ES2267516T3 - Dispositivo de colada de bandas. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la colada de bandas metálicas que comprende: un par de cilindros de laminado paralelos (16) que forman un estrechamiento entre ellos, una tobera para el suministro de metal alargada (19) confformada en una pluralidad de piezas alargadas diferenciadas (19A) dispuestas a lo largo del estrechamiento, unos medios de soporte de la tobera (106, 107) que soportan las piezas de la tobera, de manera que la tobera (19) se extiende por encima y a lo largo del estrechamiento entre los cilindros de laminado (16) para el suministro de metal fundido en el estrechamiento de manera que se forme un baño de colada (68) de metal fundido soportado por encima del estrechamiento, un par de placas de limitación del baño (56) en los extremos del estrechamiento, unos medios de precarga de la placa (83) para precargar las placas de limitación del baño (56) contra las superficies extremas de los cilindros (16) de manera que las placas (56) se desplacen hacia el interior de los cilindros (16) para adaptar el desgaste de las placas (56), y unos medios de desplazamiento del extremo de la tobera (150, 152) para desplazar las piezas de la tobera (19A) que delimitan los extremos exteriores de la tobera sobre los medios de soporte (106, 107) con movimientos hacia el interior que se corresponden con los movimientos hacia el interior de dichas placas laterales (56) para mantener una distancia constante entre las placas laterales (56) y los extremos de la tobera.
Description
Dispositivo de colada de bandas.
La presente invención se refiere a la colada de
bandas metálicas. Se aplica particularmente, aunque no
exclusivamente, a la colada de bandas metálicas ferrosas.
Se conoce colar una banda metálica mediante
colada continua en una máquina de colada de cilindros gemelos. Se
introduce el metal fundido entre un par de cilindros de laminado
horizontales que giran en sentidos opuestos y que están
refrigerados, de manera que el metal se solidifica sobre las
superficies móviles de los cilindros que se juntan en el
estrechamiento entre ellos para producir una banda solidificada
expulsada hacia abajo desde el estrechamiento entre los cilindros.
La expresión "estrechamiento" se utiliza en la presente memoria
para indicar en general la zona en la que los cilindros están más
próximos entre sí. El metal fundido puede verterse desde un caldero
de colada a un recipiente más pequeño, o a una serie de recipientes
más pequeños desde los cuales fluye a través de una tobera de
suministro del metal dispuesta encima del estrechamiento entre los
cilindros, de manera que lo dirige al estrechamiento entre los
cilindros, de manera que se forma un baño de colada de metal fundido
soportada sobre las superficies de colada de los cilindros,
inmediatamente por encima del estrechamiento. Este baño de colada
puede estar limitada entre placas laterales o compuertas mantenidas
en un acoplamiento deslizante con los extremos de los cilindros.
Aunque la colada mediante cilindros gemelos ha
sido aplicada con un cierto éxito a los metales no ferrosos que se
solidifican rápidamente al enfriarse, han existido problemas para
aplicar la técnica a la colada de metales ferrosos que presentan
unas temperaturas de solidificación elevadas y que tienden a
producir defectos debidos a la desigual solidificación sobre las
superficies frías de los cilindros. Surge un problema particular
debido a la formación de trozos de metal sólido conocidos como
"calaveras" cerca de las placas que limitan el baño. Estos
problemas se agravan cuando se realizan intentos para reducir el
exceso de calor del metal fundido entrante. La proporción de
pérdidas locales de calor en el baño de colada es mayor cerca de las
placas laterales debido principalmente a la transmisión adicional de
calor por conducción a través de las placas laterales a los extremos
de los cilindros. Esta elevada proporción de pérdidas locales de
calor se refleja en la tendencia a formar "calaveras" de metal
sólido en esta zona que pueden crecer hasta alcanzar un tamaño
considerable y caer entre los cilindros provocando defectos en la
banda conocidos generalmente como "huevos de serpiente". Es por
consiguiente muy importante mantener el baño en unas condiciones
constantes en la zona de las placas laterales. En particular, la
regulación de los espacios entre los extremos de la tobera y las
caras internas de las placas laterales es de una gran importancia
crítica.
Hemos determinado que se provocan cambios
significativos en el flujo debido a la variación de la posición de
los extremos de la tobera de suministro con respecto a las placas
laterales que pueden ser ocasionados por una colocación inadecuada
de la tobera de suministro durante la preparación y por el posterior
movimiento de los extremos de la tobera debido a la expansión
térmica durante la colada. El problema permanece incluso si la
tobera está diseñada específicamente para proporcionar un incremento
del caudal de metal en la zonas del "punto triple" (es decir,
allí donde las compuertas laterales y los cilindros de laminado
están en las zonas del menisco del baño de colada) que incremente la
aportación de calor a estas zonas del baño. Pueden verse ejemplos de
dichas toberas en las patentes US nº 4.694.887, nº 5.221.511 y en
la solicitud anterior de los presentes inventores de patente
australiana 35218/97 y Au 35219/17 basada en la solicitud
provisional PO2367 y GB 2.317.132.
Aunque el vertido en el punto triple se ha
demostrado efectivo para reducir la formación de calaveras en las
zonas del punto triple del baño, no ha sido posible eliminar
completamente el problema porque la generación de defectos es
extraordinariamente sensible incluso a mínimas variaciones en el
caudal de metal en las zonas del punto triple del baño y los
movimientos de los extremos de la tobera debidos a la expansión
térmica durante la colada pueden ser suficientes para producir
defectos. A medida que se reduce la separación entre el extremo de
la tobera y la placa lateral, el caudal de metal escalonado en
sentido descendente desde los pasos de vertido en el punto triple,
choca más arriba sobre las placas laterales. Esto puede conducir a
la formación de calaveras con los consiguientes defectos de huevo de
serpiente, o en casos extremos pueden hacer que el metal vertido
suba hacia arriba en el reducido espacio entre los extremos de la
tobera y las placas laterales para verterse por encima de los bordes
superiores de las placas laterales. Este problema está contemplado
por la presente invención.
Según la invención, se da a conocer un aparato
para la colada de bandas metálicas que comprende:
un par de cilindros de laminado paralelos que
forman un estrechamiento entro ellos, una tobera de forma alargada
para el suministro de metal formada por una pluralidad de piezas
diferenciadas alargadas dispuestas a lo largo del
estrechamiento,
unos medios de soporte de la tobera que soportan
las piezas de la tobera de manera tal que la tobera se extiende por
encima y a lo largo del estrechamiento entre los cilindros de
laminado, para el suministro de metal fundido en el estrechamiento
de modo que se forma un baño de colada de metal fundido soportada
encima del estrechamiento,
un par de placas limitadoras del baño en los
extremos del estrechamiento, unos medios de precarga de la placa
para precargar las placas de limitación del baño contra las
superficies de los extremos de los cilindros de manera que las
placas se desplazan hacia el interior de los cilindros para
adaptarse al desgaste de las placas, y
unos medios de desplazamiento de los extremos de
la tobera para desplazar las partes de la tobera que definen los
extremos exteriores de la tobera en los medios de soporte, con
movimientos hacia el interior que se correspondan con los
movimientos internos de dichas placas laterales para mantener una
distancia constante entre las placas laterales y los extremos de la
tobera.
Preferentemente, los medios de desplazamiento de
los extremos de la tobera comprenden un par de estructuras móviles
dispuestas una en cada extremo del conjunto del cilindro de colada,
unos medios de movimiento para desplazar estas estructuras
longitudinalmente a lo largo de los cilindros, unos medios de unión
que unen las estructuras móviles a las dos piezas extremas de la
tobera que delimitan los extremos exteriores de la tobera de manera
que estas dos piezas de la tobera son desplazadas junto con las
estructuras móviles, y unos medios de control como respuesta a los
avances hacia el interior de las placas laterales con respecto a los
extremos externos de los cilindros para hacer que los medios de
movimiento desplacen las estructuras móviles hacia el interior y de
esta forma desplacen dichas dos piezas de la tobera con los
movimientos correspondientes hacia el interior.
Los medios de precarga de la placa pueden
comprender un par de empujadores de acción generalmente horizontal
que son accionados para aplicar unas fuerzas de cierre opuestas
hacia el interior a las placas limitadoras del baño, y dichas
estructuras desplazables pueden proporcionar topes contra los que
reaccionan los empujadores para aplicar las fuerzas de cierre hacia
el interior a las placas.
Las estructuras móviles pueden comprender un par
de carros que transportan los empujadores y que pueden desplazarse
acercándose y alejándose entre sí para permitir que pueda ajustarse
la separación entre ellos de manera que los carros puedan estar
ajustados previamente antes de la colada para adecuarlos a la
anchura de los cilindros de laminado.
Las estructuras móviles pueden comprender unos
medios de accionamiento de los carros que actúan entre las partes
exteriores extremas de las estructuras móviles y los carros para
desplazar los carros acercándolos y alejándolos entre sí.
Los medios de accionamiento de los carros pueden
comprender un par de unidades de cilindros que pueden ser accionados
con un fluido conectados a cada uno de los carros y a las partes
exteriores extremas de dichas estructuras móviles.
Los medios de movimiento pueden actuar sobre las
partes exteriores extremas de las estructuras móviles.
Los medios de movimiento pueden comprender un
par de gatos conectados a las partes exteriores extremas de las
estructuras móviles. Estos gatos pueden ser unos gatos accionados
eléctricamente impulsados mediante husillos.
Los medios de control pueden ser sensibles al
movimiento de los medios de inclinación de las placas que producen
los movimientos hacia el interior de las placas limitadoras del
baño. Los medios de control pueden disponer, por ejemplo,
transductores en los empujadores de las placas para proporcionar
señales de control que indiquen el movimiento de los empujadores y
de las placas conectados a un circuito de control con los medios de
movimiento de tal manera que los medios de movimiento produzcan los
movimientos correspondientes de las estructuras móviles y por
consiguiente, de dichas dos piezas de la tobera.
Alternativamente, los medios de control pueden
estar provistos de unos medios de inspección para observar la
posición de las placas limitadoras del baño y para proporcionar
señales de control dependientes de los cambios observados de la
posición de estas placas.
Los medios de movimiento pueden accionarse de
forma independiente para ajustar el reglaje inicial de dichas dos
piezas de la tobera con respecto a las placas.
Con el fin de que la invención se ponga más
claramente de manifiesto, se describirá detalladamente una forma de
realización particular haciendo referencia a los dibujos adjuntos,
en los que:
la Figura 1 es una sección transversal vertical
a través de una máquina de colada de bandas construida según la
presente invención;
las Figuras 2A y 2B se unen en la línea
A-A para formar una sección transversal longitudinal
a través de partes importantes de la máquina de colada;
la Figura 3 es una vista lateral en alzado de
unas partes de la máquina de colada que proporcionan soporte para
una tobera de suministro de metal;
la Figura 4 es una vista en planta de los
componentes ilustrados en la Figura 3;
la Figura 5 es una vista lateral en alzado de
medio segmento de la tobera de suministro del metal;
la Figura 6 es una vista en planta del segmento
de la tobera ilustrado en la Figura 5;
la Figura 7 es una sección transversal
longitudinal por el segmento de suministro de la tobera;
la Figura 8 es una vista ampliada vertical en
sección transversal a través de los componentes de un extremo de la
máquina de colada; y
la Figura 9 es una sección transversal a través
de los componentes ilustrados en la Figura 8.
La máquina de colada ilustrada comprende una
estructura principal 11 de la máquina que soporta un módulo de
cilindros de laminado en forma de un casete 13 que puede ser
desplazado hasta una posición de funcionamiento en la máquina de
colada como una unidad, pero que puede ser fácilmente desmontado
cuando deben sustituirse los cilindros. El casete 13 dispone de un
par de cilindros de laminado paralelos 16, a los que se suministra
metal fundido durante la colada desde un caldero de colada (no
representado) a través de una artesa 17, un distribuidor 18 y una
tobera de suministro 19 para crear un baño de colada 68. Los
cilindros de laminado 16 están refrigerados por agua de manera que
sobre las superficies móviles de los cilindros se solidifican unas
cáscaras que se juntan en el estrechamiento entre ellos para
producir una banda solidificada 20 a la salida de los cilindros.
Este producto puede alimentar una bobinadora corriente.
Los cilindros de laminado 16 giran en sentidos
contrarios a través de ejes de accionamiento desde un motor
eléctrico (no representado) conectado a una transmisión montada
sobre el bastidor principal de la máquina. Los ejes de accionamiento
pueden ser desconectados de la transmisión cuando debe desmontarse
el casete. Los cilindros 16 presentan las paredes periféricas de
cobre conformadas con una serie de pasos longitudinales para el agua
de refrigeración, separados circunferencialmente, alimentados con
agua de refrigeración por los extremos de los cilindros, desde los
conductos de suministro de agua de los ejes de accionamiento de los
cilindros, que están conectados a las mangueras de suministro de
agua a través de casquillos rotativos. El cilindro puede tener
típicamente unos 500 mm de diámetro y hasta 2.000 mm de longitud
con el fin de suministrar una banda de una anchura aproximada a la
de los cilindros.
El caldero de colada es de construcción
totalmente convencional y está soportado por una torreta giratoria
de la que puede llevarse a posicionarse sobre la artesa 17 para
llenar dicha artesa. La artesa puede estar provista de una válvula
de compuerta deslizante 47 que puede ser accionada mediante el
cilindro de un servomecanismo para permitir que el metal fundido
fluya desde la artesa 17 a través de la válvula 47 y de un
recubrimiento de refractario 48 hasta el distribuidor 18.
El distribuidor 18 está conformado como un plato
ancho de un material refractario tal como magnesita (MgO). Un lado
del distribuidor 18 recibe el metal fundido de la artesa 17 y el
otro lado del distribuidor 18 está provisto de una serie de
aberturas de salida del metal espaciadas en sentido longitudinal. La
parte inferior del distribuidor 18 incorpora unos soportes de
montaje 53 para el montaje del distribuidor sobre la estructura
principal 11 de la máquina de colada cuando está instalada en su
posición de funcionamiento.
La tobera de suministro 19 está realizada en dos
piezas independientes alargadas 19A formadas como medios segmentos
idénticos de la tobera de un material refractario como
alúmina-grafito. Las piezas están soportadas de
manera que pueden ser dispuestas en una relación entre sus extremos
con un espacio 50 entre ellas.
La construcción de las piezas 19A de la tobera
está ilustrada en las Figuras 4 a 6. Cada pieza de la tobera
presenta generalmente forma de canalón de manera que la tobera 19
delimita una abertura superior 61 del canalón para recibir el metal
fundido que fluye en sentido descendente desde las aberturas 52 del
distribuidor. El canalón 61 está conformado entre las paredes
laterales 62 de la tobera y las paredes extremas 70 y puede
considerarse que está dividido transversalmente entre sus extremos
por las dos paredes extremas planas 80 de las piezas de la tobera
19A que están separadas para formar el espacio 50. El fondo del
canalón está cerrado por un suelo horizontal inferior 63 que se une
a las paredes laterales 62 del canalón en las esquinas achaflanadas
81 del fondo. La tobera está provista en estas esquinas inferiores
de una serie de aberturas laterales en forma de ranuras alargadas 64
separadas longitudinalmente con un espaciado regular a lo largo de
la tobera. Las ranuras 64 están dispuestas para facilitar la salida
del metal fundido desde el canalón al nivel del suelo del canalón
63. El suelo del canalón está provisto adyacente a las ranuras de
rebajes 83 con una pendiente hacia el exterior y hacia abajo desde
el centro del suelo hacia las ranuras y las ranuras continúan como
prolongaciones de los rebajes 83 hasta las salidas de las ranuras 64
dispuestas en las esquinas achaflanadas inferiores 81 de la tobera
por debajo del nivel de la superficie superior 85 del suelo.
Los extremos exteriores de los segmentos de la
tobera están provistos de formaciones en el extremo para el vertido
en el punto triple, indicadas en conjunto como 87, que se extienden
hacia el exterior más allá de la pared extrema 70 de la tobera. Cada
formación 87 del extremo define un pequeño depósito 88 con la parte
superior abierta para recibir metal fundido del distribuidor,
estando separado este depósito del canalón principal de la tobera
mediante la pared extrema 70. El extremo superior 89 de la pared
extrema 70 está más bajo que los bordes superiores del canalón y que
las partes exteriores del depósito 88, y puede servir como de
compuerta para permitir el retorno del flujo de metal fundido al
canalón principal de la tobera desde el depósito 88 si el depósito
está demasiado lleno tal como se explicará con más detalle a
continuación.
El depósito 88 está configurado como un plato de
poca profundidad con un suelo plano 91, unas caras laterales e
interiores 92, 93 y una cara vertical exterior curvada 94. Aunque
las caras laterales 92, 93 aparecen inclinadas con respecto a la
vertical, pueden estar formadas para permanecer rectas desde el
suelo 91 de modo que sean esencialmente verticales. Un par de pasos
95 para el vertido en el punto triple se extienden lateralmente
hacia el exterior, desde el depósito 88, justo por encima del nivel
del suelo 91 para conectar con las salidas de vertido del punto
triple 96 en los lados inferiores de las formaciones del extremo de
la tobera 87, estando inclinadas las salidas 96 hacia abajo y hacia
adentro para suministrar metal fundido en las zonas del punto triple
del baño de colada.
El metal fundido cae desde las aberturas de
salida 52 del distribuidor en una serie de chorros verticales de
caída libre 65 a la parte inferior del canalón de la tobera 61. El
metal fundido fluye desde este depósito al exterior a través de las
aberturas laterales 64 para formar un baño de colada 68 soportada
por encima del estrechamiento 69 entre los cilindros de laminado
16.
El baño está limitado en los extremos de los
cilindros mediante un par de placas laterales de cierre 56 que están
mantenidas contra los extremos en pendiente de los cilindros cuando
el casete de los cilindros está en posición de funcionamiento. Las
placas laterales de cierre 56 están realizados en un material
refractario resistente, por ejemplo nitruro de boro, y bordes
laterales dentados están previstos para acoplarse a la curvatura de
los extremos escalonados de los cilindros. Las placas laterales
están montadas en soportes de placas 82 que pueden desplazarse por
la acción de un par de empujadores 83 para hacer que las placas
laterales se acoplen con los extremos escalonados de los cilindros
de laminado para formar cierres en los extremos para el baño de
metal fundido formada sobre los cilindros de laminado durante una
colada.
Los casetes desmontables 13 para cilindros
pueden construirse en la forma descrita en la solicitud de patente
australiana 84.244/98 de los presentes inventores, de manera que los
cilindros de laminado 16 pueden estar preparados y puede ajustarse
el estrechamiento entre ellos antes de instalar el casete en
posición en la máquina de colada. Los detalles de la construcción
del casete que se describen detalladamente en la solicitud de
patente 84.244/98 no forman parte de la presente invención y en este
contexto no es necesaria ninguna descripción adicional.
Las placas laterales 56 que limitan el baño y
los empujadores 83 están montados sobre un par de carros indicados
en conjunto como 101, dispuestos uno en cada extremo del conjunto de
cilindros y desplazables acercándose y alejándose entre sí para
permitir la regulación de la separación entre ellos. De este modo
los carros pueden ajustarse previamente antes de una colada para
adecuarse a la anchura de los cilindros de laminado y permitir un
rápido cambio de cilindros para las distintas anchuras de banda. Los
carros 101 están colgados de unas pistas lineales 102 en la parte
inferior de una estructura rectangular fija 103 de placas que está
montada sobre el bastidor principal de la máquina mediante unas
bridas 104, de manera que se extiende horizontalmente por encima de
los cilindros de laminado y para extenderse más allá de los mismos
a ambos extremos de la máquina de colada. La estructura rectangular
de placas 103 está dispuesta debajo del recipiente del distribuidor
del metal 18 y dispone de una abertura rectangular central 105 para
alojar la tobera 19 de suministro del metal. La parte central de la
estructura 103 está provista de soportes 106 para la tobera de
suministro que sobresalen hacia el interior para acoplar las
pestañas superiores en los extremos interiores de las dos medias
partes 19A y 19B de la tobera de suministro, mientras que los
extremos exteriores de las partes de la tobera de suministro están
soportados sobre espigas 107 de soporte de la tobera, montadas en
los extremos interiores de los dos carros 101, de manera que
sobresalen hacia el interior de la abertura 105 de la estructura
rectangular fija, pero son desplazables hacia afuera y hacia adentro
junto con los carros 101.
Las placas laterales en los soportes 82 están
conectadas de manera giratoria a los empujadores 83 de modo que las
placas laterales pueden inclinarse alrededor de las conexiones
giratorias, y los empujadores aplican fuerzas opuestas a través de
los pivotes. Las conexiones giratorias están dispuestas de manera
que cada una de las placas laterales puede oscilar longitudinalmente
con respecto a los cilindros gracias al movimiento de giro alrededor
de un eje horizontal de giro transversal a los cilindros, y puede
oscilar lateralmente con respecto a los cilindros mediante el
movimiento de giro alrededor de un eje vertical de giro
perpendicular al eje horizontal de giro, estando limitado el
movimiento de giro de la placas a los movimientos sobre estos dos
ejes específicos de manera que se impide la rotación plana de las
placas.
Los soportes laterales 82 de las placas están
conectados de forma giratoria mediante espigas de giro horizontales
126 y un par de espigas de giro verticales 128 al cuerpo 129 de un
empujador en el extremo de la varilla 130 de un empujador del
correspondiente empujador 83. La varilla 130 del empujador está
soportada mediante un par de cojinetes lineales 120 sobre una pista
140 encima del carro. Las espigas verticales de giro 128 están
fijadas al cuerpo 129 del empujador y encajan en unas ranuras
alargadas en el soporte de las placas. Las ranuras son alargadas en
la dirección longitudinal del empujador 83 para dejar pequeñas
holguras de huelgo alrededor de las espigas de giro 128 que permiten
un movimiento oscilante limitado del soporte de la placa sobre la
espiga horizontal 121 en sentido longitudinal con respecto a los
cilindros.
La espiga horizontal de giro 126 está montada
asimismo en el cuerpo del empujador 129 y se acopla a un cojinete
internamente convexo en el soporte de la placa, de manera que el
soporte de la placa 125 puede oscilar lateralmente sobre los
cilindros de laminado alrededor del eje vertical definido por las
espigas de giro 128. El grado hasta el cual el soporte de la placa
es libre de oscilar de esta forma puede estar limitado mediante un
acoplamiento con topes en el cuerpo del empujador 129.
Las espigas horizontales de giro 126 está
dispuestas a un altura tal sobre el nivel del estrechamiento entre
los cilindros de laminado que el efecto de la presión exterior sobre
las placas laterales debida al metal fundido en el baño de colada es
tal que inclina de forma giratoria las placas laterales alrededor de
los pivotes en tales direcciones que sus extremos inferiores están
escalonados interiormente de manera que incrementan la presión de
sellado en el fondo del baño de colada. La disposición permite la
inclinación de las placas laterales para que se adapten a la
deformación de las superficies de los extremos de los cilindros de
laminado debida a la expansión térmica durante la colada y al mismo
tiempo mantiene una inclinación que incrementa la fuerza de sellado
en el fondo del baño, de manera que contrarresta el aumento de
presión ferrostática en el fondo del baño donde según ello existe la
máxima tendencia a producirse fugas.
El posicionado correcto de los pivotes dependerá
del diámetro de los cilindros de laminado, de la altura del baño de
colada y del espesor de la banda que se está colando. La manera como
puede determinarse la posición correcta de los pivotes está descrita
completamente en la patente australiana nº. 693.256 de los presentes
inventores y en la patente US nº 5.588.479.
Los carros 101 pueden desplazarse a lo largo de
las pistas lineales 102 sobre la estructura 103 mediante la
actuación de un par de unidades compuestas por los cilindros 141 de
posicionado del carro accionados mediante un fluido, que pueden ser
accionados neumática o hidráulicamente, fijados a los extremos
exteriores de los carros 101 y a un par de gatos 152 accionados
eléctricamente montados en la estructura de la máquina. Las
unidades 141 de los cilindros presentan dos posiciones fijas, de
manera que pueden disponer los carros en dos posiciones alternativas
para dos diferentes anchuras de la banda colada. La regulación de
los carros de esta forma coloca automáticamente los soportes de las
placas en las posiciones adecuadas de manera que las hace acoplarse
y quedar firmemente comprimidas contra los extremos de los
cilindros de laminado mediante el funcionamiento de los empujadores
83. Al mismo tiempo, la regulación de los carros desplaza las
espigas exteriores de soporte 107 de la tobera de suministro hasta
posicionarlas para soportar los extremos exteriores del núcleo de la
tobera 19 apropiados a la anchura de la banda que debe colarse, dado
que puede mantenerse el posicionado relativo de los soportes del
núcleo de la tobera y de los soportes de las placas.
Los carros 101 están previstos de también unos
puentes interiores 143 que realizan un sellado contra los extremos
exteriores del recipiente de distribución 18 mediante las juntas
144. Los puentes 143 están dispuestos directamente encima de los
soportes de las placas laterales 82 y de esta forma encajan contra
los extremos exteriores del recipiente de distribución de una
anchura adecuada escogido según el tamaño de la banda que debe
colarse, proporcionando de este modo un recinto cerrado sobre el
baño de colada para permitir la colada en una atmósfera inerte. Uno
de ambos puentes 143 puede servir también de soporte de cámaras
para instalar cámaras de observación del baño de colada para
controlar las condiciones del baño de colada durante la colada.
Con la construcción anterior, el movimiento de
los carros es efectivo para fijar no solamente la posición de las
compuertas laterales apropiada para el ancho de la banda a colar,
sino que también posiciona de forma automática los puentes 143 con
las juntas 144 del baño de colada y las cámaras de observación del
baño de colada sin necesidad de ajuste individual o de regulación de
ninguno de estos componentes.
Durante la colada las partes 19A del núcleo de
la tobera experimentan una expansión térmica muy significativa
debido al contacto con el acero fundido a temperaturas aprox. de
1.570ºC o más. En una instalación típica, cada pieza 19A de la
tobera puede ser por ejemplo de unos 650 mm de longitud y la
expansión térmica puede vaciar su longitud hasta 12 mm. La
separación entre los extremos del núcleo de la tobera y las
compuertas laterales será generalmente de 15 mm para producir un
vertido efectivo de metal fundido en el punto triple a lo largo de
las compuertas laterales. Según ello, la expansión térmica de la
tobera es muy significativa y puede reducir considerablemente el
espacio entre los extremos de la tobera y las compuertas laterales,
haciendo que el metal fundido que sale por los pasos 95 de vertido
en el punto triple choque en las partes superiores de las compuertas
laterales por encima del baño de colada formando calaveras y en
casos extremos al vertido de metal por encima de los bordes
superiores de las compuertas laterales. Además, las placas laterales
se desgastan solamente por sus bordes que se acoplan a las caras
extremas de los cilindros. Las partes interiores de las placas
laterales entre estos bordes permanecen sin desgastarse y a medida
que continúa el desgaste de las placas son proyectadas hacia el
interior desde los extremos de los cilindros disminuyendo de este
modo la separación efectiva entre las placas laterales y los
extremos de la tobera. La presente invención permite resolver ambos
problemas incorporando los carros 101 del empujador y las unidades
141 de los cilindros de reglaje del carro como partes de dos
estructuras móviles indicadas en su conjunto como 150, que están
conectadas a los extremos exteriores de las dos partes 19A de la
tobera 19A mediante las espigas 151 y que pueden desplazarse
conjuntamente acercándose y alejándose mediante el funcionamiento de
un par de gatos de husillo 152. Con esta disposición, los carros
101 están incorporados con los cilindros 141 de accionamiento del
carro en las estructuras móviles 150 que pueden ser desplazadas
mediante el funcionamiento de los gatos 152 para mover los dos
segmentos de la tobera. Las espigas 151 están dispuestas en los
extremos exteriores de las partes 19A de la tobera de manera que las
posiciones de los extremos de la tobera están determinadas con
precisión mediante las posiciones de las estructuras móviles 150.
Esto permite que los extremos exteriores de los segmentos de la
tobera puedan ser fijados en posición de modo preciso con respecto a
las placas laterales antes de una colada. Además, durante una
colada los gatos de husillo pueden ser accionados de manera que
desplacen los segmentos de la tobera hacia el interior para
ajustarlos al avance hacia el interior de las placas laterales a
medida que se desgastan, de manera que mantienen con mucha precisión
el espacio fijado inicialmente entre los extremos de la tobera y las
placas laterales. El posicionado de los extremos de la tobera no
queda afectado de forma significativa por la expansión térmica de la
tobera porque los extremos están situados mediante las espigas 51 y
las partes de la tobera se dilatan hacia el interior.
Los gatos de husillo 152 pueden ser accionados
con motores eléctricos conectados a un circuito de control que
recibe señales de control determinadas por la medición de la
variación de la separación, o mediante otros medios que miden el
avance de las placas laterales. Por ejemplo, los cilindros
empujadores 83 pueden incorporar transductores de movimiento de la
velocidad lineal como respuesta a la extensión de los empujadores
para proporcionar señales indicativas del movimiento hacia el
interior de las placas laterales estando conectados los gatos de
husillo al circuito de control con codificadores de señales
(rotativos) para determinar las posiciones de los extremos de la
tobera. Alternativamente, pueden instalarse pequeñas cámaras de
vídeo refrigeradas por agua en los puentes 143 para observar
directamente la separación entre las placas laterales y los extremos
de la tobera, y generar señales de control que alimenten los
codificadores de señales de los gatos de husillo. Con cualquiera de
estas disposiciones es posible conseguir un control muy preciso de
la separación entre las caras interiores de las placas laterales y
los extremos exteriores de la tobera. Además, las separaciones
pueden fijarse con precisión mediante el funcionamiento
independiente de los gatos de husillo antes de la colada.
Claims (13)
1. Dispositivo para la colada de
bandas metálicas que comprende:
- un par de cilindros de laminado paralelos (16) que forman un estrechamiento entre ellos,
- una tobera para el suministro de metal alargada (19) conformada en una pluralidad de piezas alargadas diferenciadas (19A) dispuestas a lo largo del estrechamiento,
- unos medios de soporte de la tobera (106, 107) que soportan las piezas de la tobera, de manera que la tobera (19) se extiende por encima y a lo largo del estrechamiento entre los cilindros de laminado (16) para el suministro de metal fundido en el estrechamiento de manera que se forme un baño de colada (68) de metal fundido soportado por encima del estrechamiento,
- un par de placas de limitación del baño (56) en los extremos del estrechamiento,
- unos medios de precarga de la placa (83) para precargar las placas de limitación del baño (56) contra las superficies extremas de los cilindros (16) de manera que las placas (56) se desplacen hacia el interior de los cilindros (16) para adaptar el desgaste de las placas (56), y unos medios de desplazamiento del extremo de la tobera (150, 152) para desplazar las piezas de la tobera (19A) que delimitan los extremos exteriores de la tobera sobre los medios de soporte (106, 107) con movimientos hacia el interior que se corresponden con los movimientos hacia el interior de dichas placas laterales (56) para mantener una distancia constante entre las placas laterales (56) y los extremos de la tobera.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que los medios de desplazamiento del extremo de la tobera comprenden
un par de estructuras móviles (150) dispuestas una en cada extremo
del conjunto de los cilindros de laminado, unos medios de movimiento
(152) para mover estas estructuras longitudinalmente con respecto a
los cilindros, unos medios de unión (151) de la tobera para unir las
estructuras móviles a las dos piezas extremas de la tobera (19A)
que los extremos exteriores de la tobera de manera que estas dos
piezas de la tobera (19A) se mueven con las estructuras móviles
(150), y unos medios de control sensibles a los avances hacia el
interior de las placas laterales (56) con respecto a los extremos
exteriores de los cilindros (16) para hacer que los medios de
movimiento (152) muevan las estructuras móviles (150) hacia el
interior y de esta forma desplacen dichas dos piezas de la tobera
(19A) con movimientos correspondientes hacia el interior.
3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el
que los medios de precarga de la placa (83) comprenden un par de
empujadores que generalmente actúan horizontalmente que pueden ser
accionados para aplicar hacia el interior fuerzas de cierre opuestas
a las placas limitadoras del baño (56), y dichas estructuras móviles
(150) proporcionan unos topes contra los que reaccionan los
empujadores (83) para aplicar el cierre forzado hacia el interior a
las placas laterales (56).
4. Dispositivo según la reivindicación 3, en el
que las estructuras móviles (150) comprenden un par de carros (101)
que soportan los empujadores (83) y que son móviles, aproximándose y
alejándose entre sí, para permitir la regulación del espacio entre
ellos de manera que los carros (101) puedan ser ajustados
previamente antes de una operación de colada para adaptarse a la
anchura de los cilindros de laminado (16).
5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el
que las estructuras móviles (150) comprenden unos medios de
accionamiento del carro (141) que actúan entre las partes exteriores
extremas de las estructuras móviles (150) y los carros (101) para
aproximar y alejar los carros entre sí.
6. Dispositivo según la reivindicación 5, en el
que los medios de accionamiento del carro (141) comprenden un par de
unidades de cilindros que pueden ser accionados con un fluido
conectados a cada uno de los carros (101) y a las partes extremas
exteriores de dichas estructuras móviles (150).
7. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 6, en el que los medios de movimiento (152)
actúan sobre las partes extremas exteriores de las estructuras
móviles.
8. Dispositivo según la reivindicación 7, en el
que los medios de movimiento (152) comprenden un par de gatos
conectados a las partes extremas exteriores de las estructuras
móviles (150).
9. Dispositivo según la reivindicación 8, en el
que los gatos (152) son gatos de husillo accionados
eléctricamente.
10. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que los medios de control son
sensibles al movimiento de los medios de precarga de la placa (83)
que produce los movimientos hacia el interior de las placas
laterales (56).
11. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 5, en el que los medios de control comprenden
transductores en los empujadores de las placas (83) para producir
señales de control indicativas del movimiento de los empujadores
(83) y de las placas (56) y están conectados a un circuito de
control con los medios de movimiento (152) de manera que los medios
de movimiento (152) producen los movimientos correspondientes de las
estructuras móviles (150) y por consiguiente de dichas dos piezas de
la tobera (19A).
12. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que los medios de control comprenden
unos medios de inspección para observar la posición de las placas
limitadoras del baño (56) y para proporcionar señales de control
que dependen de los cambios observados en la posición de estas
placas.
13. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 6, en el que los medios de movimiento (152)
pueden ser accionados independientemente para ajustar el reglaje
inicial de dichas dos piezas de la tobera (19A) con respecto a las
placas laterales (56).
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