ES2314751T3 - Procedimiento y dispositivo para la colada continua de metales. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la colada cercana a las dimensiones finales de barras de metal, en especial barras rectangulares, en donde se vierte metal líquido (2) sobre una cinta transportadora (3) giratoria, con una laminación en línea a continuación, que comprende los siguientes pasos: aplicación localmente variable del metal líquido en la dirección de colada, entre los rodillos (4, 5), sobre un ramal superior (8) de la cinta transportadora (3), refrigeración del ramal superior (8) de la cinta transportadora (3) mediante pulverización encima de medios refrigeradores o agua de refrigeración, mediante toberas (11), sobre la cara inferior (10) del ramal superior (8); en donde las toberas (11) se reúnen en segmentos de tobera (12, 13, 14, 15); caracterizado porque la cinta transportadora (3) se refrigera de la forma más intensa o se disipa la máxima cantidad de calor, en el punto en el que se entrega el metal líquido sobre la cara superior (7) del ramal superior (8), por medio de que al segmento de tobera (12, 13, 14, 15) correspondiente se aplica en esta región la máxima presión de agua de refrigeración; porque la presión se reduce en los siguientes segmentos de tobera (12, 13, 14, 15).
Description
Procedimiento y dispositivo para la colada
continua de metales.
La invención se refiere a un procedimiento para
la colada cercana a las dimensiones finales de barras de metal, en
especial barras rectangulares, en donde se vierte metal líquido
sobre una cinta transportadora giratoria, con una laminación en
línea a continuación.
Durante la colada continua se vierte metal
líquido a través de una abertura en la pared de un recipiente de
alimentación, dispuesto de forma que puede moverse horizontalmente,
sobre la cara superior de una cinta giratoria horizontalmente, para
solidificarse allí. Después de solidificar se conduce la cinta así
colada directamente hasta una caja de laminación o un tren de
laminación.
En el documento EP 1 077 782 B1 se describe un
procedimiento para la colada cercana a las dimensiones finales de
barras rectangulares de metal, en especial de acero, y una
laminación en línea a continuación de la barra, con un recipiente
de alimentación de material, a través de cuya tobera de salida se
vierte el metal líquido sobre el ramal superior de una cinta
transportadora, sobre la que se solidifica y se transmite para su
conformación a una caja de laminación, con los pasos:
a) antes de comenzar la colada:
- aa)
- se prefija en grueso el punto de recepción del metal líquido sobre la cinta transportadora,
- ab)
- se ajusta la velocidad de transporte de la cinta transportadora en dependencia del grosor de laminación y de la velocidad de laminación deseados de la caja de laminación.
b) durante la colada:
- ba)
- se detecta la posición de la solidificación continua de la barra metálica situada sobre la cinta transportadora,
- bb)
- se detecta la temperatura del material laminado en la región de la caja de laminación y
- bc)
- se utilizan la posición de la solidificación continua y la temperatura del material laminado como magnitud de control para la posición actual del punto de recepción del metal líquido, que abandona el recipiente de alimentación de material, sobre la cinta transportadora.
De este documento se conoce asimismo una
instalación para la colada cercana a las dimensiones finales de
barras rectangulares, en especial de acero, y una laminación en
línea a continuación de la barra, con un recipiente de alimentación
de material que presenta una tobera de salida, una cinta
transportadora dispuesta horizontalmente y al menos una caja de
laminación dispuesta detrás de la misma, en donde el recipiente de
alimentación de material está unido a elementos de movimiento con
los que éste puede moverse horizontalmente, coaxialmente al eje
principal de la cinta transportadora, en o en contra de la dirección
de transporte de la barra, y el recipiente de alimentación de
material está conectado a un actuador, que está unido en cuanto a
técnica de regulación a una instalación reguladora, a la que están
conectados elementos de medición para detectar la posición de la
solidificación continua de la barra y elementos de medición para
detectar la temperatura del material laminado.
Al estado de la técnica pertenece de este modo
un procedimiento o un dispositivo, en el que el punto de recepción
del metal sobre la cinta transportadora es localmente fijo o
localmente variable.
En el caso de un punto de recepción localmente
fijo existe el inconveniente de que aquí el abanico productivo está
sometido a una fuerte limitación. Sólo pueden fabricarse productos
con modificaciones reducidas en las dimensiones o calidades de
material. Se ha conseguido una mejora mediante un punto de recepción
variable del metal líquido sobre la cinta transportadora. En el
caso de un procedimiento de este tipo o de un dispositivo de este
tipo existe el inconveniente, sin embargo, de que la refrigeración
no está adaptada a las condiciones marginales variables. Se ha
reconocido que la clase de refrigeración o la posición y/o
disposición espacial de la refrigeración durante la colada continua
influye por ejemplo en la disipación de calor, de tal modo que se
produce un sobrecalentamiento local de la cinta transportadora, que
tiene como consecuencia su avería. Asimismo la transferencia de
calor efectiva puede ser tan pequeña, que no se consiga una
solidificación suficiente de la cinta colada.
La invención se ha impuesto por ello la tarea de
especificar un procedimiento o unos procedimientos, en el que o en
los que se amplíe la ventana productiva o el abanico de fabricación.
Esto comprende la colada de diferentes materiales y calidades, la
colada de diferentes grosores y anchuras de producción así como una
amplia variación de la velocidad de colada, para evitar los
inconvenientes antes citados.
Esta tarea es resuelta conforme a la invención
por medio de que, en el caso de un procedimiento para la colada
cercana a las dimensiones finales de barras de metal, en especial
barras rectangulares, en donde se vierte metal líquido sobre una
cinta transportadora giratoria, con una laminación en línea a
continuación, que comprende los pasos siguientes:
- -
- aplicación localmente variable del metal líquido en la dirección de colada, entre los rodillos, sobre un ramal superior de la cinta transportadora;
- -
- refrigeración del ramal superior de la cinta transportadora mediante pulverización encima de medios refrigeradores o agua de refrigeración, mediante toberas, sobre la cara inferior del ramal superior;
- -
- en donde las toberas se reúnen en segmentos de tobera; o bien
la cinta transportadora se refrigera de la forma
más intensa o se disipa la máxima cantidad de calor, en el punto en
el que se entrega el metal líquido sobre la cara superior del ramal
superior, por medio de que al segmento de tobera correspondiente se
aplica en esta región la máxima presión de agua de refrigeración;
y
porque la presión se reduce en los siguientes
segmentos de tobera; o bien
porque la cinta transportadora se refrigera de
la forma más intensa o se disipa la máxima cantidad de calor, en el
punto en el que se entrega el metal líquido sobre la cara superior
del ramal superior, por medio de que al segmento de tobera
correspondiente se aplica en esta región el máximo caudal de medio
refrigerador o de agua de refrigeración; y
porque el caudal se reduce en los segmentos de
tobera subsiguientes; y
porque las toberas presentan en los segmentos de
tobera la misma presión.
\vskip1.000000\baselineskip
Se deducen otras configuraciones del
procedimiento de las reivindicaciones subordinadas relacionadas con
el mismo.
La ventaja decisiva del procedimiento conforme a
la invención estriba en que la intensidad de la refrigeración está
diseñada de forma correspondiente al máximo transporte de calor, de
tal modo que la máxima acción refrigeradora se consigue en el punto
del primer contacto del metal líquido con la cinta transportadora y
se reduce corriente abajo. Mediante la variación local del punto de
recepción del metal líquido sobre la cinta transportadora, en unión
a una refrigeración o disposición refrigeradora adaptada
óptimamente, se obtiene una flexibilización del abanico
productivo.
productivo.
El punto en el que el metal líquido entra en
contacto con la cinta transportadora tiene que modificarse en
determinadas condiciones marginales, como diferentes calidades de
metal, caudales másicos, etc. en la dirección de colada. Para esto
se ajusta la intensidad de la refrigeración mediante una
modificación local de la zona de refrigeración, según se mira en la
dirección de transporte. La zona de la cinta transportadora que
presenta la máxima intensidad de refrigeración se correlaciona con
el punto de salida del metal líquido desde el recipiente de
alimentación.
Mediante los procedimientos conforme a la
invención se consigue una flexibilización del tramo de refrigeración
efectivo o de la disipación de calor para ampliar la ventana
productiva. De este modo puede colarse con los caudales más
diversos materiales a refrigerar con más o menos intensidad.
Una primera forma de ejecución prevé que las
toberas se reúnan en varias unidades independientes. A cada unidad
de toberas está asociada una alimentación de agua separada regulada
por presión. En el caso de un dispositivo de este tipo es máxima la
presión, con la que se pulveriza el medio refrigerador contra la
cara inferior del tramo superior de la cinta transportadora, en
cada caso en el punto en el que el metal líquido se entrega sobre
la cara superior del ramal superior de la cinta transportadora.
Según se mira en la dirección de transporte, se reduce la presión
en las siguientes unidades de tobera por ejemplo por pasos. Mediante
la presión máxima en el punto de entrega del metal líquido se
consigue que aquí se obtenga la máxima acción refrigeradora.
En el caso de la primera forma de ejecución se
modifica la presión en las diferentes unidades de tobera.
En el caso de una segunda forma de ejecución
permanece constante la presión, con la que el medio refrigerador se
pulveriza en las diferentes unidades de tobera sobre la cara
inferior del ramal superior de la cinta transportadora. Las
diferentes unidades de tobera se disponen con ello de tal manera,
que la unidad de tobera con la máxima acción refrigeradora, es
decir el máximo caudal de medio refrigerador, está dispuesta siempre
allí en donde el metal líquido se entrega sobre la cinta
transportadora. Para esto se trasladan o desplazan localmente las
unidades de tobera.
Para obtener una cinta solidificada en el
extremo de la cinta transportadora, se modifican asimismo los
parámetros velocidad de cinta transportadora y la cantidad de metal
/ tiempo. La longitud de refrigeración efectiva necesaria para la
solidificación se adapta a la longitud metalúrgica.
Este proceso se ejecuta en diferentes
situaciones como sigue, en donde se presupone una alimentación
uniforme del metal líquido hacia la cinta transportadora.
Caso 1: la velocidad relativa entre la unidad
Z/l y la cinta transportadora se mantiene constante. La velocidad
de la cinta transportadora V_{Tr} debe elevarse en el importe de
la velocidad horizontal de la unidad Z/l:
V_{Tr \ neu}
= V_{Tr \ alt} + V_{Einheit \
Z/l}
Con ello significan V_{Tr} la velocidad de la
cinta transportadora y V_{Einheit Z/l} la velocidad de la unidad
Z/l.
El caudal másico m se mantiene constante. Al
alcanzar la posición final de la unidad Z/l se reduce la velocidad
de cinta transportadora V_{Tr} de nuevo al valor original.
\vskip1.000000\baselineskip
Caso 2: la velocidad de cinta transportadora
V_{Tr} se mantiene constante. La alimentación de metal tiene que
estrangularse en el importe
m = d * b *
rho * V_{Einheit \ Z/l} in
(t/min)
Con ello significan m el caudal másico, del
grosor de la barra, b la anchura de la barra, rho la densidad del
metal líquido y v la velocidad de la unidad Z/l.
Al alcanzar la posición final de la unidad Z/l
se aumenta el caudal m de nuevo al valor original.
\vskip1.000000\baselineskip
Caso 3: la velocidad relativa entre la unidad
Z/l y la cinta transportadora se mantiene constante. La velocidad
de la cinta transportadora debe reducirse en el importe de la
velocidad horizontal de la unidad Z/l:
V_{Tr \ neu}
= V_{Tr \ alt} - V_{Einheit \
Z/l}
El caudal másico m se mantiene constante. Al
alcanzar la posición final de la unidad Z/l se aumenta la velocidad
de cinta transportadora V_{Tr} de nuevo al valor original.
\vskip1.000000\baselineskip
Caso 4: la velocidad de cinta transportadora
V_{Tr} se mantiene constante. La alimentación de metal tiene que
aumentarse en el importe
m = d * b *
rho * V_{Einheit \ Z/l}
(t/min)
Al alcanzar la posición final de la unidad Z/l
se reduce el caudal m de nuevo al valor original.
A continuación se representan gráficamente los
procesos explicados.
Por ejemplo la velocidad normal de cinta
transportadora:
- V_{Tr}:
- 40 m / min
- V_{Einheit \ Z/l}:
- 10 m/min
- Caso 1:
- V_{Tr} = 50 m/min
- Caso 3:
- V_{Tr} = 30 m/min
\vskip1.000000\baselineskip
Por ejemplo el caudal de la instalación:
- \quad
- m = 0,012 m * 1,3 m * 7,6 t/m^{3} * 40 m/min = 4,7 t/min
- V_{Einheit Z/l}:
- 10 m/min -> \Deltam = 1,2 t/min
- Caso 2:
- m = 3,5 t/min
- Caso 4:
- m = 5,9 t/min
\newpage
Se describen con más detalle ejemplos de
ejecución de la invención con base en dibujos muy esquemáticos.
Aquí muestran:
la figura 1 una instalación de colada continua
con una regulación por presión de los segmentos de tobera, en donde
está dispuesto un recipiente de alimentación de metal en diferentes
posiciones (1a, 1b, 1c) y
la figura 2 una instalación de colada continua
con segmentos de tobera intercambiables, en donde está dispuesto un
recipiente de alimentación de metal en diferentes posiciones (2a,
2b, 2c).
En las figuras 1a, 1b, 1c está dispuesto un
recipiente de alimentación de metal 1 para metal líquido 2 por
encima de la cinta transportadora 3. La cinta transportadora 3 se
desvía a través de dos rodillos 4 y 5. Desde una abertura 6 en el
recipiente de alimentación de metal 1 llega metal líquido 2 sobre la
cara superior 7 del ramal superior 8 de la cinta transportadoras 3.
Mediante un movimiento giratorio de los rodillos 4 y 5 se conduce
el metal líquido 2, en la dirección de transporte 9, hasta un
dispositivo de laminación no representado.
Con ello el metal líquido 2 tiene que haber
formado una camisa de colada continua con la suficiente resistencia,
cuando abandona la cinta transportadora 3 en la región del rodillo
5. Para refrigerar la cinta transportadora 3 y con ello también
para refrigerar el metal líquido 2 se han dispuesto toberas 11 en la
región de la cara inferior 10 del ramal superior 8 de la cinta
transportadora 3. Desde las toberas 11 se pulveriza un medio
refrigerador como agua, etc. sobre la cara inferior 10 del ramal
superior 8.
Las toberas 11 están dispuestas por ejemplo en
cuatro segmentos de tobera 12, 13, 14, 15. Cada segmento de tobera
12, 13, 14, 15 presenta una alimentación de agua (no representada)
regulada por presión separada. Por medio de esto se hace posible
que a cada segmento de tobera 12, 13, 14, 15 puede aplicarse una
presión diferente. La presión máxima del agua de refrigeración o
del medio refrigerador está prevista allí en donde tiene que
disiparse la máxima cantidad de calor. Este punto se corresponde con
el punto en el que el metal líquido 2 incide sobre la cara superior
7. En la figura 1a se encuentra este punto en el lado izquierdo. Por
ello se aplica al segmento de tobera 12 por ejemplo una presión de
8 bar. Debido a que se reduce la cantidad de calor a disipar según
se mira en la dirección de transporte 8, se aplica al segmento de
tobera 13 una menor presión de por ejemplo 6 bar, al segmento de
tobera 14 de 4 bar y al segmento de tobera 15 de 3 bar.
También a los segmentos de tobera (en la figura
1b el segmento de tobera y en la figura 1c los segmentos de tobera)
dispuestos en el punto, en el que incide el metal líquido 2 sobra la
cara superior 7, se aplica una menor presión.
Las presiones pueden ajustarse en cualquier
momento individualmente y son influenciadas mediante las condiciones
marginales citadas anteriormente como calidad de metal, caudal
másico, etc.
En el caso del dispositivo conforme a la
invención representado en las figuras 2a, 2b, 2c se alimenta el agua
de refrigeración o el medio refrigerante, bajo una presión
constante, a los diferentes segmentos de tobera 16, 17, 18, 19, 20.
La alimentación puede producirse con ello centralmente para todos
los segmentos de tobera 16, 17, 18, 19, 20 o de forma
descentralizada para cada uno de ellos. Las toberas de los segmentos
de tobera 16, 17, 18, 19, 20 están diseñadas con ello de tal
manera, que la acción refrigeradora de los segmentos de tobera 16,
17, 18, 19, 20 es diferente. Esto puede conseguirse por ejemplo
mediante diferentes caudales del medio refrigerante.
Conforme a la invención se dispone el segmento
de tobera 16, 17, 18, 19, 20 con la máxima acción refrigeradora,
allí en donde el metal líquido 2 llega a la cinta transportadora 3.
Debido a que este punto varía, los segmentos de tobera 16, 17, 18,
19, 20 pueden cambiarse o alternarse. En la figura 2a se alcanza la
máxima acción refrigeradora en el segmento de tobera izquierdo 16.
Según se mira en la dirección de transporte 9 se reduce la acción
refrigeradora en los siguientes segmentos de tobera 17, 18, 19,
20.
En la figura 2b se ha desplazado el punto de
aplicación para el metal líquido 2 en la dirección de transporte 9.
Para aquí alcanzar la máxima acción refrigeradora se desplaza el
segmento de tobera 16 conocido igualmente en la dirección de
transporte 9.
Para alcanzar una caída uniforme en la acción
refrigeradora se desplazan los siguientes segmentos de tobera 17,
18, 19, 20 en cada caso un punto de ajuste hacia la derecha. En la
figura 2c se ha representado un desplazamiento en otro punto de
ajuste.
En el caso de modificar los parámetros velocidad
de transporte y cantidad de metal / tiempo, que se lleva a cabo
como se ha descrito anteriormente, se adapta la longitud de
refrigeración efectiva de este modo a la longitud metalúrgica.
\newpage
- 1.
- Recipiente de alimentación de metal
- 2.
- Metal líquido
- 3.
- Cinta transportadora
- 4.
- Rodillo
- 5.
- Rodillo
- 6.
- Abertura
- 7.
- Cara superior
- 8.
- Ramal superior
- 9.
- Dirección de transporte
- 10.
- Cara inferior
- 11.
- Toberas
- 12.-20.
- Segmento de tobera
Claims (6)
1. Procedimiento para la colada cercana a las
dimensiones finales de barras de metal, en especial barras
rectangulares, en donde se vierte metal líquido (2) sobre una cinta
transportadora (3) giratoria, con una laminación en línea a
continuación, que comprende los siguientes pasos:
- aplicación localmente variable del metal líquido en la dirección de colada, entre los rodillos (4, 5), sobre un ramal superior (8) de la cinta transportadora (3), refrigeración del ramal superior (8) de la cinta transportadora (3) mediante pulverización encima de medios refrigeradores o agua de refrigeración, mediante toberas (11), sobre la cara inferior (10) del ramal superior (8);
- en donde las toberas (11) se reúnen en segmentos de tobera (12, 13, 14, 15); caracterizado porque
- la cinta transportadora (3) se refrigera de la forma más intensa o se disipa la máxima cantidad de calor, en el punto en el que se entrega el metal líquido sobre la cara superior (7) del ramal superior (8), por medio de que al segmento de tobera (12, 13, 14, 15) correspondiente se aplica en esta región la máxima presión de agua de refrigeración;
- porque la presión se reduce en los siguientes segmentos de tobera (12, 13, 14, 15).
2. Procedimiento para la colada cercana a las
dimensiones finales de barras de metal, en especial barras
rectangulares, en donde se vierte metal líquido (2) sobre una cinta
transportadora (3) giratoria, con una laminación en línea a
continuación, que comprende los siguientes pasos:
- aplicación localmente variable del metal líquido en la dirección de colada, entre los rodillos (4, 5), sobre un ramal superior (8) de la cinta transportadora (3), refrigeración del ramal superior (8) de la cinta transportadora (3) mediante pulverización encima de medios refrigeradores o agua de refrigeración, mediante toberas (11), sobre la cara inferior (10) del ramal superior (8); en donde las toberas (11) se reúnen en segmentos de tobera (16, 17, 18, 159, 20); caracterizado porque
- la cinta transportadora (3) se refrigera de la forma más intensa o se disipa la máxima cantidad de calor, en el punto en el que se entrega el metal líquido sobre la cara superior (7) del ramal superior (8), por medio de que al segmento de tobera (16, 17, 18, 19, 20) correspondiente se aplica en este punto el máximo caudal de medio refrigerador o de agua de refrigeración; porque el caudal se reduce en los segmentos de tobera subsiguientes (16, 17, 18, 19, 20); y porque las toberas (11) presentan en los segmentos de tobera (16 - 20) la misma presión.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el caudal másico m del metal líquido se
mantiene constante.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la velocidad de
transporte V_{Tr} se mantiene constante.
5. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la alimentación de metal se estrangula
o aumenta.
6. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la velocidad de transporte V_{Tr} se
reduce o aumenta.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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