") com base nas duas patentes mencionadas (Publicação de Patente Japonesa Não-Examinada (Kokai) N° 2006-346735 e a Publicação de Patente Japonesa Não-Examinada (Kokai) N° 2006-346736).

[0054] Na placa de molde lateralmente estreita afunilada com múltiplos estágios convencional, particularmente na placa de molde lateralmente estreita afunilada com dois estágios, a distância L da posição de menisco até a extremidade inferior do molde era de aproximadamente 900 mm, e a posição x do ponto de inflexão era de aproximadamente 300 mm. E quando foi adotada uma velocidade de moldagem com velocidade máxima VM de até cerca de 2,5 m/min, um afunilamento com razão de afunilamento superior/inferior de cerca 4,0 foi adotado e uma moldagem boa tanto em uniformidade de solidificação e força de restrição pode ser conseguida. Esse ponto pode ser confirmado pelo mencionado método de cálculo da presente invenção.

[0055] Com a largura de moldagem fixada em 1.100 mm (largura pequena), a razão de afunilamento total a 1,6%/m e a posição x do ponto de inflexão da placa de molde lateralmente estreita afunilada com dois estágios em 300 mm, a uniformidade de solidificação e a força de restrição foram calculadas pelo método de cálculo da presente invenção com uma velocidade de moldagem variando de 1,0 a 3,0 m/min e a condição de curvatura da placa de molde lateralmente estreita variada pela variação da razão de afunilamento superior/inferior da placa de molde lateralmente estreita afunilada com dois estágios.

[0056] Como mostrado na Figura 2, para a mesma razão de afunilamento superior/inferior, a uniformidade na solidificação melhora com uma velocidade de moldagem maior, mas a força de restrição também aumenta. Pode ser visto que para manter tanto a uniformidade na solidificação quanto a força de restrição em faixas favoráveis, a razão de afunilamento superior/inferior é preferivelmente reduzida com uma velocidade crescente de moldagem. Quando a faixa de razão de afunilamento que permite manter tanto a uniformidade na solidificação quanto a força de restrição em faixas favoráveis foi investigada quanto a cada velocidade de moldagem, o resultado foi que a faixa de razão de razão superior/inferior ideal a uma velocidade de moldagem de 2,0 m/min é de 5,0 ou menos, a faixa de razão superior/inferior ideal a uma velocidade de moldagem de 2,5 m/min é de 4,0 ou menos, e a faixa de razão superior/inferior ideal a uma velocidade de moldagem de 3,0 m/min é de 3,0 ou menos.

[0057] A seguir, a forma de placa de molde lateralmente estreita que era boa para a uniformidade de solidificação e a força de restrição a uma largura de moldagem de 1.100 mm (forma de molde com razão de afunilamento superior/inferior de 3,0 cujo desempenho era otimiza- do na faixa de velocidade de moldagem de até 3,0 m/min) foi usada com a largura de moldagem expandida até 2.200 mm. Quando a largura foi alterada mantendo-se ainda a razão total de afunilamento ainda mantida em 1,6 %/m, a razão de afunilamento superior/inferior a uma largura de 2.200 mm se tornou 1,7.

[0058] Quando a uniformidade de solidificação e a força de restrição foram calculadas para uma largura de moldagem de 2.200 mm (largura grande) pelo método de cálculo da presente invenção, constatou-se que quando a largura da placa era expandida com a razão de afunilamento total mantida fixa, a faixa da razão de afunilamento superior/inferior à velocidade de moldagem de 3,0 m/min desceu até abaixo de 1,7 e a uniformidade de solidificação também diminuiu (Figura 3). Em outras palavras, constatou-se que um molde otimizado para moldagem de alta velocidade de até 3,0 m/min com largura de 1.100 mm ficava fora da faixa ideal quando a largura de moldagem foi expandida para 2.200 mm.

[0059] Portanto, a tentativa de otimizar o afunilamento em múltiplos estágios a uma largura de 1.100 mm para as velocidades de moldagem individuais foi buscada não fixando-se a posição x do ponto de inflexão e variando-se a razão de afunilamento superior/inferior mas variando-se a posição x do ponto de inflexão com a razão de afunilamento superior/inferior fixada em 4,0. Com a razão de afunilamento total fixada em 1,6%/m, a uniformidade de solidificação e a força de restrição na posição x do ponto de inflexão foram calculadas pelo método de cálculo da presente invenção. Os resultados são mostrados na Figura 4. Na velocidade de moldagem de 2,5m/min ou menos, a faixa ideal de posição do ponto de inflexão foi de 300 mm ou menos, e à velocidade de moldagem de 3,0 m/min, faixa ideal de posição do ponto de inflexão foi de 200 mm ou menos.

[0060] A seguir, a placa de molde lateralmente estreita tendo uma posição x do ponto de inflexão que era ideal a uma largura de 1.100 mm (forma de molde com posição de ponto de inflexão de 200 mm cujo desempenho foi otimizado na faixa de velocidade de moldagem de até 3,0 m/min) foi usada para calcular a moldagem à largura de 2.200 mm. Quando, com a razão de afunilamento total mantida em 1,6%/m, a largura de placa foi expandida até uma razão de afunilamento total fixa, a razão de afunilamento superior/inferior à largura de moldagem de 2.200 mm era de 2,5. Assim os resultados do cálculo da uniformidade de solidificação e da força de restrição a uma largura de 2.200 mm pelo método de cálculo da presente invenção são mostrados (Figura 5) para posições variadas da posição x do ponto de inflexão, com a razão de afunilamento total a 1,6%/m e a relação de afunilamento superior/inferior mantida fixa em 2,5 da mesma forma que anteriormente. Como fica claro a partir da Figura 5, constatou-se que uma faixa favorável pode ser assegurada a uma velocidade de moldagem de 3,0 m/min ou mesmo menor à largura de moldagem de 2.200 mm contanto que a posição x do ponto de inflexão seja de 200 mm ou menor. Portanto, quando a moldagem de uma velocidade máxima de moldagem de 3,0 m/min é conduzida, uma lingotamento contínuo favorável pode ser alcançada contanto que a posição do ponto de deslocamento seja de 200 mm ou menos.

[0061] Da mesma forma, contanto que a posição x do ponto de inflexão seja 50 mm ou menos, uma boa moldagem pode ser conduzida a uma velocidade de moldagem de 3,75 m/min a uma largura de 1.200 mm (Figura 4) ou uma largura de 2.200 mm (Figura 5). Portanto, quando é conduzida moldagem de uma velocidade de moldagem máxima de 3,75 m/min, uma lingotamento contínuo favorável pode ser conseguida contanto que a posição do ponto de deslocamento seja de 200 mm ou menos.

[0062] Comparando-se as razões de afunilamento com limite su- perior ideal no caso onde, como descrito anteriormente, foi usado e aplicado o molde otimizado pela variação da razão de afunilamento superior/inferior no momento em que a largura era pequena para cada uma das velocidades de moldagem individualmente no momento em que a largura era grande, constatou-se que no caso onde um molde otimizado pela mudança da posição x do ponto de inflexão foi usado e aplicado no momento em que a largura era grande, a razão ideal de afunilamento superior/inferior podia ser aumentada, e que quando a posição x do ponto de inflexão foi alterada, a razão ideal de afunilamento superior/inferior diminuiu mais no momento em que a largura era grande do que quando a largura era pequena, mas que, pelo contrário, a uniformidade de solidificação aumentava. Em outras palavras, constatou-se que, como mostrado na Figura 4 e na Figura 5, ao se decidir a forma de afunilamento ideal da placa de molde lateralmente estreita afunilada de múltiplos estágios quando a velocidade de moldagem fica alta, boa uniformidade de solidificação e força de restrição podem ser melhor mantidas quando a largura de moldagem é grande aumentando-se a posição x do ponto de inflexão em uma proporção mais alta enquanto a velocidade de montagem mais rápida do que mudando-se a relação de afunilamento superior/inferior.

[0063] A esse respeito, no tocante às relações na Figura 4 e Figura 5, relações semelhantes também são apresentadas em larguras de placa na faixa de 600 mm a 2.500 mm previstas do ponto de vista industrial, e foram confirmadas por cálculo e testes concretos com máquinas.

[0064] As seguintes Inequação (1) e Inequação (2) são derivadas das relações na Figura 4 e Figura 5 para expressar as condições para obter as mencionadas faixas ideais definidas como uniformidade de solidificação de 0,7 ou mais e força de restrição de 2,0 ou menos pelo fato da Inequação (1) e Inequação (2) terem velocidade máxima de moldagem VM como uma variável.

[0065] 50 < x < 300 : VM < 2,5... Ineq. (1) [0066] 50 < x < 300 - 200 (VM - 2,5): 2.5 < VM < 3,75 ... Ineq. (2).

[0067] O limite inferior de x é definido como 50 mm porque quando a posição do ponto de inflexão é mais alta no molde do que esta, o efeito do afunilamento em múltiplos estágios não pode ser obtido adequadamente e quase não difere de um afunilamento de estágio único comum. À luz da Inequação (2), não há solução quando VM excede 3,75 m/min. Em outras palavras, o limite superior de VM na presente invenção é 3,75 m/min. Além disso, a razão de se definir o limite superior de x em 300 mm é que quando se tenta realizar uma razão de afunilamento superior/inferior acima de um determinado valor, a razão de afunilamento da porção de afunilamento inferior se torna pequena quando a região de grande afunilamento superior se torna longa, e quando moldagem estreita é feita alterando-se a largura em uma razão de afunilamento total fixa, a razão de afunilamento inferior se torna extremamente pequena para tornar afunilamento inverso (afunilamento aumentando progressivamente na direção descendente) mais provável, de forma que uma ponta da placa salientada na parte inferior do molde tende a subir.

[0068] Na presente invenção, o efeito é mais aparente à medida que a velocidade de moldagem máxima VM aumenta. Um efeito particularmente notável pode ser exibido na moldagem em alta velocidade de uma velocidade de moldagem máxima VM maior que 2,5 m/min.

[0069] A seguir, utilizando-se a mesma placa lateralmente estreita afunilada em dois estágios como anteriormente (molde com posição de ponto de inflexão de 200 mm), a velocidade de moldagem foi fixada em 1,5 m/min e a largura em moldagem de 1.100 mm, e a uniformidade de solidificação e força de restrição foram determinadas por cálculo a razões variáveis de afunilamento total. A espessura de placa foi fixa- da em 240 mm. Os resultados são mostrados na Figura 6. Como fica claro pelo desenho, a uniformidade de solidificação pode ser favoravelmente mantida na medida em que a razão de afunilamento total seja de 0,5%/m ou maior. Além disso, a força de restrição pode ser mantida favoravelmente pequena contanto que a razão de afunilamento total seja de 2,0%/m ou mais.

[0070] Embora uma placa de molde tendo três ou mais afunila-mentos possa ser utilizada como a placa de molde lateralmente estreita afunilada em múltiplos estágios usada na presente invenção, a placa de molde lateralmente estreito afunilada em dois estágios pode exibir adequadamente seu efeito como resultado do posicionamento elevado da posição do ponto de inflexão.

[0071] Na presente invenção a espessura da placa moldada é preferivelmente de 220 mm a 300 mm, mais preferivelmente 240 mm a 300 mm. Quando a espessura da placa excede 300 mm, é necessário um equipamento excessivamente grande para o molde de lingotamen-to contínuo que muda de largura durante a moldagem, tornando a sua execução difícil na prática. Além disso, quando a espessura da placa é menor que 240 mm, o derramamento uniforme de metal derretido se torna difícil porque o diâmetro do bocal submerso para derramar o metal derretido a partir do recipiente tem de ser pequeno. Derramamento uniforme se torna ainda mais difícil quando a espessura da placa é menor que 220 mm.

[0072] A seguir, um molde para lingotamento contínuo para realizar o método de moldagem da presente invenção será explicado com base na Figura 7.

[0073] O molde para lingotamento contínuo 1 da presente invenção tem placas de molde lateralmente largas 3 e placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios 2 tendo duas ou mais razões de afunilamento em lado estreito diferentes (unidade: %/m) na direção de moldagem. As placas de molde lateralmente largas 3 e as placas de molde lateralmente estreito afuniladas em múltiplos estágios 2 consistem em conjuntos com duas e é aconselhável que seus lados voltados para a casca solidificada sejam placas de cobre resfriadas com água e seus lados opostos estruturas traseiras de aço. A largura das placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios 2 tem quase a mesma espessura da placa moldada. Um molde tendo um espaço para moldagem retangular é formado imprensando-se as placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios 2 entre as duas placas de molde lateralmente largas 3.

[0074] Quando a velocidade de moldagem máxima da moldagem com esse molde de lingotamento contínuo é de VM (m/min), a distância na direção de moldagem da posição de menisco das placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios 2 até o primeiro ponto de inflexão de afunilamento é definida como posição de inflexão x (mm), e x como uma função de VM é colocado dentro das faixas da Inequação (1) e Inequação (2) abaixo. O resultado é que tanto a uniformidade de solidificação quanto a força de restrição podem ser mantidas em faixas ideais por toda uma ampla faixa de largura de moldagem, desde uma pequena largura até uma largura grande.

[0075] 50 < x < 300 : VM < 2,5... Ineq. (1) [0076] 50 < x < 300 - 200 (VM - 2,5): 2,5 : 2,5 < VM < 3,75 ... Ineq. (2).

[0077] O molde de lingotamento contínuo 1 dessa invenção compreende ainda dispositivos de acionamento do lado estreito 4 capazes de mudar a largura da placa moldada e a inclinação dos lados estreitos, e um controlador 5 dos dispositivos de acionamento do lado estreito. A razão de afunilamento do lado estreito mais acima na direção de moldagem é denominada como a razão de afunilamento superior, a razão de afunilamento do lado estreito mais abaixo na direção de mol-dagem como a razão de afunilamento inferior e a razão de afunilamento do lado estreito conectando a porção de menisco da superfície lateralmente estreita e a extremidade inferior do molde por uma linha reta como a razão de afunilamento total, e o valor obtido dividindo-se a razão de afunilamento superior pela razão de afunilamento inferior é definida como a razão de afunilamento superior/inferior, sendo esse ponto o mesmo que no mencionado método de lingotamento contínuo do presente método.

[0078] No modo de operação efetivo, o controlador 5 dos dispositivos de acionamento do lado estreito preferivelmente controla o acionamento das placas de molde lateralmente estreitas, de modo que durante a moldagem a razão de afunilamento total seja a mesma para toda largura de placa e a razão total de afunilamento superior/inferior seja 4 ou menos para toda largura de placa.

[0079] Os dispositivos de acionamento de lado estreito 4 compreendem cada um, por exemplo, dois acionadores de transmissão em série 9, e as placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios 2 são mantidas afastadas dos lados da estrutura traseira pelos acionadores de transmissão 9. A razão de afunilamento total das placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios 2 pode ser determinada em um valor prescrito para cada largura de moldagem usando-se o movimento de cada um dos acionadores de transmissão superior/inferior 9 para ajustar a posição das placas de molde lateralmente estreitas. Cilindros elétricos, cilindros hidráulicos ou similares podem ser usados como os acionadores de transmissão 9. Por outro lado, como dispositivo de acionamento do lado estreito é possível utilizar um dispositivo tendo meios de acionamento para conduzir movimento de vaivém e movimento oscilante da placa de molde lateralmente estreita.

[0080] Observe-se que quando a largura de moldagem é alterada durante a lingotamento contínuo, requer-se que a moldagem seja continuamente mudada enquanto se conduz a moldagem normal. Durante o processo de realização de tal mudança de largura, é necessário mudar a razão total de afunilamento a fim de se proceder a uma mudança de largura suave, de modo que a razão de afunilamento total não pode ser mantida constante.

[0081] A moldagem de placas tendo uma ampla faixa de larguras pode ser capacitada preferivelmente se a largura mínima de placa que pode ser moldada com o molde de lingotamento contínuo da presente invenção é de 1.100 ou menos e a máxima largura de placa que pode ser moldada é de 2.200 mm ou mais. Preferivelmente, a largura mínima de placa que pode ser moldada é de 800 mm ou menor. Uma largura mínima de placa que pode ser moldada de 600 mm é prática. Uma largura máxima de placa que pode ser moldada de 2.500 mm é prática.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[0082] Em lingotamento contínuo utilizando-se placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios, a presente invenção reduz a posição do ponto de inflexão de afunilamento a partir do menisco com velocidade de moldagem máxima crescente, deste modo tornando possível manter tanto a uniformidade na solidificação e a força de restrição em faixas ideais por uma faixa ampla de largura de moldagem de uma largura pequena até uma largura grande.

REIVINDICAÇÕES

Claims (7)

1. Método de lingotamento contínuo utilizando placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios tendo dois ou mais afunilamentos diferentes na direção de moldagem, esse método de lingotamento contínuo sendo caracterizado pelo fato de que onde a velocidade máxima de lingotamento é definida como VM (m/min) e a distância na direção de moldagem da posição de menisco até o primeiro ponto de inflexão de afunilamento é definida como posição de inflexão x (mm), x como função de VM se situa entre as faixas de Inequação (1) e Inequação (2) abaixo 50 < x< 300 : VM < 2,5 ... Ineq. (1) 50 < x < 300 - 200 (VM -2,5): 2,5 < VM < 3,75 ... Ineq. (2).

2. Método de lingotamento contínuo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda pelo fato de que uma pluralidade de placas apresentando diferentes larguras é moldada.

3. Método de lingotamento contínuo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as placas de molde lateralmente estreitas são placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em dois estágios.

4. Placa de molde lateralmente estreita afunilada em múltiplos estágios que é usada para lingotamento contínuo cuja velocidade máxima de moldagem na moldagem é VM (m/min) e que tem dois ou mais afunilamentos na direção da moldagem, a placa de molde lateralmente estreita para lingotamento contínuo sendo caracterizada pelo fato de que onde a distância na direção de moldagem a partir da posição de menisco até o primeiro ponto de inflexão de afunilamento é definida como posição de inflexão x (mm), x como função de VM se situa dentro das faixas de Inequação (1) e Inequação 2 abaixo 50 < x< 300 : VM < 2,5 ... Ineq. (1) 50 < x < 300 - 200 (VM -2,5): 2,5 < VM < 3,75 ... Ineq. (2).

5. Placa de molde lateralmente estreita para lingotamento contínuo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que é uma placa de molde lateralmente estreita afunilada em dois estágios.

6. Molde de lingotamento contínuo compreendendo placas lateralmente amplas de molde afuniladas e placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios tendo dois ou mais afunilamentos na direção de moldagem, caracterizado pelo fato de que onde a velocidade máxima de moldagem da moldagem é definida como VM (m/min) e a distância na direção de moldagem da posição de menisco das referidas placas de molde lateral mente estreitas afunilada em múltiplos estágios até o primeiro ponto de inflexão de afunilamento é definida como posição de inflexão x (mm), x como função de VM se situa entre as faixas de Inequação (1) e Inequação (2) abaixo 50 < x< 300 : VM < 2,5 ... Ineq. (1) 50 < x < 300 - 200 (VM -2,5): 2,5 < VM < 3,75 ... Ineq. (2).

7. Molde de lingotamento contínuo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em múltiplos estágios são placas de molde lateralmente estreitas afuniladas em dois estágios.