ES2218920T3 - Procedimiento para la localizacion de concentraciones de elementos en una barra colada y disposicion para la ejecucion del procedimiento. - Google Patents

Procedimiento para la localizacion de concentraciones de elementos en una barra colada y disposicion para la ejecucion del procedimiento.

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ES2218920T3 ES99118339T ES99118339T ES2218920T3 ES 2218920 T3 ES2218920 T3 ES 2218920T3 ES 99118339 T ES99118339 T ES 99118339T ES 99118339 T ES99118339 T ES 99118339T ES 2218920 T3 ES2218920 T3 ES 2218920T3
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Abstract

Elemento de localización de concentraciones en las regiones borde de una varilla fundida acabada mediante la retirada de una sección longitudinal y ensayo de la composición metálica. Procedimiento para localizar concentraciones del elemento en las regiones borde de una varilla fundida acabada horizontalmente en fabricada con aleaciones de metales no férricos comprende la retirada de una sección longitudinal (3) a parir de una varilla fundida, retirada de una capa superficial de un espesor determinado a partir de está sección que forma un cuerpo muestra, ensayo de la composición metálica por análisis espectral en la dirección longitudinal de la banda, y representación numérica y/o grafica de las concentraciones el elemento con la ayuda de un ordenador (11). También se incluye una reivindicación independiente para el aparato que realiza el proceso de localizar las concentraciones del elemento en las regiones borde de una varilla colada finalizada en horizontal hecha de aleaciones de metales no férricos.

Description

Procedimiento para la localización de concentraciones de elementos en una barra colada y disposición para la ejecución del procedimiento.
El invento se refiere por una parte a un procedimiento para la localización de concentraciones de elementos en las zonas marginales de una barra colada fabricada en horizontal compuesta de metales aleados no férreos. Por otra parte el invento se dirige a un dispositivo para la ejecución del procedimiento.
En la colada horizontal de barras coladas especialmente rectangulares en sección transversal compuestas de metales aleados no férreos, por ejemplo de bandas de estaño-bronce resultan ahora como antes problemas en relación a una exposición segura sobre la calidad de las barras coladas, a pesar de intensivos esfuerzos en la práctica. Preferentemente estas dificultades se muestran en el hallazgo de concentraciones de estaño (licuaciones de estaño) que de diversas maneras sobrepasan la especificación de aleación. Tales concentraciones de estaño están en las zonas marginales de la barra colada, preferiblemente extendidas a lo largo en la dirección de colada, existiendo siempre anomalías que se presentan en toda la longitud de la banda, por regla general en una aleación de estaño-bronce. Se eliminan en la práctica mediante la extracción de una capa superficial de espesor determinado, de modo que entonces pueden fabricarse de tal barra colada productos secuenciales impecables en cuanto a calidad.
El espesor de la capa superficial extraída se ha determinado hasta ahora sobre la base de valores experimentales, que son suficientes para el caso de regulación. Pero ahora se forman bajo ciertos supuestos en la colada horizontal concentraciones de estaño que en sitios determinados sobresalen de la medida normal en la barra colada. La causa de ello son en general cambios queridos o no queridos de las condiciones de enfriamiento. Pero estas anomalías sólo pueden reconocerse tras varias marchas de trabajo en superficies laminadas y pulimentadas en forma de bandas amarillo claro al modo de líneas. Estas cargas por regla general se han convertido en chatarra.
Por el documento JP-A-59 159 067 es conocido un procedimiento para el examen de calidad de una prueba de una barra colada. En este procedimiento se corta en primer lugar un trozo de barra, se trata con ácido y entonces se observa la estructura cristalina de la superficie. Si de determina una licuación puede separarse la parte correspondiente de la barra.
Partiendo del estado de la técnica la misión del invento se basa en mostrar un procedimiento para la localización de concentraciones de elementos en las zonas marginales de una barra colada horizontalmente fabricada de metales aleados no férreos, así como en un dispositivo para la ejecución del procedimiento, en los que puedan identificarse con seguridad las concentraciones de elementos, tanto con cambios queridos como no queridos de las condiciones de enfriamiento, como también del enfriamiento local de homogeneización ejecutado eventualmente sin apreciarlo.
Lo que concierne a la solución de la parte de procedimiento de esta misión consiste en las características de la reivindicación 1.
Después en el marco del invento se separa de la barra colada al principio y final de una bobina a arrollar un segmento longitudinal con un espesor determinado. La extracción de la capa superficial puede efectuarse por fresado, amolado u otro tipo de mecanización. En esto es importante que en la extracción no se añadan medios lubricantes. La extracción se efectúa por toda la longitud del cuerpo de prueba y por tanto del ancho de la barra colada.
Sobre esta banda descubierta del cuerpo de prueba se efectúa a continuación un examen analítico espectral en forma puntual de la composición metálica según una sucesión en forma de línea. Las concentraciones de elementos averiguadas a este respecto en una banda de estaño-bronce se representan luego numérica y gráficamente con la ayuda de un ordenador.
Si con esto se averigua que en al menos un lugar existe una concentración de elementos que supere el valor límite superior precalculado, a continuación se extrae una vez más una capa a lo largo de la banda que sin embargo sea claramente más delgada que la primera capa. A continuación se ejecuta de nuevo el examen analítico espectral de la composición del material en dirección longitudinal de la banda y se indica el resultado. Si ahora la concentración de elementos permanece por debajo del valor límite se libera la barra colada para la producción de productos terminados o para el mecanizado ulterior. Si todavía existen anomalías inadmisibles se extrae una vez más una capa delgada, después se ejecuta otro examen analítico espectral y luego se decide si la barra colada puede conducirse al mecanizado ulterior.
El procedimiento según el invento permite por consiguiente determinar exactamente cuánto material debe extraerse de la barra colada, para que para el mecanizado ulterior pueda disponerse de un material de partida impecable.
En lo que concierne a la parte objetiva de la misión, se descubre ésta en las características de la reivindicación 2.
Este dispositivo presenta un detector que averigua la posición del cuerpo de prueba, una unidad extractora de metal y un cabezal de análisis espectral, que respecto al cuerpo de prueba están colocadas transportables y bajo la influencia de una unidad extractora de metal y de regulación que está acoplada con un ordenador, por una parte por un medio programable en memoria y por otra parte por un espectrómetro. El ordenador presenta una pantalla receptora y una impresora.
El cuerpo de prueba retirado de la base colada de fija lateralmente. El detector explora entonces la superficie del cuerpo de prueba y coloca la unidad extractora de metal, especialmente un cabezal de fresado con fresa, de modo que por ésta se pueda extraer una capa homogénea superficial y gruesa. Al mismo tiempo se averigua la extensión en dirección transversal. El detector está aquí bajo la influencia de una unidad de regulación de la extracción de metal y del análisis, que está acoplada con un mando programable en memoria. El mando es por su parte conectable de nuevo a un ordenador, que posiciona paso a paso el detector por medio del mando y la unidad de regulación de extracción de metal y del análisis, y además comprueba todas las cadenas de seguridad y funciones del dispositivo.
A continuación se separa con la unidad extractora de metal un espesor de capa predeterminado al modo de tira, por ejemplo de 0,6 mm, de modo que está delante una superficie descubierta. Sobre estas tiras se mueve el cabezal de análisis espectral, que ahora averigua de modo puntual la composición de metal en forma de línea, transmitiendo el espectrómetro la concentración del mismo modo al ordenador.
Ya que el ordenador reúne todos los datos posicionadores y del análisis y también legitima los datos del análisis con referencia a los valores de calibración, los datos del análisis y posicionadores se indican entonces online sobre la pantalla del ordenador. Aquí es claramente reconocible donde existe eventualmente una anomalía que sobrepasa los valores límite. Si el ordenador determina tal anomalía, dispone en seguida que la unidad extractora de metal separe otra capa del segmento longitudinal, pero esta vez con un espesor menor, por ejemplo de 0,2 mm. Esto puede efectuarse en toda la extensión de la dirección transversal del segmento longitudinal o bien sólo allí donde antes se ha averiguado la concentración excesiva.
Tras la extracción de la segunda capa se ejecuta de nuevo un análisis espectral y se determina si sigue existiendo la concentración aumentada o si las concentraciones de elementos se encuentran dentro de los valores límite. Si de hallan dentro de los valores límite la anomalía está definida de forma impecable, de modo que entonces también se mantienen firmes los valores para el mecanizado de la barra colada. Si la anomalía todavía existe, se extrae otra capa delgada de por ejemplo 0,2 mm y a continuación se investiga el cuerpo de prueba de forma analítica espectral.
En perfeccionamiento de la idea según el invento es ventajoso según la reivindicación 3 que la unidad de regulación de la extracción de metal y del análisis esté unida por conductores ópticos con el espectrómetro.
El invento se explica más de cerca en lo que sigue con la ayuda de los ejemplos de realización representados en los dibujos. Se muestra:
la figura 1 en esquema un dispositivo para la localización de concentraciones de elementos en una barra colada;
la figura 2 en representación ampliada una vista en planta desde arriba sobre un segmento longitudinal que forma un cuerpo de prueba de una barra colada y
las figuras 3 a 6 diagramas diversos de un análisis de licuación.
En la figura 1 está designada con 1 una disposición para la localización de concentraciones de elementos en las zonas marginales de una barra colada fabricada horizontalmente, compuesta de una aleación de Cu-Sn (CuSn4). La disposición 1 comprende una mesa 2 de pruebas sobre la que se puede sujetar localmente un tramo longitudinal corto de la barra colada en forma de un cuerpo 3 de prueba. Como permite reconocer también a este respecto la figura 2, la longitud L del cuerpo 3 de prueba separado de la barra colada está dimensionada claramente menor que el ancho B, que al mismo tiempo corresponde al ancho de la barra colada. El cuerpo 3 de prueba con la extensión ancha está también fijado localmente en la dirección longitudinal de la mesa 2 de prueba.
En la dirección longitudinal de la mesa 2 de prueba y por consiguiente también paralelamente a la dirección transversal del cuerpo 3 de prueba es también transladable una unidad extractora 4 de metal en la forma de un cabezal de fresado con una fresa 5. La fresa 5 puede sacarse hacia debajo de la unidad extractora 4 de metal. Además, la unidad extractora 4 de metal, en forma no ilustrada más de cerca, está bajo la influencia de una unidad 6 de la extracción de metal y del análisis.
A la unidad extractora 4 de metal está asociado un detector 7, por el que se asigna la posición del cuerpo 3 de prueba sobre la mesa 2 de prueba y su extensión B de ancho en dirección transversal.
Ya que la unidad extractora 4 de metal está bajo la influencia de la unidad 6 de la extracción de metal y del análisis, está también acoplada por un conductor 8 con un mando 9 programable en memoria, que por otra parte está acoplado a su vez por un conductor 10 con un ordenador 11 con pantalla 12 e impresora 13.
Además, en dirección longitudinal de la mesa de prueba y por tanto paralelamente a la extensión B de ancho del cuerpo 3 de prueba es transportable un cabezal 14 de análisis espectral. También éste está bajo la influencia de la unidad 6 de regulación de extracción de metal y del análisis, que por su parte está acoplado por conductores ópticos 15 con un espectrómetro 16 y éste a su vez por un conductor 17 con el ordenador 11.
Para la ejecución de un análisis se desplaza en primer lugar el detector 7 por el mando 9 y la unidad 6 de del detector 7 sobre el cuerpo 3 de prueba, detectándose su posición y su ancho por el detector. Por los valores comunicados al mando 9, ajusta éste entonces la unidad extractora 4 de metal, de forma que la fresa saca fresada al modo de tira del cuerpo 3 de prueba una capa superficial en la extensión B de ancho con una profundidad de 0,6 mm (véase también la fig. 2).
En conexión con esto se mueve el cabezal 14 de análisis espectral, partiendo del ordenador 11 por el mando 9, en dirección longitudinal de la banda fresada 18, ejecutándose un examen analítico espectral en forma puntual de la composición metálica del cuerpo 3 de prueba en sucesión 19 en forma de línea (manchas de combustión del espectrómetro). Con esto el espectrómetro 16 recibe instrucciones del ordenador 11 sobre la aleación que debe analizarse y cuando se ha debido actuar. El espectrómetro 16 averigua la composición por espectrometría de emisión y comunica la concentración al ordenador 11.
Las flechas PF señalan aquí el flujo de información.
El ordenador 11 reúne los datos de posición y datos de análisis y corrige eventualmente los valores de calibración. Luego transmite los datos de análisis y posición a un diagrama que según la figura 3 muestra una línea sobre la pantalla 12. Aquí está representado en abcisas A el ancho B del cuerpo 3 de prueba en milímetros y en ordenadas O la concentración en estaño en tantos por ciento. La concentración en estaño admisible oscila entre 3,5 y 4,5 por ciento.
En el caso de realización a modo de ejemplo el espectrómetro 16 determina con una profundidad de fresado de aproximadamente 0,6 mm desde la posición 375 a 425 mm una concentración 20 de estaño que sobresale fuera del valor límite OG superior, la transmite al ordenador 11 y la indica según la
\hbox{figura 3.}
Desde ahora se mueve la unidad extractora 4 de metal de nuevo en dirección longitudinal de la banda 18, extrayéndose otros 0,2 mm de material.
Después se mueve el cabezal 14 en dirección longitudinal de la banda 18 y se averigua la composición metálica.
Como puede reconocerse a este respecto por la figura 4, muestra también este análisis todavía una concentración aumentada 20 de estaño con una profundidad de fresado total ahora de 0,8 mm en la zona entre 375 y 425 mm. Desde luego puede reconocerse también que la concentración 20 de estaño se ha vuelto más estrecha en la base.
Debido, ahora como antes, a la concentración aumentada 20 de estaño, se mueve a continuación la unidad extractora 4 de metal otra vez en dirección longitudinal de la banda 18 y se extrae otra capa de 0,2 mm.
Acto seguido se mueve también el cabezal 14 del análisis espectral una vez más en dirección longitudinal de la banda 18 y se averigua la composición metálica actual.
Como muestra en esto la figura 5, existe en la profundidad actual de fresado total de aproximadamente 1 mm, ahora como antes entre las posiciones 375 y 425 mm, una concentración aumentada 20 de estaño. Pero la figura 5 muestra que la concentración 20 de estaño se ha vuelto claramente más estrecha en la base.
A continuación se traslada la unidad extractora 4 de metal de nuevo en dirección longitudinal de la banda 18 y se extrae con la fresa 5 otra capa con un espesor de 0,2 mm.
Después se mueve el cabezal 14 de análisis espectral en dirección longitudinal de la banda 18 y se averigua la composición metálica.
Como desde ahora permite reconocer el diagrama según la figura 6 mostrado sobre la pantalla 12 del ordenador 11, ahora con una profundidad de fresado total de 1,2 mm ya no es reconocible una concentración aumentada o anomalía. El curso de concentración del estaño se mueve entre las dos líneas límite OG y UG.
De este resultado de examen se sigue pues que la fresa para el mecanizado de la barra colada debe ajustarse en 1,4 mm de profundidad de fresado, para asegurar que en la barra colada arrollada en bobina (banda metálica) no se encuentran altas concentraciones de estaño inadmisibles, que podrían conducir al desecho de los productos correspondientes en un ulterior mecanizado de la barra colada.
Lista de símbolos de referencia
1
disposición
2
mesa de prueba
3
cuerpo de prueba
4
unidad extractora de metal
5
fresa
6
unidad de regulación de la extracción de metal y del análisis
7
detector
8
conductor
9
mando programable en memoria
10
conductor
11
ordenador
12
pantalla
13
impresora
14
cabezal de análisis espectral
15
conductores ópticos
16
espectrómetro
17
conductor
18
banda
19
sucesión
20
concentración de estaño
A
abcisas
O
ordenadas
OG
valor límite superior
PF
flecha
UG
valor límite inferior

Claims (3)

1. Procedimiento para la localización de concentraciones (20) de elementos en las zonas marginales de una barra colada fabricada horizontalmente compuesta de metales aleados no férreos, en el que un segmento longitudinal (3) es retirado de una barra colada y una capa superficial con un espesor determinado es extraída a modo de banda, al menos una vez en dirección transversal, de este segmento longitudinal que forma un cuerpo (3) de prueba, entonces se realiza en la dirección longitudinal de la banda (18) un examen analítico espectral de forma puntual de la composición metálica según una sucesión (19) en forma de líneas y a continuación se representan con la ayuda de un ordenador (11) las concentraciones (20) de elementos en forma numérica y/o gráfica.
2. Disposición para la ejecución del procedimiento según la reivindicación 1, que presenta un detector (7) para determinar la posición del cuerpo (3) de prueba, una unidad (4) extractora de metal y un cabezal (14) de análisis espectral, que pueden desplazarse con respecto al cuerpo (3) de prueba y que están sometidos a la influencia de una unidad (6) de regulación de la extracción de metal y del análisis que está acoplada a un ordenador (11), por una parte por medio de un mando (9) programable en memoria y por otra parte por un espectrómetro (16).
3. Disposición según la reivindicación 2, en la que la unidad (6) de regulación de la extracción de metal y del análisis está unida con el espectrómetro (16) por medio de conductores ópticos (15).
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