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.Info
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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.
- 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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