ES2321234T3 - Procedimiento y dispositivo para la colada continua. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la colada continua de barras de planchones planos, de planchones planos delgados, de tochos prelaminados, de preperfilados, de perfiles redondos, de perfiles tubulares o de palanquillas (1) y similares a partir de metal líquido en una instalación para la colada continua (2), según el cual sale perpendicularmente hacia abajo metal a partir de una coquina (3), siendo guiada, y refrigerada al mismo tiempo, la banda metálica (1) verticalmente hacia abajo, a continuación, a lo largo de una guía perpendicular (4) para la barra, siendo arqueada la banda metálica (1), a continuación, desde una dirección vertical (V) hasta una dirección horizontal (H), y llevándose a cabo una deformación mecánica (5) de la banda metálica (1) en la región extrema del arqueo en la dirección horizontal (H) o tras el arqueo en la dirección horizontal (H), caracterizado porque se lleva a cabo, en una primera sección (6), una refrigeración de la banda metálica (1) con un índice de transición del calor comprendido entre 3.000 y 10.000 W/(m 2 K) en el sentido de desplazamiento (F) de la banda metálica (1) por detrás de la coquilla (3) y por delante de la deformación mecánica (5) de la banda metálica (1), llevándose a cabo, en una segunda sección (7), por detrás de la refrigeración, en el sentido de desplazamiento (F), un calentamiento de la superficie-de la banda metálica (1) hasta una temperatura situada por encima de Ac3 o bien de Ar3 mediante la compensación térmica en la banda metálica (1) sin o con refrigeración reducida de la superficie de la banda metálica (1), después de lo cual se lleva a cabo la deformación mecánica (5) en una tercera sección (8).

Description

Procedimiento y dispositivo para la colada continua.

La invención se refiere a un procedimiento para la colada continua de barras de planchones planos, de planchones planos delgados, de tochos prelaminados, de preperfilados, de perfiles redondos, de perfiles tubulares o de palanquillas y similares a partir de metal líquido en una instalación para la colada continua, según el cual sale perpendicularmente hacia abajo metal a partir de una coquilla, siendo guiada, y refrigerada al mismo tiempo, la banda metálica verticalmente hacia abajo, a continuación, a lo largo de una guía perpendicular para la barra, siendo arqueada la banda metálica, a continuación, desde una dirección vertical hasta una dirección horizontal, y llevándose a cabo una deformación mecánica de la banda metálica en la región extrema del arqueo en la dirección horizontal o tras el arqueo en la dirección horizontal. De igual modo, la invención se refiere a una instalación de colada continua, especialmente para llevar a cabo este procedimiento.

Un procedimiento del tipo considerado para la colada continua es conocido, por ejemplo, por la publicación EP 1 108 485 A1 o por la publicación WO 2004/048016 A2. En este caso se extrae metal líquido, de manera especial acero, perpendicularmente hacia abajo a través de una coquilla, con lo que se solidifica y se forma una banda metálica, que es desviada o bien es arqueada poco a poco desde la dirección vertical hasta la dirección horizontal. Inmediatamente por debajo de la coquilla se encuentra una guía perpendicular para la barra, que conduce inicialmente de manera vertical a la banda metálica, que todavía está muy caliente. A continuación, la banda metálica es arqueada, poco a poco, hasta la horizontal por medio de cilindros o bien de rodillos correspondientes. Una vez que se ha realizado esto, se lleva a cabo a continuación, al menos, un proceso de enderezamiento, es decir que la banda metálica discurre a través de un dispositivo de enderezamiento, en el cual tiene lugar una deformación mecánica de la banda metálica.

Se han descrito soluciones similares en la publicación JP 63 112058 A, en la publicación WO 03/013763 A, en la publicación EP 0 611 610 A1, en la publicación DE 22 08 928 A1, en la publicación DE 24 35 495 A1, en la publicación DE 25 07 971 A1, en la publicación EP 0 343 103 A1, en la publicación EP 1 243 343 B1, en la publicación EP 1 356 868 B1 y en la publicación EP 1 366 838 A.

La refrigeración de la banda metálica tras su salida de la coquilla tiene un importante significado. La publicación EP 1 108 485 A1 propone con esta finalidad un dispositivo para la refrigeración de la barra colada en una zona de refrigeración, en la que la barra es guiada, bajo protección, por medio de pares de rodillos, que están dispuestos de manera superpuesta transversalmente con respecto al eje de la barra, a lo largo del sentido de extracción de la barra, refrigerando adicionalmente a la barra la aplicación de medio refrigerante. Para la refrigeración eficiente de la banda metálica, el dispositivo propuesto abarca un elemento del medio de refrigeración, que impele al medio de refrigeración, que está dispuesto respectivamente entre dos rodillos, que yacen de manera superpuesta, cuyo elemento se extiende a lo largo del eje longitudinal de los rodillos y que está configurado de tal manera, que se forman cavidades intersticiales entre los respectivos elementos de refrigeración y los rodillos así como entre los elementos de refrigeración y la barra, estando dotado el elemento de refrigeración correspondiente con, al menos, un canal impulsor del medio refrigerante, que desemboca en la cavidad intersticial.

La publicación WO 2004/048016 A2 prevé, con el fin de efectuar la conducción óptima de la temperatura de la banda metálica colada, que sea controlado un sistema dinámico de inyección, por medio de la temperatura de descarga, que es determinada por medio de controles de la temperatura superficial en el extremo de la longitud metalúrgica de la barra correspondiente a la barra colada, en forma de la distribución de las cantidades de agua y de la distribución de la presión o bien de la distribución de los impulsos a través de la anchura de la barra y de la longitud de la barra funcionalmente con respecto a una trayectoria de la temperatura, calculada para la longitud de la barra y para la anchura de la barra.

De la misma manera, un gran número de otras soluciones se ocupa con la cuestión del modo en que puede ser refrigerada una barra metálica colada de manera eficiente y de una manera correcta desde el punto de vista tecnológico. Con esta finalidad se hace referencia a la publicación JP 61074763 A, a la publicación JP 9057412, a la publicación EP 0 650 790 B1, a la publicación US 6,374,901 B1, a la publicación US 2002/0129921 A1; a la publicación EP 0 686 702 B1, a la publicación WO 01/91943 A1, a la publicación JP 2004167521 y a la publicación JP 2002079356.

Se ha puesto de manifiesto que, además de la refrigeración correcta o bien eficiente desde el punto de vista tecnológico de la banda metálica colada, juegan un papel considerable sus pérdidas por oxidación. Debido a que la temperatura de la banda metálica es muy elevada, inmediatamente a continuación de la salida del metal desde la coquilla, la banda está sometida a un efecto marcado de pérdidas por oxidación, que influye de manera negativa, especialmente, sobre las etapas siguientes del proceso. Por lo tanto, se ha intentado mantener tan bajo como sea posible el grado de pérdidas por oxidación.

Así pues, la invención tiene como tarea desarrollar un procedimiento del tipo citado al principio así como un dispositivo correspondiente de tal manera, que sea posible conseguir, además de una refrigeración óptima de la banda metálica, así mismo mantener a un nivel mínimo las pérdidas por oxidación de la superficie de la banda.

La solución de esta tarea por medio de la invención se resuelve, en cuanto al procedimiento, porque se lleva a cabo una refrigeración de la banda metálica con un índice de transición del calor comprendido entre 3.000 y
10.000 W/(m^{2} K) en el sentido de desplazamiento de la banda metálica, por detrás de la coquilla y por delante de la deformación mecánica de la banda metálica en una primera sección, llevándose a cabo un calentamiento de la superficie de la banda metálica hasta una temperatura por encima de Ac3 o bien de Ar3 en el sentido de desplazamiento tras la refrigeración, en una segunda sección, mediante compensación térmica en la banda metálica sin o con refrigeración reducida de la superficie de la banda metálica, después de lo cual se lleva a cabo la deformación mecánica en una tercera sección.

Si, para llevar acabo la refrigeración, se lleva a cabo, de conformidad con una propuesta preferente de la invención, una limpieza de la superficie de la banda metálica corno paso previa al tratamiento con el medio de refrigeración, puede mejorarse todavía más el efecto de la refrigeración, que debe ser efectuada a continuación. La limpieza puede llevarse a cabo por medio de un descascarillado, por ejemplo debido a que los medios de refrigeración (toberas, puentes de toberas o similares) que están montados frente a frente en el sentido de salida de la barra o bien de la banda metálica, que son alcanzados en primer lugar por la banda metálica/la barra y que, por lo tanto, corresponden a los medios de refrigeración situados en el punto más anterior o bien en el punto más alto, aplican el medio de refrigeración bajo alta presión de tal manera, que se produce un descascarillado.

La deformación mecánica en la tercera sección puede ser en este caso un proceso de enderezamiento de la banda metálica o puede comprender un proceso de este tipo. De manera alternativa o, adicional, puede estar previsto que la deformación mecánica en la tercera sección sea un proceso de laminación de la banda metálica o que comprenda un proceso de este tipo.

La refrigeración en la primera sección puede estar limitada -configurada como refrigeración enérgica- a la región de la guía vertical para la barra. En este contexto debe observarse que el término correspondiente a la guía vertical para la barra abarca, así mismo, que la banda metálica es guiada ampliamente de manera vertical.

La refrigeración en la primera sección puede llevarse a cabo también de manera intermitente, sometiéndose a la banda metálica/a la barra, alternativamente, a una refrigeración enérgica y a una refrigeración suave, por ejemplo mediante la modificación de la velocidad de alimentación del medio de refrigeración [I:min:m^{2}] y/o mediante el ajuste de distancias variables del medio de refrigeración con respecto a la banda metálica.

La instalación de colada continua, que ha sido propuesta, para llevar a cabo la colada continua de barras de planchones planos, de planchones planos delgados, de tochos prelaminados, de preperfilados, de perfiles redondos, de perfiles tubulares o de palanquillas y similares a partir de metal líquido, que comprende una coquilla, desde la que sale perpendicularmente hacia abajo el metal, una guía perpendicular para la barra, que está dispuesta por debajo de la coquilla, y medios para el arqueo de la banda metálica desde una dirección vertical hasta una dirección horizontal, estando dispuestos medios para la deformación mecánica de la banda metálica en la región extrema del arqueo en la dirección horizontal ó tras el arqueo en la dirección horizontal, se caracteriza de conformidad con la invención porque la guía vertical para la barra presenta una pluralidad de rodillos, que están dispuestos a ambos lados de la banda metálica en el sentido de desplazamiento de la banda metálica, estando dispuestos primeros medios de refrigeración en la región de los rodillos, con cuyos rodillos puede ser aplicado un fluido refrigerante sobre la superficie de la banda metálica, estando dispuestos los medios de refrigeración de manera desplazable en la dirección vertical y/o en la dirección horizontal y estando dispuesto en posición localmente fija segundos medios de refrigeración adicionales en la región de la guía perpendicular para la barra.

De manera alternativa o complementaria, los medios de refrigeración pueden estar configurados, ventajosamente, de modo que puedan oscilar.

Los primeros y/o los segundos medios de refrigeración pueden presentar una carcasa, a partir de la cual se aplica el fluido refrigerante por medio de, al menos, una tobera. El fluido refrigerante puede ser aplicado por medio de dos toberas o filas de toberas a partir de la carcasa.

De conformidad con la propuesta de la invención, se lleva a cabo en la región de la refrigeración secundaria de la banda metálica una refrigeración de intensidad definida que se elige de tal manera, que, por un lado, pueda producirse una banda metálica de elevado valor cualitativo, que presente la estructura cristalina deseada y que presente la composición cristalina deseada, pero, por otro lado, de tal manera, que pueda mantenerse también mínimo el grado de las pérdidas por oxidación de la superficie de la banda.

Mediante la propuesta se minimiza, así mismo, la acumulación de fenómenos acompañantes, no deseados, sobre la superficie de la banda.

Mediante la forma de proceder propuesta se establece un choque térmico suficiente de tal manera que se separan y se prosigue el barrido de las capas de óxido que se encuentran sobre la superficie de la banda metálica. Esto conduce a una superficie de la barra limpiada, lo cual es ventajoso para una refrigeración uniforme de la banda metálica y también para un posible calentamiento en el horno túnel.

El procedimiento propuesto minimiza el peligro de las segregaciones o de la denominada fragilidad en caliente "hot shortness" de tal manera, que también pueden conseguirse ventajas a este respecto. Mediante la reducción de la temperatura de la superficie, que es necesaria para el choque térmico -esta reducción no debería descender por debajo de la temperatura de la martensita- se lleva a cabo una transformación de la austenita en la banda metálica en ferrita, relacionada con un afinamiento del grano. Con ocasión del recalentamiento subsiguiente, como consecuencia del gran gradiente de temperaturas entre la superficie de la barra y el núcleo de la banda metálica, se lleva a cabo una conversión inversa de la ferrita fina en austenita con granos pequeños. Con ocasión de esta transformación se recrecen los nitruros de aluminio (AlN) u otras segregaciones y sobre los límites de grano se encuentran los nitruros de aluminio en un porcentaje menor que en el grano grande de austenita antes de la transformación. Por lo tanto la estructura cristalina más fina es menor susceptible a la formación de fisuras cuando estuviesen presentes segregaciones.

En el guiado de la barra por debajo de la coquilla se ha previsto la región para la refrigeración enérgica con el fin de que pueda llevarse a cabo, tan pronto como sea posible, el recalentamiento. La transformación de la ferrita y la subsiguiente transformación en austenita deben llevarse a cabo antes de la solicitación mecánica de la superficie de la barra, por ejemplo en tacos de flexión. Con ayuda de esta medida se reduce el peligro de la formación de fisuras que se producen como consecuencia del aumento de la temperatura de la barra por medio del choque térmico. Una forma de realización del procedimiento prevé que la citada refrigeración (enérgica) abarque aproximadamente desde un cuarto hasta un tercio de la trayectoria (arco) desde la coquilla hasta la deformación mecánica, encontrándose a continuación aproximadamente tres cuartos o bien dos tercios de esta trayectoria, en los que ya no se lleva a cabo una refrigeración o únicamente se lleva a cabo una refrigeración reducida.

La refrigeración enérgica, prevista de conformidad con la invención, puede disponerse entre los rodillos para el guiado de la barra y pueden extenderse a través de una región de mayor longitud del guiado de la barra de conformidad con el efecto refrigerante deseado. También puede ser ventajoso -como se ha citado- emplear la refrigeración enérgica de manera intermitente para no enfriar demasiado la superficie especialmente en el caso de los materiales sensibles a las fisuras.

De este modo, puede evitarse también la fragilidad en caliente, es decir la formación de fisuras sobre la superficie de los planchones planos, que puede formarse especialmente debido a un elevado contenido en cobre en el material. Esto es especialmente relevante en el caso de la chatarra como material de partida que presenta, entre otras cosas, un contenido en cobre correspondientemente elevado.

En el dibujo se han representado ejemplos de realización de la invención. Se muestra:

en la figura 1 de manera esquemática una instalación de colada continua en vista lateral con la representación de algunos de los componentes de la instalación;

en la figura 2 un detalle a mayor escala de la figura 1, concretamente de la rama derecha de la conducción perpendicular de la barra con primeros medios de refrigeración y segundos medios de refrigeración;

en la figura 3 otro detalle, a mayor escala, de la figura 2 con dos rodillos y con un medio de refrigeración, dispuesto entre los mismos; y

en la figura 4 el medio de refrigeración de conformidad con la figura 3, en detalle.

En la figura 1 se ha representado esquemáticamente una instalación de colada continua 2. El material metálico líquido sale de una coquilla 3, verticalmente hacia abajo en forma de barra o bien de banda metálica 1, en el sentido de desplazamiento F y es desviado poco a poco desde la vertical V hasta la horizontal H a lo largo de una sección en arco de la colada. Inmediatamente por debajo de la coquilla 3 se encuentra una conducción perpendicular de la barra 4, que presenta un número de rodillos 10, que conducen hacia abajo a la banda metálica 1. Un número de rodillos 9 actúa como medio para el arqueo de la banda metálica 1 desde la vertical V hasta la horizontal H. Una vez verificado el arqueo, la banda metálica 1 penetra en medio 5 para la deformación mecánica. En el caso presente se trata de un arrastrador de enderezamiento, que somete a la banda metálica 1 a un proceso de enderezamiento por medio de deformación mecánica. Así mismo, puede estar previsto un proceso de laminación, que se lleva a cabo, en la mayoría de los casos, a continuación.

La región de la banda metálica desde la salida de la coquilla 3 hasta la deformación mecánica está subdividida en tres secciones: en una primera sección 6 se lleva a cabo una refrigeración enérgica de la banda metálica 1 caliente, en una segunda sección 7 ya no se lleva a cabo prácticamente ninguna refrigeración y el calor, que se encuentra en la banda metálica 1, calienta de nuevo a la superficie refrigerada de la banda metálica 1. Por último tiene lugar, de manera preferente, en la tercera sección 8, así como también ya en la segunda sección 7, la deformación mecánica. El ejemplo de realización muestra que la primera sección 6 está subdividida de nuevo en secciones parciales. Esto posibilita, de manera sencilla, una refrigeración intermitente en la primera sección 6, concretamente una refrigeración enérgica en una primera sección parcial y una refrigeración más débil o bien más reducida o incluso no se produce ninguna refrigeración en, al menos, otra sección parcial siguiente, que puede ir seguida a su vez, concretamente, por una sección de refrigeración enérgica, etc.

La refrigeración de la banda metálica 1 se lleva a cabo con primeros medios de refrigeración 11 y con segundos medios de refrigeración 12, como puede verse mejor en la figura 2. Los primeros medios de refrigeración 11 trabajan de una manera tan enérgica, que se presenta una gran potencia de refrigeración. Los segundos medios de refrigeración 12 están constituidos por medios de refrigeración, usuales y en sí conocidos, que son empleados en las instalaciones de colada continua conocidas con anterioridad. El diseño de los medios de refrigeración 11 se lleva a cabo de tal manera, que la refrigeración de la banda metálica 1 se lleva a cabo en la primera sección 6,, especialmente en la sección parcial que se encuentra inmediatamente a continuación de la coquilla 3, cuyo medio de refrigeración situado en el punto más anterior o bien en el punto más alto, en el sentido de extracción F, puede ser conmutado a presión elevada para el descascarillado y, por lo tanto, para la limpieza de la superficie de la banda metálica 1, con un índice de transición del calor comprendido entre 3.000 y 10.000 W/(m^{2} K). En este caso, la proporción preponderante de la refrigeración está basada en los primeros medios de refrigeración 11.

Con relación al índice de transición del calor debe indicarse que: el índice de transición del calor (signo matemático \alpha), denominado también coeficiente de transición del calor o coeficiente de transmisión del calor, es un factor de proporcionalidad, que determina la intensidad de la transición del calor hasta la superficie. En este caso, el coeficiente de transición del calor describe la capacidad que tiene un gas o un líquido para disipar energía de la superficie de un producto o bien para liberarlo en la superficie. Esta capacidad depende, entre otras cosas, de los calores específicos, de las densidades y de los coeficientes de conductibilidad del calor del medio disipante del calor así como del medio suministrador del calor. El cálculo del coeficiente para la conducción del calor se lleva a cabo en la mayoría de los casos por medio de la diferencia entre las temperaturas de los medios participantes. Los parámetros citados permiten reconocer inmediatamente que el dimensionado de la intensidad de la refrigeración tiene efectos directos sobre el índice de transición del calor. La potencia de refrigeración puede ser influenciada, por ejemplo, a través de la modificación de la distancia horizontal comprendida entre los medios de refrigeración 11 o bien 12 y la banda metálica 1; ésta potencia de refrigeración será tanto más bajo cuanto mayor sea la distancia.

Tras la refrigeración en la sección 6, se lleva a cabo en la segunda sección 7 un calentamiento de la superficie de la banda metálica 1 por compensación térmica hasta una temperatura situada por encima de Ac3 o bien de Ar3, mediante compensación térmica en la banda metálica 1 sin otra refrigeración de la superficie de la banda metálica 1. La deformación mecánica 5 en las secciones 7 (mediante el curvado) y 8 se lleva a cabo, solamente entonces, ante todo mediante el enderezamiento en la sección 8.

Los citados medios de refrigeración 11 no son necesarios para todos los casos de aplicación. Por lo tanto, se ha dispuesto de manera desplazable en la dirección vertical -tal como puede verse en la figura 2-, no habiendo sido representados los medios correspondientes para provocar el movimiento. Los medios de refrigeración 11 han sido representados con líneas continuas en su posición activa, adquiriendo el chorro desprendido de agua de refrigeración la trayectoria esquematizada.

Cuando no se requiera la refrigeración enérgica, podrán desplazarse los medios de refrigeración 11 verticalmente hasta la posición representada en trazos discontinuos de tal manera, que pueda llevarse a cabo una refrigeración clásica, más pequeña, es decir de menor intensidad, con ayuda de los medios de refrigeración 12.

Otras medidas para influenciar (reducir o aumentar) la potencia de refrigeración consisten en modificar la distancia comprendida entre los medios de refrigeración 11, 12 y la banda metálica 1 por medio de un desplazamiento horizontal y/o mediante el ajuste oscilante de los medios de refrigeración 11, 12.

No han sido representados los sistemas correspondientes de conductos con válvulas de tal manera, que pueda regularse o bien conectarse la corriente de agua de refrigeración necesaria en cada caso.

En las figuras 3 y 4 se representa con mayor detalle una variante de la configuración de los primeros medios de refrigeración 11. Los medios de refrigeración 11 presentan una carcasa 13, sobre cuyo lado, que está dirigido hacia la banda metálica 1, se han dispuesto dos toberas 14 y 15 o bien filas de toberas, que se extienden perpendicularmente con respecto al plano del dibujo, transversalmente sobre la banda metálica 1. La carcasa 13 presenta en su interior, de manera correspondiente, dos cámaras 16, 17, que se encuentran en conexión geotécnica, de manera respectiva, con un conducto para la alimentación del agua. En este caso, las toberas 14 y 15 se han realizado de manera diferente, de modo que pueden ser conducidas corrientes de agua de intensidad diferente sobre la banda metálica 1 - en función de las necesidades tecnológicas para conseguir una superficie de la banda metálica 1 tan satisfactoria como sea posible y, por lo tanto, limpia.

Las toberas pueden estar configuradas así mismo como puentes para toberas, es decir como puentes que se extienden transversalmente sobre la anchura de la banda metálica 1 y que conducen agua de refrigeración hasta la superficie de la banda desde una pluralidad de orificios de toberas.

El dispositivo propuesto para la refrigeración enérgica presenta, por lo tanto, una carcasa que puede ser desplazada con pequeña distancia entre los rodillos 10 conductores de la colada continua y, de este modo, forman un canal de refrigeración. La carcasa 13 puede estar protegida contra la destrucción, en el caso de una perforación eventual, por medio de una chapa protectora (no representada) de tal manera, que en este caso pueda ser empleada de nuevo. El efecto refrigerante puede ser influenciado a través de la modificación de la distancia, que está comprendida entre la superficie de la barra y la carcasa 13. Otras posibilidades de influjo sobre el efecto refrigerante pueden conseguirse mediante la construcción de la carcasa y de las toberas 14, 15.

De este modo, existe la posibilidad de subdividir las toberas en varios grupos y dotar a los grupos de toberas individuales con una alimentación de agua propia. Mediante la conexión o bien la desconexión de grupos individuales de toberas y/o mediante la modificación del flujo o bien de la presión del fluido puede variarse entonces el efecto refrigerante. En el caso de una refrigeración estándar, es decir en el caso de que sean elaborados aceros, en los que no sea conveniente una refrigeración enérgica, puede conectarse un número menor de toberas. Otra posibilidad consiste en retirar por pivotamiento o retirar por desplazamiento el dispositivo para la refrigeración enérgica fuera de la región de pulverización correspondiente a la refrigeración estándar.

Puede evitarse un sobreenfriamiento de las regiones de los cantos de la banda metálica así mismo mediante una conexión o bien una desconexión de grupos de toberas.

Para la refrigeración enérgica pueden ser empleadas también toberas pulverizadoras. Estas toberas pulverizadoras deben estar distribuidas de una manera próxima entre sí a través de la anchura de la banda metálica para conseguir la refrigeración necesaria y el afinamiento de grano relacionado con la misma y el efecto de descascarillado. Mediante la conexión y la desconexión de estos grupos puede evitarse así mismo, en este caso, un sobreenfriamiento de los cantos. Las toberas pueden ser desactivadas, retiradas por pivotamiento, retiradas por desplazamiento o el flujo del medio de refrigeración (agua) puede ser disminuido para el régimen de colada, en el que no sea ventajosa una refrigeración enérgica con el fin de garantizar la refrigeración estándar.

De igual manera, puede preverse el empleo de una refrigeración adicional a la refrigeración secundaria existente, constituida por varios puentes pulverizadores que están dotados con toberas pulverizadoras con una alimentación independiente de agua. En este caso únicamente son conectados los puentes adicionales de pulverización cuando sea necesario. Así mismo puede evitarse en este caso un sobreenfriamiento de los cantos mediante la conexión y la desconexión de grupos de toberas.

En el estado de la técnica se conocen toberas especiales descascarilladoras para el descascarillado, que alcanzan índices de transición del calor por encima de los 20.000 W/(m^{2} K).

Las toberas de este tipo no son empleadas en la presente invención o bien no pueden ser aprovechadas debido a su enérgico efecto refrigerante y a la baja temperatura superficial, relacionada con el anterior, de la superficie de la banda metálica.

La idea fundamental, de conformidad con la invención, puede verse por lo tanto en el hecho de que se lleva a cabo una refrigeración enérgica en la región de la refrigeración secundaria especialmente en las instalaciones para los planchones planos delgados con objeto de conseguir una limpieza de la superficie de los planchones planos, iniciándose la refrigeración enérgica ligeramente por detrás de la coquilla -visto en el sentido de desplazamiento-. Desde luego se ha previsto, así mismo, que la refrigeración se concluya de una manera tan prematura, que pueda llevarse a cabo un recalentamiento por encima de la temperatura Ac3 o bien Ar3, antes de que se presenten solicitaciones mecánicas, como ocurre, por ejemplo, en el arrastrador para el arqueo. En este caso, e objetivo consiste en que no se produzcan segregaciones o bien que únicamente se produzca una ligera segregación sobre los límites de grano.

El dispositivo, que ha sido propuesto para la refrigeración enérgica, presenta un efecto refrigerante claramente mayor que el que se produciría en otro caso con la refrigeración secundaria de una instalación de colada continua. En las instalaciones anteriormente conocidas, los índices de transición del calor usuales están comprendido entre 500 W/(m^{2} K) y 2.500 W/(m^{2} K). Por otro lado, se conocen instalaciones descascarilladoras en las que se emplea una instalación refrigeradora que realiza índices de transición del calor situados por encima de 20.000 W/(m^{2} K).

Los índices de transición del calor necesarios en el caso presente son -como ya se ha indicado anteriormente- dependientes del material y también dependientes de la velocidad de la colada. Estos índices resultan de aquella velocidad máxima de refrigeración, a la que no se genere todavía una estructura cristalina de tipo martensita o de tipo bainita. Para aceros con bajo contenido en carbono, la velocidad de refrigeración es aproximadamente de 2.500ºC/min, lo cual corresponde a un índice de transición del calor de aproximadamente 5.500 W/(m^{2} K) con una velocidad de colada de 5,0 m/min.

Mediante una conmutación rápida entre la refrigeración estándar y la refrigeración enérgica puede aprovecharse de una manera muy individual y muy flexible la instalación de colada continua propuesta.

Cuando se utilicen los sistemas propuestos con las toberas de refrigeración descritas, se conseguirán índices de transición del calor mayores que en el caso de la refrigeración por pulverización convencional, debido a la elevada turbulencia del agua, que se forma entre la carcasa del medio de refrigeración y la banda metálica con una cantidad de agua relativamente pequeña.

La intensidad de la refrigeración puede modificarse mediante el número de las toberas ordenadas de manera adyacente. Por otra parte es posible, así mismo, emplear puentes de toberas adicionales para instalaciones de refrigeración por pulverización convencionales.

La longitud de la refrigeración enérgica -visto en el sentido de desplazamiento F- está determinada por la estructura cristalina de solidificación de hasta 2 mm por debajo de la superficie de la banda metálica. En el caso de una solidificación dendrítica se prolonga la longitud de la refrigeración enérgica aproximadamente en un factor comprendido entre 2 y 3, con respecto a la longitud en el caso de una solidificación globulítica.

El índice de transición del calor está dado, así mismo, por la construcción de los medios de refrigeración, en el caso presente, en particular, de los primeros medios de refrigeración 11. El índice se elige selectivamente en el intervalo reivindicado puesto que, en este caso, son óptimas las condiciones para la refrigeración enérgica de la banda metálica 1 acabada y, al mismo tiempo, puede conseguirse una superficie de la banda ampliamente satisfactoria.

Lista de los números de referencia

1

banda metálica

2

instalación de colada continua

3

coquilla

4

guía perpendicular para la barra

5

deformación mecánica

6

primera sección

7

segunda sección

8

tercera sección

9

medios para el arqueo de la banda metálica

10

rodillos

11

primer medio de refrigeración

12

segundo medios de refrigeración

13

carcasa

14

toberas

15

toberas

16

cámara

17

cámara

V

dirección vertical

H

dirección horizontal

F

sentido de desplazamiento o bien de extracción

Claims (10)

1. Procedimiento para la colada continua de barras de planchones planos, de planchones planos delgados, de tochos prelaminados, de preperfilados, de perfiles redondos, de perfiles tubulares o de palanquillas (1) y similares a partir de metal líquido en una instalación para la colada continua (2), según el cual sale perpendicularmente hacia abajo metal a partir de una coquina (3), siendo guiada, y refrigerada al mismo tiempo, la banda metálica (1) verticalmente hacia abajo, a continuación, a lo largo de una guía perpendicular (4) para la barra, siendo arqueada la banda metálica (1), a continuación, desde una dirección vertical (V) hasta una dirección horizontal (H), y llevándose a cabo una deformación mecánica (5) de la banda metálica (1) en la región extrema del arqueo en la dirección horizontal (H) o tras el arqueo en la dirección horizontal (H), caracterizado porque se lleva a cabo, en una primera sección (6), una refrigeración de la banda metálica (1) con un índice de transición del calor comprendido entre 3.000 y 10.000 W/(m^{2} K) en el sentido de desplazamiento (F) de la banda metálica (1) por detrás de la coquilla (3) y por delante de la deformación mecánica (5) de la banda metálica (1), llevándose a cabo, en una segunda sección (7), por detrás de la refrigeración, en el sentido de desplazamiento (F), un calentamiento de la superficie-de la banda metálica (1) hasta una temperatura situada por encima de Ac3 o bien de Ar3 mediante la compensación térmica en la banda metálica (1) sin o con refrigeración reducida de la superficie de la banda metálica (1), después de lo cual se lleva a cabo la deformación mecánica (5) en una tercera sección (8).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las superficies de la banda metálica (1) son limpiadas inmediatamente antes de ser sometidas a la refrigeración.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la primera sección (6) está subdividida, siendo refrigerada la banda metálica (1) de manera intermitente, y de forma que dicha banda es refrigerada intensamente en una sección parcial, situada inmediatamente a continuación de la coquilla (3), y es refrigerada, con menor intensidad, en, al menos, una sección subsiguiente, y de forma que es refrigerada, de nuevo, intensamente a continuación.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la deformación mecánica (5) en la tercera sección (8) es un proceso de enderezamiento de la banda metálica (1) o comprende un proceso de este tipo.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la deformación mecánica (5) en la tercera sección (8) es un proceso de laminación de la banda metálica (1) o comprende un proceso de este tipo.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la refrigeración en la primera sección (6) está limitada a la región del guiado perpendicular de la barra (4).

7. Instalación de colada continua (2) para la colada continua de barras de planchones planos, de planchones planos delgados, de tochos prelaminados, de preperfilados, de perfiles redondos, de perfiles tubulares o de palanquillas (1) y similares a partir de metal líquido, que comprende una coquilla (3), desde la que sale perpendicularmente hacia abajo el metal, una guía perpendicular (4) para la barra, que está dispuesta por debajo de la coquilla (3) y medios (9) para el arqueo de la banda metálica (1) desde una dirección vertical (V) hasta una dirección horizontal (H), estando dispuestos medios (5) para la deformación mecánica de la banda metálica (1) en la región extrema del arqueo en la dirección horizontal (H) o tras el arqueo en la dirección horizontal (H), caracterizada porque la guía vertical (4) de la barra presenta una pluralidad de rodillos (10), que están dispuestos a ambos lados de la banda metálica (1) en el sentido de desplazamiento (F) de la banda metálica (1), estando dispuestos primeros medios de refrigeración (11) en la región de los rodillos (10), con cuyos rodillos puede ser aplicado un fluido refrigerante sobre la superficie de la banda metálica (1), estando dispuestos los medios de refrigeración (11) de manera desplazable en la dirección vertical y/o en la dirección horizontal (V, H) y estando dispuesto en posición localmente fija segundos medios de refrigeración (12) adicionales en la región de la guía perpendicular (4) de la barra.

8. Instalación de colada continua según la reivindicación 7, caracterizada porque los medios de refrigeración (11) están configurados de manera oscilante.

9. Instalación de colada continua según la reivindicación 7 u 8, caracterizada porque los primeros y/o segundos medios de refrigeración (11, 12) presentan una carcasa (13), a partir de la cual se aplica el fluido refrigerante por medio de, al menos, una tobera (14, 15).

10. Instalación de colada continua según la reivindicación 9, caracterizada porque el fluido refrigerante es aplicado desde la carcasa (13) por medio de dos toberas (14, 15) o filas de toberas.