ES2333232T3 - Un tambor de enfriamiento para colada continua de planchas delgadas. - Google Patents
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Abstract
Un tambor de enfriamiento (1,1'') para producir fleje colado metálico mediante colada continua, caracterizado porque: se forman cavidades de 40 a 200 µm de profundidad media y de 0,5 a 3 mm de diámetro del círculo equivalente en la superficie periférica chapada del tambor de enfriamiento, siendo las cavidades adyacentes entre sí en los bordes de dichas cavidades; y se forma una película de óxidos de mejor humectabilidad con la espuma que el Ni, sobre dicha superficie periférica, en el que dicha película es una película formada por la oxidación de una capa chapada sobre la superficie periférica del tambor de enfriamiento y dicha capa chapada contiene una aleación con Ni de uno o más de los elementos W, Co y Fe.
Description
Un tambor de enfriamiento para colada continua
de planchas delgadas.
La presente invención se refiere a un tambor de
enfriamiento usado en un vaciador continuo del tipo de tambor
simple o en un vaciador continuo del tipo de tambores gemelos, para
colar directamente una plancha delgada de acero al carbono dulce
fundido, acero inoxidable, acero de aleación, acero al silicio, u
otro acero, aleación o metal.
Se ha desarrollado una tecnología en la que una
plancha delgada (en adelante denominada ocasionalmente como
"plancha") de 1 a 10 mm de espesor es colada en continuo
mediante un vaciador continuo del tipo de tambores gemelos equipado
con un par de tambores de enfriamiento (en adelante denominados
ocasionalmente como "tambores") o un vaciador continuo del
tipo de tambor simple equipado con un tambor de enfriamiento.
Por ejemplo, un vaciador continuo del tipo de
tambores gemelos está formado, como miembros componentes
principales, por un par de tambores de enfriamiento 1, 1'
instalados en relación próxima y paralela entre ellos, con sus ejes
dirigidos horizontalmente y girando en direcciones opuestas entre
sí, y rebosaderos laterales 2 en contacto firme con ambas caras
terminales de los tambores de enfriamiento 1, 1' como se muestra en
la Fig. 1.
Se proporciona una cámara sellada 4 por encima
de un depósito de acero fundido 3 formado por los tambores de
enfriamiento 1, 1' y los rebosaderos laterales 2, y se suministra un
gas inerte al interior de la cámara sellada 4. Cuando se suministra
de forma continua acero fundido desde una artesa de colada 5 al
depósito de acero fundido 3, el acero fundido se solidifica a lo
largo de sus partes en contacto con los tambores de enfriamiento 1,
1' para formar placas curvas en solidificación. Las placas curvas en
solidificación se mueven hacia abajo con la rotación de los
tambores de enfriamiento 1, 1' y se unen por presión entre ellos en
un punto de encuentro 6, para formar una plancha delgada C.
Como los tambores de enfriamiento 1, 1' se usan
para enfriar acero fundido durante su rotación para producir placas
curvas en solidificación, normalmente están formados por Cu o una
aleación de Cu de conductividad térmica elevada. Los tambores de
enfriamiento 1, 1' mantienen el contacto directo con el acero
fundido mientras forman el depósito de acero fundido 3, pero están
fuera de contacto con el acero fundido después de pasar el punto de
encuentro 6 hasta que forman de nuevo el depósito de acero fundido
3. Así, unas veces son calentados por el calor retenido por el
acero fundido y otras veces son enfriados por agua de enfriamiento
del interior de los tambores de enfriamiento 1, 1' y por el
aire.
Los tambores de enfriamiento 1, 1' reciben
repetidamente una fuerza de fricción causada por un deslizamiento
relativo entre la plancha delgada C y las superficies de los
tambores de enfriamiento 1, 1' cuando unen a presión las placas
curvas en solidificación para formar la plancha delgada C. Por
consiguiente, en el caso de que las capas de superficie de los
tambores de enfriamiento 1, 1' estén hechas de Cu o aleación de Cu,
las capas de superficie periféricas d sufren un intenso desgaste con
el progreso de la colada y no mantienen la forma de su superficie,
haciéndose así incapaces de realizar la colada en una etapa
temprana.
Con el fin de prevenir tal desgaste precoz de la
capa de la superficie del tambor, se conoce una estructura de
tambor que tiene una capa chapada de Ni de aproximadamente 1 mm de
espesor formada sobre la superficie de un tambor de
enfriamiento.
En el caso en el que se realiza la colada
continua usando tambores de enfriamiento que tienen la estructura
de tambor expuesta anteriormente, aparecen desigualdades en un
huelgo de gas debido a desigualdades de adhesión del acero fundido
a los tambores, desigualdades en la posición de partida de la
solidificación debido a la turbulencia en la superficie del acero
fundido, o desigualdades en las sustancias depositadas sobre las
superficies de los tambores. Como consecuencia, se presenta el
problema de que la solidificación se hace irregular y provoca
grietas que perjudican la calidad de la chapa.
Como esta tecnología se usa para producir una
plancha delgada que tiene una forma y un espesor próximos a los de
un producto final, esta tecnología resulta indispensable para hacer
posible producir una plancha delgada completamente libre de
defectos de superficie tales como grietas y resquebrajaduras con el
fin de llegar a obtener un producto final que tenga el nivel de
calidad requerido y con una tasa de producción elevada.
Dado que se requiere que un producto en lámina
de acero inoxidable, en particular, tenga un aspecto de superficie
de alta calidad, es un importante problema colar una plancha delgada
sin desigualdades de decapado.
Se sabe que los defectos de superficie expuestos
anteriormente se forman basándose en las desiguales tensiones de
contracción térmica que se desarrollan a causa de las desigualdades
en la formación de las láminas en solidificación sobre las
superficies de los tambores de enfriamiento, es decir, a causa de
las desigualdades en la manera en la que el acero fundido se
solidifica al ser enfriado rápidamente, en el curso del colado de
planchas delgadas. Hasta ahora, se han sugerido diversas
estructuras de la superficie periférica y/o materiales de la
superficie periférica para tambores de enfriamiento, para enfriar y
solidificar acero fundido de manera tal que se reduzcan al máximo
las tensiones de contracción térmica desiguales que quedan en el
interior de una plancha.
\newpage
Por ejemplo, en el documento
JP-A-60-184449 se
describe una tecnología en la que una capa chapada de Ni formada en
la superficie periférica de un tambor enfriador está provista de un
gran número de cavidades por granallado, fotograbado, procesado con
láser o similares, con el fin de evitar la generación de grietas en
la superficie. De acuerdo con la tecnología expuesta anteriormente,
estas cavidades forman huelgos de gas que actúan como capas
térmicamente aislantes entre el tambor de enfriamiento y una lámina
en solidificación, que hacen que el metal fundido se enfríe
lentamente y, también, se forman resaltes transferidos sobre la
superficie de una plancha dejando que el acero fundido llegue a las
cavidades en una cuantía apropiada para hacer que su solidificación
comience desde la periferia de los resaltes transferidos, igualando
así el espesor de la placa curva en solidificación.
También, en el documento
JP-B-4-33537 se
describe un método en el que se forma un gran número de cavidades
circulares u ovaladas sobre la superficie periférica de un tambor de
enfriamiento, en el documento
JP-A-3-174956 se
describe un método en el que la superficie periférica de un tambor
de enfriamiento se hace rugosa por moleteado o por soplado con
arena, y en la publicación de Patente Japonesa examinada nº
H9-136145 se describe un método en el que se forman
cavidades de forma que se satisfaga un diámetro máximo \leq
diámetro medio + 0,30 mm en la superficie periférica de un tambor
de enfriamiento, por granallado. En cualquiera de estos métodos se
introduce una capa de aire entre el tambor de enfriamiento y el
acero fundido formando un gran número de cavidades o resaltes en la
superficie periférica del tambor de enfriamiento, el área de
contacto efectiva de la superficie periférica del tambor de
enfriamiento con el acero fundido se reduce de esta forma para
relajar el enfriamiento de la placa curva en solidificación, y las
tensiones debidas a la contracción térmica se alivian previniendo
la formación de grietas y resquebrajaduras debidas al enfriamiento
rápido, procurando así obtener una plancha delgada con un buen
aspecto en la superficie.
Sin embargo, cuando se usa uno cualquiera de los
métodos descritos en los documentos
JP-B-4-33537 y
JP-A-3-174956, el
acero fundido es introducido en cavidades formadas en la superficie
periférica de un tambor de enfriamiento para formar resaltes en la
superficie de una plancha, y por tanto se generan defectos de
laminado tales como cascarillas onduladas y costras lineales en una
etapa de tratamiento tal como el laminado en los subsiguientes
procesos. En el caso del tambor de enfriamiento descrito en el
documento
JP-A-9-136145, se
dan al tambor cavidades de 0,5 a 2,0 mm de diámetro, de 30 a 70% de
relación de área, 60 \mum o más de profundidad media y 100 mm o
menos de profundidad máxima mediante granallado, pero en realidad
todavía se producen en la plancha defectos finos de superficie.
Como razón para ello se considera que las distancias entre cavidades
contiguas se hacen excesivamente grandes en la etapa de granallado
para formar cavidades del tamaño expuesto anteriormente, sus áreas
de la superficie de contacto con el acero fundido se hacen
excesivamente grandes porque estas porciones tienen la forma de un
trapezoide, y por tanto existen porciones excesivamente enfriadas y
porciones de enfriamiento lento juntas en la placa curva en
solidificación cuando se forma, generando así grietas en la
chapa.
Como tambor de enfriamiento para afrontar este
problema, el documento
JP-A-4-238651
describe un tambor de enfriamiento en el que se forman cavidades de
50 a 200 \mum de profundidad con una relación de área del 15 al
30% y, junto a esto, se forman cavidades de 10 a 50 \mum de
profundidad con una relación de área del 40 al 60% en la superficie
periférica del tambor de enfriamiento. Además, el documento
JP-A-6-328204
describe un tambor de enfriamiento en el que se forman cavidades de
100 a 300 \mum de diámetro y de 100 a 500 \mum de profundidad
con una relación de área del 15 al 50% y, junto a esto, cavidades de
400 a 1.000 \mum de diámetro y de 10 a 100 \mum de profundidad
con una relación de área del 40 al 60% de forma que cada uno de los
lados de la cavidad forma un ángulo de 45º a 75º con una línea
perpendicular a una tangente a la superficie periférica en la
superficie periférica del tambor de enfriamiento.
Estos tambores de enfriamiento pueden suprimir
la generación de grietas y resquebrajaduras en la superficie de una
plancha al mismo tiempo que pueden suprimir la generación de
desigualdades de decapado, el otro defecto de superficie típico, y
por tanto producen un notable efecto sobre la producción de un
producto de placa curva de acero inoxidable sin un brillo
desigual.
Además, el documento
JP-A-11-179494
describe un tambor de enfriamiento en el que se forma un gran número
de resaltes (preferentemente de 20 \mum o más de altura, de 0,2 a
1,0 mm de diámetro y de 0,2 a 1,0 mm de distancia más corta entre
ellos) sobre la superficie periférica del tambor, por medios tales
como fotograbado o tratamiento del material con láser. Este tambor
de enfriamiento puede evitar los defectos de la superficie hasta una
cuantía de aproximadamente cero.
Con respecto a los tambores de enfriamiento
establecidos anteriormente, sin embargo, no se especifica nada
sobre la calidad del material usado para la superficie de los
tambores de enfriamiento.
Es evidente que la calidad del material usado
para la superficie de un tambor de enfriamiento afecta al aspecto
de la superficie de la plancha delgada.
Como se estableció anteriormente, normalmente se
acepta que una placa chapada de Ni es un material para la capa de
la superficie periférica (d en la Fig. 1) de un tambor de
enfriamiento. Como la capa chapada de Ni tiene una conductividad
térmica más baja que la del material de base del tambor (Cu,
aleación de Cu) y unas satisfactorias características de unión al
material de base del tambor, es menos propenso a generar rendijas o
escamas. También, tiene una dureza mayor que la del material de base
y es relativamente bueno en la resistencia a la abrasión y la
resistencia a la deformación. Sin embargo, no está dotado de una
resistencia al roce o una resistencia a la deformación al nivel que
se necesita para mantener establemente la forma de la superficie
del tambor durante un periodo de tiempo largo en la colada real. Se
ha averiguado que la forma de la capa de la superficie periférica
de un tambor de enfriamiento cambia cuando se usa continuamente
durante un tiempo prolongado y el cambio de forma puede llegar a
ser el factor principal de las grietas en la superficie de una
plancha delgada.
En vista de esto, como tambor de enfriamiento
que resuelve el problema expuesto anteriormente, El documento
JP-A-9-103849
describe un tambor de enfriamiento en el que se forman una capa de
Ni y una capa de Co, por este orden, de 10 a 500 \mum de espesor,
en la superficie periférica del tambor, siendo la suma de los
espesores de la capa de Ni y la capa de Co de 500 \mum a 2 mm,
con cavidades de 30 a 150 \mum de profundidad media formadas en
la superficie de la capa de Co. También, el documento
JP-A-9-103850
describe un tambor de enfriamiento en el que se forma una capa de
Ni en la superficie periférica del tambor, se proporcionan cavidades
de 10 a 50 \mum de profundidad media en la capa de Ni mediante
granallado, y después se proporciona una capa electrochapada de 10
a 500 \mum de espesor sobre la misma, haciendo así que la
profundidad media de las cavidades sea de 30 a 150 \mum.
Estos tambores de enfriamiento tienden a impedir
la generación de grietas en una plancha delgada y a prolongar la
vida útil de los tambores mejorando e ingeniando la estructura de la
superficie periférica y la calidad del material de la superficie
periférica de los tambores, y muestran un efecto notable.
Como se estableció anteriormente, con respecto a
las tecnologías para la colada continua de una plancha delgada de 1
a 10 mm de espesor de placa, se ha logrado un gran éxito en la
supresión de los defectos de la superficie, incluyendo
desigualdades de decapado, mejorando e ingeniando la estructura de
la superficie periférica y/o la calidad del material de la
superficie periférica del tambor de enfriamiento.
En funcionamiento, sin embargo, es inevitable
que una considerable cantidad de escoria flote y se coagule en la
superficie del acero fundido a causa de inclusiones o de escoria
mezclada flotando desde el interior del acero fundido, incluso si
se evita al máximo posible la generación de escoria cubriendo con
una atmósfera inerte el depósito de acero fundido formado por los
tambores de enfriamiento y los rebosaderos laterales en contacto
con ambos lados de los mismos para aceptar en ellos el acero fundido
(véase la cámara sellada 4 en la Fig. 1). Cuando la escoria es
atrapada entre los tambores de enfriamiento y el acero fundido,
aparecen desigualdades de decapado en la superficie de la plancha
delgada.
La porción de tales desigualdades de decapado
aparece como "brillo irregular" en el producto final en lámina,
rebajando así su valor como material para un producto. Por
consiguiente, con el fin de mejorar más la calidad y la tasa de
rendimiento del producto en lámina final, además de impedir la
generación de escoria, es necesario tomar algunas medidas que
puedan inhibir la producción de desigualdades de decapado en una
plancha delgada o incluso aunque tenga lugar el atrapamiento de
escoria cuando se está colando de forma continua la plancha
delgada, y, si es posible, que puedan erradicar la generación de la
misma.
Con el fin de encontrar tales medidas, los
presentes inventores hicieron un examen minucioso de planchas
delgadas en las que habían aparecido desigualdades de decapado.
Como resultado, se descubrió que se formaba una "grieta" de
una forma diferente de la ya conocida "grieta de superficie" en
las proximidades del límite entre el área en la que aparecieron las
"desigualdades de decapado" y el área sin ellas. Esta grieta
(en adelante denominada "grieta que acompaña a una desigualdad de
decapado") se muestra en la Fig. 2.
Como es evidente por la Fig. 2, la "grieta que
acompaña a una desigualdad de decapado" es de una naturaleza
distinta, por rutina, en origen, posición, forma y similares, de la
"grieta de superficie" (en lo que sigue denominada
ocasionalmente "grieta de cavidad") generada en una porción en
la que no se generan desigualdades de decapado.
En consecuencia, es difícil prevenir la
generación de la "grieta que acompaña a las desigualdades de
decapado" de una naturaleza diferente, como se expuso
anteriormente, usando medios convencionales.
Como se describió antes, además de la tarea de
impedir la generación de "grietas de cavidad" y
"desigualdades de decapado", recientemente se ha planteado la
tarea de impedir la generación de "grietas que acompañan a
desigualdades de decapado", en la colada continua de una plancha
delgada.
Como medios para formar cavidades en la
superficie periférica de un tambor de enfriamiento, están el
granallado, el fotograbado, el procesamiento del material con láser
y tratamientos similares (véase la publicación de Patente Japonesa
no examinada nº S60-184449). Para un ejemplo del
tratamiento del material con láser, la Patente Japonesa nº 2067959
describe un método en el que se usan impulsos de luz láser de 0,30 a
1,07 \mum de longitud de onda, para formar orificios de 500
\mum o menos de diámetro y de 50 \mum o más de profundidad, con
una separación entre orificios que no es inferior a 1,05 veces, y no
es superior a 5 veces, el diámetro de los orificios. Con referencia
al ejemplo de acuerdo con este método, se usan cuatro láseres YAG de
500 Hz de frecuencia de repetición de impulsos, para formar
orificios con distancia entre orificios de 200 a 250 \mum.
Suponiendo que la forma de un tambor de enfriamiento es de 1 m de
diámetro y 1 m de anchura, y que se forman orificios con distancias
de 200 \mum en la superficie periférica del tambor de
enfriamiento, se tienen que formar aproximadamente 80 millones de
orificios en total. Generalmente se usa una lámpara flash de
emisión de impulsos de luz para excitar un láser YAG para la
formación de orificios, y la vida útil en servicio de una lámpara
flash es de 1 a 10 millones de impulsos. En consecuencia, incluso si
se usan cuatro láseres YAG para la formación de orificios, es
imposible formar orificios completos sobre toda la superficie
periférica del tambor de enfriamiento dentro de la vida útil de
servicio de las lámparas flash, y por tanto el trabajo de formación
de orificios ha de ser detenido para cambiar las lámparas.
En tal caso, aparece una discontinuidad de
formación en las porciones en las que se detuvo el trabajo de
formación. Si un tambor de enfriamiento que tiene tal
discontinuidad de formación se usa en una colada, surge el problema
de que se generan grietas en las porciones discontinuas. En este
método, si el número de láseres se incrementa de cuatro, por
ejemplo, a diez, puede ser resuelto el problema expuesto antes. Por
otra parte, sin embargo, surge el problema de que el aparato para
la formación se hace grande y complicado.
Como métodos de tratamiento que usan un láser de
CO_{2} con interruptor Q (conocido como láser
Q-switched), adoptado generalmente para
hacer frente a los problemas descritos anteriormente, en la Patente
Japonesa nº 3027695 se describe un método para deslustrar el
rodillo para laminado en frío, y un método de tratamiento de una
aleación de cobre en el documento
JP-A-8-309571. En
estos métodos de tratamiento de material, se usan impulsos de láser
de CO_{2} con interruptor Q que tienen una punta de conmutación
inicial y una cola de impulso, siendo la anchura total del impulso
de hasta 30 \museg, para llevar a cabo la formación de orificios,
y el límite superior de la profundidad del orificio es del orden de
40 \mum en cualquier caso. Entre tanto, con respecto al tambor de
enfriamiento, es necesario formar orificios, en algunos casos, de 50
\mum o más de profundidad, con el fin de prevenir las grietas en
la superficie y el brillo irregular. A causa de esto existe el
problema de que el uso de los métodos conocidos públicamente
establecidos antes, no puede realizar la formación de orificios
conforme al objeto esperado de la presente invención.
Cuando un material metálico, por ejemplo la
superficie periférica de un tambor de enfriamiento, es procesado
con luz láser para formar un orificio, la sustancia fundida
producida en el proceso de taladrado se descarga al exterior en
forma de salpicaduras desde los orificios por la reacción de
vaporización del propio metal o por la contrapresión del gas
auxiliar, y frecuentemente se vuelve a depositar como escoria en la
periferia de los orificios.
En general, tal escoria perjudica la suavidad de
la superficie y por ello se requiere algún medio para impedir esto.
En este contexto, hasta ahora se han propuesto varios medios para
eliminar o evitar la escoria.
Hasta el momento, hay un medio que ha sido usado
con una relativa frecuencia, en el que se proporciona una capa de
máscara sólida en la superficie del material a tratar, se forman
orificios en el material junto con la máscara, y finalmente se
retira la máscara, proporcionándose así una superficie lisa. Dado
que este método requiere un procedimiento para pegar la máscara a
la superficie antes de formarse el orificio y un procedimiento para
retirar la máscara después de tratamiento del material con láser, en
su conjunto presenta problemas en términos de eficiencia de trabajo
y de costes.
Una técnica para eliminar activamente la escoria
depositada en una superficie procesada se describe en el documento
JP-A-10-263855, en
la que se proporciona una "espátula" o una rectificadora
rotatoria accionada por motor, adyacente a un cabezal de
tratamiento, para formar orificios finos en un rodillo de trabajo
para laminado en frío, como medio para igualar la distribución del
depósito en la superficie del rodillo.
Como la escoria es el depósito de sustancia
fundida resolidificada en una superficie tratada, sin embargo, es
difícil eliminar completamente la escoria usando medios mecánicos
tales como la "espátula". Además, en el caso de que se formen
orificios finos del orden de 10 a 100 \mum de profundidad, es
difícil eliminar solamente la escoria mediante una rectificadora
rotatoria accionada por motor, debido a su precisión mecánica y, en
algunos casos, surge el problema de que la profundidad de los
orificios disminuye por un sobre-rectificado. Si se
emplea un método de eliminar la escoria depositada más activamente,
surge otro problema y es que aumenta el tamaño del aparato por un
aparato accesorio añadido al cabezal de tratamiento del material con
láser.
Mientras tanto, se han propuesto varios métodos
para limpiar el aspecto de la superficie después del tratamiento
revistiendo previamente la superficie a tratar con un material
líquido tipificado por aceites y grasas. Por ejemplo, se describe
un método de recubrimiento que usa un material viscoso transparente
a la luz láser en el documento
JP-A-52-112895, y un
método de recubrimiento con aceite en el documento
JP-A-60-180686.
Aunque el tratamiento del material mediante fusión con luz láser se
tiene en cuenta en estos métodos, en estas publicaciones no se
describen las características de la sustancia de recubrimiento.
Cuando se usan aceites o bien grasas como sustancia de
recubrimiento, la transmitancia de la sustancia de recubrimiento
relativa a la longitud de onda del láser afecta en gran medida al
aspecto de la superficie después del tratamiento (lo que es evidente
a partir de la investigación experimental y estudios hechos por los
presentes inventores). Estas publicaciones no tienen ninguna
descripción que sugiera conocimientos en relación con la presente
invención, y existe el problema de que la supresión de la
deposición de escoria no puede realizarse con buena reproducibilidad
en la formación de orificios en un material metálico con láser, por
los métodos expuestos en las publicaciones.
Con respecto a las características de las
sustancias de recubrimiento, se describe un método de recubrimiento
que usa uno de estos aceites y grasas con un punto de ebullición de
80ºC o más, en la publicación de Patente Japonesa no examinada nº
S58-110190, y la especificación de la composición
del material de recubrimiento se describe en el documento
JP-A-1-298113. En
estas descripciones, la primera de ellas especifica solamente el
punto de ebullición del material de recubrimiento como la
especificación característica del mismo, y no revela nada acerca de
la transmitancia relativa a la longitud de onda de la luz láser
usada para formar los orificios. De acuerdo con la investigación
experimental hecha por los autores de la presente invención, existe
el problema de que la generación de escoria no puede impedirse
cuando se usa aceite o grasa con gran absorción, incluso si su
punto de ebullición es 80ºC o más alto. La última describe la
composición detallada y su concepto básico es especificar un
material de recubrimiento que satisfaga la función de mejorar el
poder absorbente relativo a la luz láser, esto es, de reducir la
transmitancia relativa a la luz de láser. En la formación de
orificios en un material metálico, surge el problema de que la
propiedad de deposición de escoria se empeora si la absorción de
luz láser en el material de recubrimiento es demasiado grande,
fallando así en la obtención de una técnica efectiva para la
supresión de la escoria.
El documento
US-A-5.807.444 describe un
procedimiento para la colada continua de un fleje de acero
inoxidable austenítico usando dos rodillos de enfriamiento móviles
que tienen manguitos de cobre que están cubiertos con una capa de
níquel sobre la cual se han formado cavidades que tienen un
diámetro de 100 a 1500 \mu y una profundidad de 20 a 150
\mum.
El documento
JP-A-11-057948
describe un molde para la colada continua usando un tambor de colada
que tiene una capa de oxido metálico de ZrO_{2}, Al_{2}O_{3},
Cr_{2}O_{3}, TiO_{2}, SiO_{2}, y un material mixto de los
mismos.
Un objeto de la presente invención es llevar a
cabo una tecnología que permita que una plancha fina sea colada
establemente durante un periodo de tiempo prolongado, suprimiendo al
mismo tiempo la generación de grietas de superficie y el brillo
irregular, dos de los principales tipos de defectos en un producto
de lámina expuestos como problema en las tecnologías
convencionales, y la presente invención proporciona un tambor de
enfriamiento para la colada continua de plancha delgada para
cumplir el objeto y un método de colada continua que usa el tambor
de enfriamiento.
También, la presente invención proporciona un
tambor de enfriamiento para producir establemente una plancha que
no tenga grietas de plancha, rendijas o similares y que sea de un
aspecto excelente en la superficie dando no solo cavidades
convencionales sino también desigualdades más finas de manera
duplicada y/o resaltes finos a la superficie periférica del tambor
de enfriamiento.
Además, la presente invención proporciona un
tambor de enfriamiento para producir establemente una plancha
delgada que no tiene resaltes elevados transferidos, grietas en la
plancha, rendijas o similares, y con un aspecto de la superficie
excelente, dándole más desigualdades finas y también resaltes finos
formados haciendo que fragmentos de granalla piquen en ellos en
cada cavidad ordinaria, dispersando así los puntos de inicio de la
solidificación más finamente que las cavidades ordinarias, y un
método de colada continua que usa el tambor de enfriamiento.
También, la presente invención proporciona un
tambor de enfriamiento que permite producir establemente una
plancha que no tiene grietas en la plancha, rendijas o similares, y
con un aspecto de la superficie sobresaliente, reduciendo las
porciones trapezoidales entre cavidades próximas con respecto a las
cavidades formadas en la superficie periférica del tambor de
enfriamiento.
Por ello, los presentes inventores han
desarrollado un método capaz de reducir al máximo resaltes altos
transferidos, grietas de plancha, resquebrajaduras y similares,
dando además desigualdades finas y resaltes finos a cada una de las
cavidades convencionales en la superficie periférica del tambor de
enfriamiento, con la idea de que la generación de resaltes
transferidos altos y grietas en la superficie de una plancha puede
ser evitada usando un tambor de enfriamiento que tenga cavidades
formadas en el mismo con áreas de la superficie de contacto más
pequeñas que las áreas de la superficie de contacto de las cavidades
expuestas anteriormente y que, si se forman desigualdades en mayor
número que las desigualdades de las cavidades expuestas
anteriormente, la solidificación puede iniciarse de una forma más
estable porque la solidificación comienza a partir de convexidades
en gran número y de esta forma pueden evitarse las grietas.
La desigualdad de decapado es una
"desigualdad" que aparece en la superficie de una chapa después
del decapado debido al hecho de que la solidificación del acero
fundido se retrasa en porciones con escoria depositada y, como
consecuencia, la estructura solidificada de la porción con escoria
solidificada difiere de la estructura solidificada alrededor de
ella. Por consiguiente, se supone que el comportamiento de
solidificación del acero fundido en la superficie de un tambor de
enfriamiento está relacionado en gran medida con la generación de
"grietas que acompañan a desigualdades de decapado".
Los presentes inventores han hecho un examen del
comportamiento de solidificación de una plancha delgada en la que
se habían generado "grietas que acompañan a desigualdades de
decapado" como se muestra en la Fig. 2. Ha quedado claro que las
"grietas que acompañan a desigualdades de decapado" se generan
básicamente en un sitio en el que la resistencia térmica de una
cara límite entre el tambor de enfriamiento y el acero fundido se
cambia por la afluencia y la deposición de escoria, que causa una
diferencia de espesor de la placa curva en solidificación formada
entre una porción con escoria depositada y una porción sin ella, y,
más específicamente, en una porción en la que el grado de
desigualdad en el espesor de la placa curva en solidificación excede
del 20%.
La Fig. 3 muestra esquemáticamente el mecanismo
de su generación. En una porción en la que se deposita escoria 7,
la resistencia térmica de la cara límite entre el tambor de
enfriamiento 1 y el acero fundido 15 cambia retardando la
solidificación del acero fundido, y por consiguiente el espesor de
la placa curva en solidificación 8 se hace más delgado que el
espesor de la placa curva en solidificación en otras porciones. Por
la acción multiplicadora de la escoria 7 con un huelgo de gas 10
formado entre la escoria 9 y la cara cóncava de una cavidad 9, se
genera un "esfuerzo" y se acumula en una parte límite (una
porción de la placa curva en solidificación de espesor desigual)
entre una porción más gruesa y una porción más delgada de la placa
curva en solidificación. Si el grado de desigualdad en el espesor
de la placa curva en solidificación excede del 20%, tiene lugar una
"grieta que acompaña a desigualdades de decapado 11" en la
parte límite como se muestra en la Fig. 3.
Como se manifestó anteriormente, la existencia
del huelgo de gas 10 formado entre la escoria 7 y la cara cóncava
de la cavidad 9 está también relacionada con la generación y
acumulación de "esfuerzo" que provoca la "grieta que
acompaña a desigualdad de decapado 11", y por tanto los presentes
inventores hicieron un examen de la relación entre un cambio en el
comportamiento de solidificación (con la "profundidad de
cavidad" usada como índice para representar este cambio) y el
estado de generación de la "grieta de cavidad" y "grieta que
acompaña a la desigualdad de decapado" (usándose la "longitud
de grieta" como índice para representar el estado de generación)
cambiando la "profundidad" de una cavidad para cambiar el
comportamiento de solidificación del acero
fundido.
fundido.
El resultado se muestra en la Fig. 4. Como es
evidente a partir de la Fig. 4, cuando la profundidad (\mum) de
las cavidades se hace más baja, puede evitarse la generación de
"grietas de cavidad" pero, en cambio, se acelera la generación
de "grietas que acompañan a desigualdades de decapado".
Como se manifestó anteriormente, los presentes
inventores han encontrado que la generación o la evitación de la
generación de "grietas que acompañan a desigualdades de
decapado" y la de "grietas de cavidad" están en una
relación de equilibrio en vista de la relación con la profundidad de
las cavidades formadas en la superficie periférica de un tambor de
enfriamiento.
La Fig. 5 muestra esquemáticamente el mecanismo
de generación de "grietas de cavidad". Los núcleos de
solidificación se generan en una porción de acero fundido en
contacto con el borde de una cavidad 9 (véase "12" en la
figura), a partir de la cual se inicia la solidificación. Cuando
solidifica una convexidad 13 formada por acero fundido que invade
la concavidad de la cavidad 9, la solidificación es desigual en la
comparación cavidad por cavidad, y esta desigualdad hace que se
acumule tensión/esfuerzo desigual en una base cavidad por cavidad.
Debido a esta desigual tensión/esfuerzo, se genera una "grieta de
cavidad 14".
Cuando la convexidad 13 de acero fundido se
solidifica, la solidificación de una porción en la que se deposita
escoria 7 se retrasa naturalmente porque la escoria actúa como
resistencia térmica. En este caso, la desigual tensión/esfuerzo
expuesta antes se relaja por la solidificación retrasada.
El conocimiento obtenido a partir del resultado
del examen expuesto antes se resume de la forma siguiente:
(a) El acero fundido entre en contacto con el
borde de una cavidad mientras que no entra en contacto o hace un
contacto parcial (no hace contacto completo) con el fondo de la
cavidad debido a la existencia de un huelgo de
gas.
gas.
(b) El acero fundido en contacto con el borde de
una cavidad se solidifica más rápidamente que el acero fundido que
no está en contacto con el borde.
(c) Si existe un huelgo de gas entre el acero
fundido y una cavidad, el huelgo de gas actúa como resistencia
térmica retrasando la generación del núcleo, retrasando así la
solidificación del acero fundido.
(d) La solidificación del acero fundido es
desigual en una comparación cavidad por cavidad, y la desigual
tensión/esfuerzo debida a esta desigualdad se acumula en una base de
cavidad por cavidad. Esta es la causa de la "grieta de
cavidad".
(e) Si existe un huelgo de gas entre el acero
fundido con escoria depositada en el mismo y una cavidad, la
escoria y el huelgo de gas actúan como resistencia térmica para
retardar más la solidificación del acero fundido. Como resultado se
hace una diferencia de espesor entre una porción de una placa curva
en solidificación con escoria depositada en la misma, y una porción
de la misma sin escoria, y se acumula una desigual tensión/esfuerzo
en una parte límite del espesor. Esta es la causa de las "grietas
que acompañan a desigualdades de decapado".
(f) Si la "profundidad de las cavidades" es
menor, la altura de la invasión del acero fundido en la concavidad
de una cavidad (la altura de una convexidad) es más baja y por tanto
la acumulación cavidad por cavidad de tensión/esfuerzo se relaja,
suprimiendo así la generación de "grietas de cavidad" mientras
que la acumulación de tensión/esfuerzo desigual debido al retardo
de la solidificación basado en la escoria y el huelgo de gas se
acelera, haciendo así que aparezcan frecuentemente "desigualdades
de decapado" y "grietas que acompañan a desigualdades
de decapado".
(g) Si la "profundidad de las cavidades" es
mayor, la altura de la invasión de acero fundido en la concavidad
de una cavidad (la altura de una convexidad) es mayor, y por tanto
la acumulación cavidad por cavidad de tensión/esfuerzo desigual se
acelera, haciendo así que aparezcan frecuentemente "grietas de
cavidad", mientras que la acumulación de tensión/esfuerzo
desigual debido al retraso de la solidificación basado en la escoria
y el huelgo de gas se relaja, suprimiendo así la generación de
"desigualdades de decapado" y de "grietas que acompañan a
desigualdades de decapado".
Dado que es evidente que tanto las
"desigualdades de decapado" como las "grietas que acompañan a
desigualdades de decapado" están estrechamente asociadas con el
"comportamiento de solidificación del acero fundido", los
presentes inventores tuvieron la idea, basándose en la información
obtenida, de que si se aseguraba suficiente "profundidad de
cavidad" para suprimir la generación de "desigualdades de
decapado" y de "grietas que acompañan a desigualdades de
decapado" y, en la premisa de esta profundidad de cavidad'', si
la superficie de la cavidad está provista de las funciones de:
(x) retrasar la solidificación del acero fundido
en contacto con los bordes de las cavidades, y de
(y) acelerar la solidificación del acero fundido
en contacto con los fondos de las cavidades,
entonces la tensión/esfuerzo desigual generada y
acumulada en una base cavidad por cavidad podría reducirse y
podrían evitarse tanto la generación de "grietas de desigualdad de
decapado" como la generación de "grietas de cavidad".
Usando la idea descrita antes, los presentes
inventores han estudiado una forma de superficie que cumpla las
funciones (x) e (y) expuestas antes con respecto a cavidades a
formar en la superficie periférica de un tambor de enfriamiento.
Como resultado, se obtuvo el conocimiento siguiente:
(A) Si se da una "redondez" de una forma
prescrita al borde de cada cavidad o si se forman "orificios
finos" de una forma prescrita sobre el borde de cada cavidad,
puede retrasarse la solidificación del acero fundido en contacto
con los bordes de las cavidades.
Cuando se da "redondez" al borde de cada
cavidad, o se forman "orificios finos" sobre el mismo, el acero
fundido entra en contacto fácilmente con los fondos de las
cavidades bajo la presión estática del acero fundido y la fuerza de
atornillado del tambor de enfriamiento, y solidifica con los núcleos
de solidificación generados usados como puntos de partida. Además,
se obtuvo el conocimiento siguiente:
(B) Si se forman "resaltes finos",
"orificios finos" o "desigualdades finas" de una forma
prescrita, en el fondo de cada cavidad, la generación de núcleos de
solidificación se acelera y la solidificación del acero fundido
progresa más rápidamente.
Basándose en la información obtenida, los
presentes inventores concibieron la idea de que si primero se
aseguraba suficiente "profundidad de cavidad" para suprimir la
"grieta de cavidad" y, sobre la premisa de esta "profundidad
de cavidad", si la superficie de cada cavidad era provista con
las funciones de:
(W) prevenir la formación de un huelgo de gas
que actúa como resistencia térmica,
(X) retrasar la solidificación del acero fundido
en contacto con el borde de cada cavidad, y
(Y) acelerar la solidificación del acero fundido
en contacto con el fondo de cada cavidad,
entonces la desigual tensión/esfuerzo acumulada
en una parte límite del espesor de una placa curva en solidificación
basada en el retraso de la solidificación de una porción con
escoria depositada sobre la misma podría reducirse, y en
consecuencia podrían suprimirse tanto la generación de la "grieta
de desigualdad de decapado" como la generación de la "grieta
de cavidad".
Con la idea expuesta antes, los presentes
inventores hicieron un intenso estudio/investigación acerca de una
superficie que cumpla la función de (W) expuesta antes con respecto
a las cavidades a formar en la superficie periférica de un tambor
de enfriamiento. Como resultado se obtuvo el siguiente
conocimiento:
(C) Si una sustancia que tiene una elevada
humectabilidad con la escoria existe en la superficie de un tambor
de enfriamiento, la escoria hace un contacto estrecho con la
superficie, resistiendo así la formación de un huelgo de gas.
Normalmente, a la superficie de un tambor de
enfriamiento se le da un chapado con Ni. Ha quedado claro que la
aleación Ni-W es adecuada como sustancia que tiene
una alta humectabilidad con la escoria.
Cuando la formación del huelgo de gas se suprime
y se da "redondez" al borde de cada cavidad, y se forman
"orificios finos" sobre el mismo, el acero fundido entra en
contacto fácilmente con los fondos de las cavidades bajo la fuerza
de atornillamiento y solidifica con los núcleos de solidificación
generados usados como puntos de partida. Además, se obtuvo el
conocimiento siguiente:
(D) Si se forman previamente "resaltes
finos" en el fondo de una cavidad, la generación de núcleos de
solidificación se acelera y la solidificación del acero fundido
progresa más rápidamente.
La presente invención se ha hecho sobre la base
del conocimiento expuesto anteriormente y sobre la comprobación de
relaciones deseables entre la forma de las cavidades, la forma de la
"redondez" y los "orificios finos" formados en el borde
de cada cavidad, y la forma de los "resaltes finos" formados en
el fondo de cada cavidad.
El objetivo anterior puede conseguirse por las
características que se definen en las reivindicaciones.
\global\parskip0.930000\baselineskip
La invención se describe con detalle junto con
los dibujos, en los que:
La Fig. 1 es una vista lateral que muestra un
vaciador continuo del tipo de tambores gemelos,
la Fig. 2 es una vista que muestra aspectos de
una "desigualdad de decapado" y "grietas que acompañan a
desigualdades de decapado" que aparecen en la superficie de una
plancha delgada colada en continuo,
la Fig. 3 es una ilustración que muestra
esquemáticamente el mecanismo de generación de las "grietas que
acompañan a desigualdades de decapado" que se muestran en la
Fig. 2,
la Fig. 4 es un gráfico que muestra la relación
entre "profundidad de cavidad" (aparición de solidificación) y
"longitud de grieta" (estado de generación) de la "grieta de
cavidad" y "grieta que acompaña a desigualdades de
decapado",
la Fig. 5 es una ilustración que muestra
esquemáticamente el mecanismo de generación de las "grietas de
cavidad",
la Fig. 6 es una ilustración que muestra
esquemáticamente el aspecto en el que las cavidades se forman
adyacentes unas de otras en los bordes de las cavidades en la
superficie periférica de un tambor de enfriamiento; (a) muestra el
aspecto de superficie de las cavidades y (b) muestra el aspecto
transversal de las cavidades,
la Fig. 7 es una ilustración que muestra
esquemáticamente un ejemplo del aspecto transversal de los
"resaltes finos",
la Fig. 8 es una ilustración que muestra
esquemáticamente un ejemplo del aspecto transversal de los
"orificios finos",
la Fig. 9 es una ilustración que muestra de
forma plana y esquemáticamente el aspecto en el que se forman
"resaltes finos" en la superficie periférica de un tambor de
enfriamiento,
la Fig. 10 es una ilustración que muestra
esquemáticamente la sección del aspecto en que se forman "resaltes
finos" en la superficie periférica de un tambor de
enfriamiento,
la Fig. 11 es una ilustración que muestra de
forma plana y esquemáticamente el aspecto en el que se forman
"orificios finos" en la superficie periférica de un tambor de
enfriamiento,
la Fig. 12 es una ilustración que muestra
esquemáticamente la sección del aspecto en que se forman
"orificios finos" en la superficie periférica de un tambor de
enfriamiento,
la Fig. 13 es una vista que muestra el resultado
de observar (fotografiar) (bajo 15 aumentos) un modelo con 45º
diagonalmente mediante un microscopio electrónico después de que el
modelo se toma de las cavidades en la superficie periférica de un
tambor de enfriamiento convencional,
la Fig. 14 es una vista que muestra el resultado
de observar (fotografiar) (bajo 50 aumentos) un modelo con 45º
diagonalmente mediante un microscopio electrónico después de que el
modelo se toma de las cavidades en la superficie periférica de un
tambor de enfriamiento convencional,
la Fig. 15 es una vista que muestra el resultado
de observar (fotografiar) (bajo 15 aumentos) un modelo con 45º
diagonalmente mediante un microscopio electrónico después de que el
modelo se toma de las cavidades en la superficie periférica de un
tambor de enfriamiento según la presente invención,
la Fig. 16 es una vista que muestra el resultado
de observar (fotografiar) (bajo 50 aumentos) un modelo con 45º
diagonalmente mediante un microscopio electrónico después de que el
modelo se toma de las cavidades en la superficie periférica de un
tambor de enfriamiento según la presente invención,
la Fig. 17 es una vista que muestra el resultado
de observar (fotografiar) (bajo 100 aumentos) un modelo 45º
diagonalmente mediante un microscopio electrónico después de que el
modelo se toma de las cavidades en la superficie periférica de un
tambor de enfriamiento según la presente invención,
la Fig. 18 es un gráfico que muestra una parte
del resultado (porcentaje de aparición de porciones de plató: 7,5%)
de medir las cavidades en la superficie periférica de un tambor de
enfriamiento convencional con un calibre de rugosidad de dos
dimensiones,
la Fig. 19 es un gráfico que muestra una parte
del resultado (porcentaje de aparición de porciones de plató: 4,2%)
de medir las cavidades en la superficie periférica de un tambor de
enfriamiento convencional con un calibre de rugosidad de dos
dimensiones,
la Fig. 20 es un gráfico que muestra una parte
del resultado (porcentaje de aparición de porciones de plató: 1,1%)
de medir las cavidades en la superficie periférica de un tambor de
enfriamiento según la presente invención con un calibre de
rugosidad de dos dimensiones,
\global\parskip1.000000\baselineskip
la Fig. 21 es una ilustración que muestra el
aspecto de la superficie de un tambor de enfriamiento para colada
continua de acuerdo con la presente invención; (a) es una vista en
sección que muestra las proximidades de la superficie en estado
agrandado, y (b) es una vista en planta que muestra la escabrosidad
de la superficie con la profundidad del color,
la Fig. 22 es una ilustración que muestra otro
aspecto de la superficie de un tambor de enfriamiento para colada
continua de acuerdo con la presente invención,
la Fig. 23 es una vista lateral de un aparato
con el que se lleva a cabo el método de colada continua de acuerdo
con la presente invención,
la Fig. 24 es un dibujo que muestra la
configuración de un aparato para formar cavidades de un tambor de
enfriamiento para colada continua de plancha delgada de acuerdo con
la presente invención,
la Fig. 25 es una ilustración que muestra
esquemáticamente un interruptor rotatorio (chopper) que es
uno de los componentes de un láser de CO_{2} con interruptor Q
(Q-switched) usado para formar cavidades de
un tambor de enfriamiento para colada continua de plancha delgada de
acuerdo con la presente invención,
la Fig. 26 es un gráfico que muestra un ejemplo
de la forma de onda de oscilación de un láser de CO_{2} con
interruptor Q,
la Fig. 27 muestra los resultados experimentales
de la formación de orificios con un láser de CO_{2} con
interruptor Q en las condiciones de las combinaciones de varios
tipos de energía de pulso y anchura total de pulso. (a) es un
gráfico que muestra la relación entre anchura de pulso total y
profundidad del orificio, y (b) es un gráfico que muestra la
relación entre anchura de pulso total y diámetro del orificio de la
superficie,
la Fig. 28 es un gráfico que muestra la relación
entre la energía del pulso y la profundidad del orificio, por lo
que se refiere a los datos obtenidos bajo la condición de la anchura
de pulso total de 30 \museg sacado de los datos de la Fig.
27,
la Fig. 29 es una vista que muestra un aspecto
de la superficie obtenido como resultado de aplicar un método de
formación de cavidades de un tambor de enfriamiento para colada
continua de plancha fina de acuerdo con la presente invención,
la Fig. 30 es una ilustración que muestra el
fenómeno de tratamiento en un método de formación de orificios en
un material metálico con láser, de acuerdo con la presente
invención,
la Fig. 31 muestra los resultados de la medida
de la propiedad de transmisión infrarroja de un lubrificante de
petróleo usado en los ejemplos de acuerdo con la presente invención.
(a) es un gráfico que muestra el resultado cuando el lubrificante
es de 15 \mum de espesor, y (b) es lo mismo cuando el lubricante
es de 50 \mum de espesor,
La Fig. 32 es un gráfico que muestra la relación
entre el espesor del recubrimiento de lubrificante y la
transmitancia luminosa de un lubrificante de petróleo usado en los
ejemplos de acuerdo con la presente invención en el caso de una
longitud de onda de 10,59 \mum, y
la Fig. 33 muestra el aspecto de las superficies
en las que se aplicó formación de orificios como los ejemplos de
acuerdo con la presente invención. (a) muestra el resultado sin
recubrimiento de acuerdo con un método convencional, (b) muestra el
resultado de aplicar el material de recubrimiento mostrado en la
Fig. 31 en el espesor de 50 \mum en las condiciones de acuerdo
con la presente invención, y (c) muestra el resultado de aplicar el
material de recubrimiento mostrado en la Fig. 31 en el espesor de
200 \mum como condición que se desvía de la presente
invención.
La presente invención se explicará con más
detalle.
El principio tecnológico fundamental de la
invención expuesta anteriormente es formar resaltes finos, orificios
finos o desigualdades finas en los bordes de cavidades y/o en las
superficies de las cavidades con respecto a un tambor de
enfriamiento en el que se forman cavidades de una forma prescrita
adyacentes entre sí en los bordes de dichas cavidades en la
superficie periférica del tambor de enfriamiento.
De acuerdo con el conocimiento establecido
anteriormente, se proporciona una función de retrasar la
solidificación del acero fundido formando resaltes finos u
orificios finos en los bordes de las cavidades y se proporciona una
función de acelerar la solidificación del acero fundido formando
resaltes finos, orificios finos o desigualdades finas en las
superficies de las cavidades.
La Fig. 6 es una ilustración que muestra
esquemáticamente aspectos en los que se forman cavidades 16
adyacentes entre sí en los bordes 17 de las cavidades en la
superficie periférica de un tambor de enfriamiento. La Fig. 6 (a)
es una ilustración esquemática que muestra la forma de la superficie
de las cavidades; las líneas de trazo continuo de la Fig. 6 (a)
muestran los bordes de las cavidades. Una sección transversal de la
forma de la superficie se muestra esquemáticamente en la Fig. 6
(b).
Como se muestra en la Fig. 6 (b), los bordes de
las cavidades, según se forman, son afilados. Cuando se forman un
gran número de resaltes finos en los bordes, los resaltes finos se
forman de tal manera que están conectados continuamente entre sí en
los bordes estrechos de forma afilada, y por ello a los bordes de
las cavidades se les da "redondez".
La Fig. 7 es una ilustración que muestra
esquemáticamente un ejemplo de forma transversal de "resaltes
finos". Los "resaltes finos" mostrados en la Fig. 7 están
formados de manera tal que están conectados continuamente entre sí
en los bordes de las cavidades, dando así "redondez" a los
bordes de las cavidades.
Los bordes de las cavidades con "redondez"
expuestos anteriormente actúan retrasando la generación de núcleos
de solidificación en el acero fundido en contacto con los bordes, y
por ello retardan el progreso de la solidificación del acero
fundido. Los bordes de cavidades con "redondez" descritos antes
actúan acelerando la invasión del acero fundido en los fondos de
las cavidades. Como consecuencia, el acero fundido entra en contacto
fácilmente con los fondos de las cavidades bajo la presión estática
del acero fundido y la fuerza de atornillamiento del tambor de
enfriamiento.
Cuando se forman "orificios finos" en los
bordes afilados de las cavidades, las formas afiladas desaparecen y
se forman partes de enfriamiento lento que retienen gas. Por ello,
los bordes de las cavidades que tienen los "orificios finos"
actúan retrasando la generación de núcleos de solidificación en el
acero fundido en contacto con los bordes y por ello retrasan el
progreso de la solidificación del acero fundido.
La Fig. 8 es una ilustración que muestra
esquemáticamente un ejemplo de la forma transversal de los
"orificios finos". Formando los "orificios finos"
mostrados en la Fig. 8 en los bordes de las cavidades, las formas
afiladas de los bordes desaparecen.
La existencia de los "orificios finos" en
los bordes de las cavidades acelera la invasión del acero fundido
en los fondos de las cavidades, y por tanto el acero fundido entra
en contacto fácilmente con los fondos de las cavidades bajo la
presión estática del acero fundido y la fuerza de atornillamiento
del tambor de enfriamiento.
Cuando se forman "desigualdades finas" en
los bordes de las cavidades, se proporcionan al mismo tiempo tanto
la función de la "redondez" como la función de los "orificios
finos".
Mientras tanto, los "resaltes finos",
"orificios finos" o "desigualdades finas" formados en la
superficie del fondo de las cavidades actúan acelerando la
generación de núcleos de solidificación en el acero fundido en
contacto con las superficies, acelerando así la solidificación del
acero fundido.
Las Figs. 9 y 10 son ilustraciones que muestran
esquemáticamente aspectos en los que se forman "resaltes finos
18" en la superficie periférica de un tambor de enfriamiento, y
las Figs. 11 y 12 son ilustraciones que muestran esquemáticamente
aspectos en los que se forman "orificios finos 19" en la
superficie periférica de un tambor de enfriamiento.
Como se expuso anteriormente, un tambor de
enfriamiento para colada continua de plancha delgada de la presente
invención (en adelante denominado "tambor de enfriamiento de la
presente invención") asegura una suficiente "profundidad de
cavidades" para impedir la generación de "desigualdades de
decapado" y de "grietas que acompañan a desigualdades de
decapado", y además tiene las funciones de retardar la
solidificación del acero fundido en los bordes de las cavidades al
tiempo que aceleran la invasión del acero fundido en los fondos de
las cavidades, y aceleran la solidificación del acero fundido que
invade y entra en contacto con las superficies en las superficies
del fondo de las cavidades.
En consecuencia, en un tambor de enfriamiento de
la presente invención, el "comportamiento de solidificación"
en la superficie periférica del tambor de enfriamiento se iguala y
por tanto se reduce la tensión/esfuerzo desigual (que provoca
"grietas de cavidad") generada y acumulada en una base de
cavidad por cavidad.
En un tambor de enfriamiento de la presente
invención, incluso si la escoria es atrapada entre el tambor de
enfriamiento y el acero fundido para retardar la solidificación de
porciones del acero fundido con escoria depositada en el mismo y la
placa curva en solidificación se hace más fina en las porciones en
las que la escoria es depositada en el mismo, el grado de
desigualdad del espesor de la placa curva en solidificación se
limita al 20% o menos y por tanto se reduce el "esfuerzo" (que
causa las "grietas que acompañan a desigualdades de decapado")
que es generado y acumulado en porciones de espesor desigual de la
placa curva en solidificación.
En un tambor de enfriamiento de la presente
invención, es preferible que se formen cavidades de 40 a 200 \mum
de profundidad media y de 0,5 a 3 mm de diámetro del círculo
equivalente adyacentes entre sí en los bordes de las cavidades en
la superficie periférica del tambor de enfriamiento (véase la Fig.
6).
Si la profundidad media de la cavidad es menor
que 40 \mum, no puede obtenerse un efecto de relajación
macroscópico de tensión/esfuerzo de las cavidades y por tanto su
límite inferior se establece en 40 \mum. Por otra parte, si la
profundidad media de las cavidades es más de 200 \mum, la invasión
del acero fundido en los fondos de las cavidades se hace
insuficiente y por consiguiente su límite superior se establece en
200 \mum.
Es preferible que el tamaño de las cavidades sea
de 0,5 a 3 mm de diámetro del círculo equivalente. Si este diámetro
es menor que 0,5 mm, la invasión del acero fundido en los fondos de
las cavidades se hace insuficiente y por consiguiente su límite
superior se establece en 0,5 mm. Por otra parte, si el diámetro del
círculo equivalente es mayor que 3 mm, la acumulación de
tensión/esfuerzo en una base de cavidad por cavidad se hace grande
para hacer fácil generar grietas de cavidad, y por consiguiente su
límite superior se establece en 3 mm.
Además, es preferible que se formen "resaltes
finos", "orificios finos" o "desigualdades finas" que
tengan cada uno de ellos la forma requerida, en la superficie de
las cavidades de la forma establecida anteriormente. Las formas
requeridas se explican a continuación.
Resaltes finos de 1 a 50 \mum de altura y de 5
a 200 \mum de diámetro del círculo equivalente se forman en las
superficies de cavidades de la forma establecida antes.
Si la altura es menor que 1 \mum, los resaltes
no pueden hacer suficiente contacto con el acero fundido para
inhibir la generación de núcleos de solidificación y, por tanto, su
límite inferior se establece en 1 \mum. Por otra parte, si la
altura es mayor que 50 \mum, la solidificación del acero fundido
se retarda en los fondos de los resaltes para producir la
desigualdad de la placa curva en solidificación en las cavidades y,
por tanto, su límite superior se establece en
50 \mum.
50 \mum.
Si el diámetro del círculo equivalente es menor
que 5 \mum, el enfriamiento de los resaltes se hace insuficiente
para inhibir la generación de núcleos de solidificación y, por
tanto, su límite inferior se establece en 5 \mum. Por otra parte,
si el diámetro del círculo equivalente es más de 200 \mum, se
generan porciones de acero fundido que contactan de forma
insuficiente con los resaltes para hacer que la generación de
núcleos de solidificación sea desigual y, por tanto, su límite
superior se establece en 200 \mum.
Se forman orificios finos de 5 \mum o más de
profundidad y de 5 a 200 \mum de diámetro del círculo equivalente,
en las superficies de cavidades de la forma establecida
anteriormente.
Si la profundidad es menor que 5 \mum, la
generación de huelgos de aire en porciones de los orificios finos
se hace insuficiente y la generación de núcleos de solidificación en
las superficies de las cavidades que excluyen porciones de los
orificios finos no puede conseguirse de forma segura y, por tanto,
su límite inferior se establece en 5 \mum.
Si el diámetro del circulo equivalente es menor
que 5 \mum, no puede ejercerse eficientemente un efecto de
relajación del enfriamiento en las porciones de los orificios finos
y la generación de núcleos de solidificación no puede limitarse a
las superficies de las cavidades excluyendo las porciones de los
orificios finos y, por consiguiente, su límite inferior se
establece en 5 \mum. Por otra parte, si el diámetro del círculo
equivalente es más de 200 \mum, el acero fundido invade incluso
las porciones de los orificios finos, el acero fundido que ha
invadido las mismas se solidifica para unirse a la placa curva en
solidificación, lo que causa que se concentre el esfuerzo y se
acelere la generación de grietas, y por tanto su límite superior se
establece en 200 \mum.
Se forman desigualdades finas de 1 a 50 \mum
de profundidad media y de 10 a 200 \mum de diámetro del círculo
equivalente, en las superficies de cavidades de la forma establecida
anteriormente.
Si la profundidad media es menor que 1 \mum,
no se generan núcleos de solidificación en las porciones de las
desigualdades y por tanto su límite inferior se establece en 1
\mum. Por otra parte, si la profundidad media es más de 50
\mum, la solidificación en las porciones del fondo de las
desigualdades se retarda para provocar desigualdad de la placa
curva en solidificación en las cavidades, y por tanto su límite
superior se establece en 50 \mum.
Si el diámetro del círculo equivalente es menor
que 10 \mum, no se generan núcleos de solidificación en las
porciones de desigualdades y por tanto su límite inferior se
establece en 10 \mum. Por otra parte, si el diámetro del círculo
equivalente es más de 200 \mum, algunas porciones de acero fundido
no hacen contacto suficiente con las porciones de las desigualdades
para causar desigualdad en la generación de núcleos de
solidificación, y por tanto su límite superior se establece en 200
\mum.
Además, en el tambor de enfriamiento de la
presente invención es preferible formar resaltes finos de la forma
requerida adyacentes entre sí en los bordes de las cavidades para
dar "redondeces" a los bordes o para formar "orificios
finos" de la forma requerida en los bordes, siendo las cavidades
"de 40 a 200 \mum de profundidad media y de 0,5 a 3 mm de
diámetro del círculo equivalente" y siendo formadas adyacentes
entre sí en los bordes de las cavidades en la superficie periférica
del tambor de enfriamiento. Las formas requeridas se explican a
continuación.
Se forman resaltes finos de 1 a 50 \mum de
altura y de 30 a 200 \mum de diámetro del círculo equivalente,
adyacentes entre sí, en los bordes de las cavidades de la forma
establecida anteriormente.
Si la altura es menor que 1 \mum, no puede
obtenerse el efecto de retardar la generación de núcleos de
solidificación en los bordes de las cavidades, y por tanto su
límite inferior se establece en 1 \mum. Por otra parte, si la
altura es más de 50 \mum, la invasión del acero fundido en los
fondos de las cavidades se hace insuficiente y, por tanto, su
límite superior se establece en 50 \mum.
Si el diámetro del círculo equivalente en menor
que 30 \mum, no puede obtenerse el efecto de retardar la
generación de núcleos de solidificación en los bordes de las
cavidades y por tanto su límite inferior se establece en 30 \mum.
Por otra parte, si el diámetro del círculo equivalente es más de 200
\mum, no puede obtenerse el efecto de relajación de la
tensión/esfuerzo de las cavidades, y por tanto su límite superior se
establece en 200 \mum.
Se forman orificios finos de 5 \mum o más de
profundidad y de 5 a 200 \mum de diámetro del círculo equivalente
en los bordes de las cavidades de la forma establecida
anteriormente.
Si la profundidad es menor que 5 \mum, la
formación de huelgos de aire en las porciones de los orificios
finos se hace insuficiente y no puede obtenerse el efecto de
retardar la generación de núcleos de solidificación, y por tanto su
límite inferior se establece en 5 \mum.
Si el diámetro del círculo equivalente en menor
que 5 \mum, los núcleos de solidificación se generan en las
proximidades de los bordes distintos de las porciones de los
orificios finos y no puede obtenerse el efecto de acelerar la
invasión del acero fundido en las porciones del fondo y, por tanto,
su límite inferior se establece en 5 \mum. Por otra parte, si el
diámetro del círculo equivalente es más de 200 \mum, la altura
aparente de los bordes de las cavidades se reduce y no puede
obtenerse el efecto de relajación de la tensión/esfuerzo, y por
tanto su límite superior se establece en 200 \mum.
En la presente invención, la estructura de la
superficie periférica de un tambor de enfriamiento puede formarse
combinando apropiadamente los "resaltes finos", los
"orificios finos" y las "desigualdades finas" de (a) a
(e) establecidas anteriormente, de acuerdo con el tipo de acero, el
espesor de placa deseado y la calidad. Un tambor de enfriamiento de
la presente invención puede ser usado tanto para la colada continua
de tipo de rodillo simple como para la colada continua de tipo de
rodillos gemelos.
Ahora, se explica una plancha delgada que es
colada en continuo mediante colada continua del tipo de rodillo
simple o colada continua de tipo de rodillos gemelos, usando un
tambor de enfriamiento de la presente invención.
Una plancha delgada de la presente invención se
hace básicamente de manera tal que el acero fundido empieza a
solidificar desde los puntos de origen de los núcleos de
solidificación generados en las porciones del acero fundido en
contacto con los bordes de las cavidades en la superficie periférica
de un tambor de enfriamiento, y después solidifica desde los puntos
de origen de los núcleos de solidificación generados en las
porciones del acero fundido en contacto con los resaltes finos,
orificios finos o desigualdades finas en las superficies de las
cavidades establecidas anteriormente.
Si el diámetro del círculo equivalente de las
cavidades en la superficie periférica del tambor de enfriamiento es
de 0,5 a 3 mm, los puntos de origen de núcleos de solidificación en
las porciones del acero fundido en contacto con los bordes de las
cavidades, se generan a lo largo de los bordes, esto es, en forma de
anillo de 0,5 a 3 mm de diámetro del círculo equivalente.
Es preferible que los puntos de origen de los
núcleos de solidificación generados en las porciones del acero
fundido en contacto con "resaltes finos", "orificios
finos" o "desigualdades finas" en las superficies de las
cavidades sean generados en intervalos de 250 \mum o menos.
En otras palabras, es preferible que se formen
"resaltes finos", "orificios finos" o "desigualdades
finas" como mucho de 200 \mum de diámetro del círculo
equivalente a intervalos de 250 \mum o menos en las superficies
de las cavidades manifestadas anteriormente, para acelerar la
generación de los puntos de origen de núcleos de solidificación
expuestos antes.
En una plancha delgada de la presente invención,
a veces ocurre que se forman en su superficie "depresiones
conectadas reticulares" y, junto a ello, se forman "depresiones
finas" y/o "resaltes finos" en cada una de las regiones
divididas por las "depresiones conectadas reticulares", lo que
está causado por el hecho de que el acero fundido solidifica en
contacto con los "bordes" y la "superficie del fondo" de
las cavidades en la superficie periférica del tambor de
enfriamiento.
\newpage
Las "depresiones finas" y/o "resaltes
finos" descritos anteriormente y formados en la superficie de la
plancha delgada corresponden a "orificios finos" o
"desigualdades finas" en el caso en que se forman sobre los
bordes de las cavidades en la superficie periférica de un tambor de
enfriamiento de la presente invención.
Si el diámetro del círculo equivalente de las
cavidades en la superficie periférica del tambor de enfriamiento de
la presente invención es de 0,5 a 3 mm, entonces cada una de las
regiones divididas por las "depresiones conectadas
reticulares" es una región de 0,5 a 3 mm de diámetro del círculo
equivalente correspondiente al diámetro del círculo equivalente de
las cavidades.
En cada una de las regiones divididas por las
depresiones conectadas reticulares expuestas antes, se forman
"depresiones finas" y/o "resaltes finos" por contacto con
los resaltes finos, los orificios finos o las desigualdades finas
en las superficies de las cavidades en la superficie periférica del
tambor de enfriamiento. Es preferible que estas "depresiones
finas" y/o "resaltes finos" existan en intervalos de 250
\mum o menos.
Lo más preferentemente, una plancha delgada de
la presente invención se hace de tal manera que el acero fundido
empiece a solidificar desde los puntos de origen de los núcleos de
solidificación generados a lo largo de las depresiones conectadas
reticulares, formadas en las porciones del acero fundido en contacto
con los bordes de las cavidades en la superficie periférica de un
tambor de enfriamiento manteniendo la forma de las depresiones
conectadas reticulares, y después solidifica a partir de los puntos
de origen de los núcleos de solidificación generados en las
porciones del acero fundido en contacto con los "resaltes
finos", "orificios finos" o "desigualdades finas" en
las superficies de las cavidades descritas anteriormente.
Más preferentemente, en una plancha delgada
descrita anteriormente, cada una de las regiones divididas por las
depresiones conectadas reticulares es una región de 0,5 a 3 mm de
diámetro del círculo equivalente y/o los puntos de origen de
núcleos de solidificación generados en las porciones del acero
fundido en contacto con los resaltes finos, los orificios finos o
las desigualdades finas expuestas anteriormente se generan en
intervalos de 250 \mum o menos.
A continuación se explican Ejemplos de la
presente invención. Sin embargo, la presente invención no se limita
a las estructuras de la superficie periférica de tambores de
enfriamiento, ni a las condiciones de colada continua utilizadas en
los Ejemplos, ni a las formas y estructuras de chapas delgadas
adquiridas por las estructuras de la superficie periférica y bajo
las condiciones de colada continua.
Este ejemplo no entra dentro del alcance de las
reivindicaciones, pero se describe para una mejor comprensión de la
presente invención.
Aceros inoxidables SUS304 fueron colados en
planchas delgadas en forma de flejes de 3 mm de espesor mediante un
vaciador continuo del tipo de tambores gemelos, y después las
planchas fueron laminadas en frío para producir productos en lámina
de 0,5 mm de espesor. Para colar los aceros inoxidables en planchas
delgadas en forma de fleje expuestas antes, la superficie
periférica de un tambor de enfriamiento de 1.330 mm de anchura y
1.200 mm de diámetro fue tratada bajo las condiciones mostradas en
la Tabla 1. Las "cavidades" de la Tabla 1 se formaron mediante
granallado.
La calidad de la superficie de los productos en
lámina obtenidos finalmente se muestra en las Tablas 1, 2
(continuación de la Tabla 1) y 3 (continuación de la Tabla 2).
Las grietas y el brillo desigual se juzgaron por
observación visual después de que las planchas delgadas fueron
laminadas en frío, decapadas y recocidas. Las estructuras de las
planchas fueron enjuiciadas por observación al microscopio después
de que sus superficies hubieran sido pulidas y mordentadas. La
rugosidad de sus superficies se midió mediante un calibre de
rugosidad tridimensional.
Para prevenir las grietas de superficie de una
plancha delgada, es necesario enfriar lentamente la placa curva en
solidificación formando un huelgo de gas entre el tambor de
enfriamiento y la placa curva en solidificación, para hacer que la
solidificación empiece desde las porciones periféricas de los
resaltes transferidos formando los resaltes transferidos por las
cavidades en la superficie de la plancha, y para igualar la
solidificación en la dirección de la anchura. Mientras tanto, en el
caso en el que la plancha delgada es laminada en una base en línea
después de ser colada, se generan defectos de cascarilla transferida
en la plancha delgada laminada, y los defectos quedan en el
producto de lámina después de ser laminado en frío.
Los defectos de cascarilla transferida se
generan preferentemente en porciones con resaltes transferidos más
altos entre las porciones de los resaltes transferidos, esto es,
porciones que corresponden a cavidades más profundas entre las
cavidades formadas en la superficie periférica del tambor de
enfriamiento. En el caso en que la plancha delgada no es laminada
en una base en línea después de ser colada, no se generan defectos
de cascarilla transferida pero los resaltes transferidos no
desaparecen y sus huellas permanecen incluso después de ser
laminada en frío.
Las cavidades formadas en la superficie
periférica del tambor de enfriamiento son borradas por la colada
prolongada y esto provoca que la vida útil del tambor de
enfriamiento sea más corta. Se ha descubierto que, para suprimir
los defectos de cascarilla transferida causados por los resaltes
transferidos y la vida útil más corta como consecuencia del
desgaste de las cavidades, las cavidades que tienen una pequeña
diferencia entre la profundidad máxima y la profundidad media eran
eficaces, y se aclaró que el margen de distribución de profundidad
de las cavidades podría ser mas pequeño si el margen de la
distribución de diámetros del grano (el diámetro máximo - el
diámetro mínimo) de la arena se hacía más pequeño.
En el granallado, se usó granalla que satisface
la expresión, el diámetro máximo \leq el diámetro medio + 0,30
mm, y, con el fin de adquirir la profundidad media deseada en la
distribución de profundidades de las cavidades, se incrementó el
diámetro medio del proyectil usado o se incrementó la presión del
chorro de viento en el granallado cuando la dureza de la superficie
periférica del tambor de enfriamiento era elevada.
Sin embargo, todavía se generaban grietas de
superficie finas en la superficie de una plancha colada usando un
tambor de enfriamiento con cavidades formadas en el mismo, basadas
en los hechos expuestos antes. Por esta causa, los presentes
inventores observaron con detalle las cavidades entonces
disponibles. El resultado se muestra en las Figs. 13 y 14. Las
Figs. 13 y 14 muestran la rugosidad de la superficie obtenida
formando cavidades de 2,1 mm de diámetro medio y 130 \mum de
profundidad media en la superficie periférica de un tambor de
enfriamiento usando granallado convencional, que es el método más
comúnmente usado, tomando un replicado de las cavidades en la
superficie periférica de un tambor de enfriamiento, y después
observando (fotografiando) el replicado oblicuamente en un ángulo
de 45º bajo 15 aumentos (Fig. 13) y 50 aumentos (Fig. 14) con un
microscopio electrónico.
En las Figs. 13 y 14, la rugosidad de las
cavidades es clara y el diámetro de las cavidades alcanza 4.000
\mum y su profundidad excede de 100 \mum. En tales cavidades, a
causa de que son grandes tanto en diámetro como en profundidad,
existen porciones de enfriamiento rápido y porciones de enfriamiento
lento en un estado mixto cuando se forma una placa curva en
solidificación. Esto hace naturalmente que ocurra un fenómeno de
enfriamiento excesivamente lento en la concavidad de las cavidades
formadas en la superficie periférica del tambor de enfriamiento, y
por otra parte, que ocurra un fenómeno de enfriamiento rápido en la
convexidad de las mismas.
Además, en un fenómeno de solidificación durante
la colada, como la solidificación comienza a partir de porciones en
contacto con cavidades, la diferencia entre el enfriamiento rápido y
el enfriamiento lento se hace demasiado grande en las porciones en
las que el diámetro o la profundidad de las cavidades es grande, y
así tienden a generarse fácilmente grietas finas en una base de
cavidad por cavidad.
Los presentes inventores formaron desigualdades
finas de 10 a 50 \mum de diámetro medio y de 1 a 50 \mum de
profundidad media, y resaltes finos de 1 a 50 \mum de altura
generados por la intrusión de fragmentos de arenilla de alúmina en
la superficie periférica del tambor de enfriamiento formando
cavidades de 1,0 a 4,0 mm de diámetro medio y de 40 a 170 \mum de
profundidad media en la superficie periférica del tambor de
enfriamiento, y después rociando arenilla de alúmina muy fina de
decenas a centenares de micrómetros de diámetro medio, en las
cavidades.
En este caso, algo de la arenilla de alúmina
choca con la superficie periférica del tambor para formar cavidades
y algo se rompe en el momento de la colisión en fragmentos que se
pegan a la superficie periférica del tambor y se quedan como
fragmentos introducidos en la superficie periférica del tambor
formando resaltes finos en ángulo agudo o en ángulo obtuso. En
consecuencia, se forman adicionalmente desigualdades finas y
resaltes finos en las cavidades convencionales que tienen grandes
diámetros y grandes profundidades. Las desigualdades finas son de
10 a 50 \mum de diámetro medio y de 1 a 50 \mum de profundidad
media, y los resaltes finos son de 1 a 50 \mum de altura.
Las Figs. 15, 16 y 17 muestran los resultados
(rugosidad de la superficie) de la observación en la que se toma el
replicado de las cavidades formadas en la superficie periférica del
tambor de enfriamiento, y después se observa (se fotografía) el
replicado oblícuamente en un ángulo de 45º bajo 15 aumentos (Fig.
15), 50 aumentos (Fig. 16) y 100 aumentos (Fig. 17) con un
microscopio electrónico. El estado de las desigualdades finas
formadas en las cavidades puede observarse en las Fig. 15 (15
aumentos) y 16 (50 aumentos).
\newpage
\global\parskip0.900000\baselineskip
En la Fig. 17 (100 aumentos) puede verse una
porción en la que penetra un segmento de arenilla de alúmina, que
se indica mediante una flecha. En el caso de tales cavidades, como
la solidificación se inicia no sólo a partir de las cavidades sino
también a partir de las convexidades de las desigualdades finas y a
partir de los resaltes finos, las distribuciones de las porciones
de enfriamiento rápido y de las porciones de enfriamiento lento se
estrechan, y así el enfriamiento puede ser más igualado cuando se
forma la placa curva en solidificación.
Se usa arenilla de alúmina de decenas a
centenares de \mum para formar desigualdades finas del tamaño
expuesto anteriormente. Si el tamaño de la arenilla de alúmina es
menor de las decenas de \mum, apenas se forman las desigualdades
finas y los fragmentos de arenilla que forman los resaltes finos se
hacen demasiado pequeños para lograr el efecto de formar resaltes.
Por otra parte, si el tamaño es superior a los centenares de \mum,
excede el tamaño (de 40 a 200 \mum de profundidad media) de las
cavidades previamente formadas y los fragmentos de arenilla se
hacen excesivamente grandes. Por esta razón, el tamaño de la
arenilla de alúmina usada se ajusta entre las decenas y los
centenares de \mum. Preferentemente, la arenilla de alúmina es de
un tamaño de aproximadamente 50 a 100 \mum.
El tamaño de las cavidades formadas por un
método de granallado ordinario, un método de fotograbado,
tratamiento del material con láser, o similar, es suficiente para
el tamaño de las cavidades formadas primero de acuerdo con la
presente invención, y es preferible que el tamaño sea de 1,0 a 4,0
mm de diámetro medio y de 40 a 200 \mum de profundidad media.
Además, es preferible que el tamaño de las desigualdades finas
formadas además rociando arenilla de alúmina de decenas a
centenares de \mum en las superficies de las cavidades formadas
en tal tamaño, sea de 10 a 50 \mum de diámetro medio y de 1 a 50
\mum de profundidad media, y además el tamaño de las
desigualdades finas es igual o menor que la profundidad media de las
cavidades ordinarias.
Los resaltes finos formados de acuerdo con la
presente invención son de 1 a 50 \mum de altura. Para la formación
de desigualdades finas, aunque se use arenilla de alúmina, es
también aplicable un método de chapado que utiliza una solución que
comprende uno o más de Ni, Co, aleación Co-Ni,
aleación Co-W y aleación
Co-Ni-W, o un método de
pulverización a la llama.
De acuerdo con la presente invención, como se
estableció anteriormente, los puntos de inicio de la solidificación
del acero fundido se dispersan más finamente que en el caso de las
cavidades ordinarias formando además desigualdades finas o resaltes
finos formados por la intrusión de fragmentos finos de arenilla de
alúmina en las cavidades ordinarias formadas por un método
ordinario, y así puede evitarse fiablemente la generación de grietas
finas en una plancha durante su enfriamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Este ejemplo no entra dentro del alcance de las
reivindicaciones, pero se describe para una mejor comprensión de la
presente invención.
A continuación se explicarán Ejemplos. La colada
se realizó usando los tambores de enfriamiento anteriormente
mencionados bajo una atmósfera de un gas no oxidante soluble en el
acero fundido, o de la mezcla de un gas no oxidante soluble en el
acero fundido y un gas no oxidante insoluble en el acero fundido, y
las cavidades de los tambores de enfriamiento de acuerdo con la
presente invención fueron transferidas a la plancha colada.
Como se muestra en la Tabla 4, se formaron
cavidades de 1,5 a 3,0 mm de diámetro medio y de 30 a 250 \mum de
profundidad media como cavidades de base en la superficie periférica
de un tambor de enfriamiento hecho de cobre de 1.000 mm de
diámetro, por un método de granallado convencional. Los Ejemplos
Comparativos fueron los casos de los tambores de enfriamiento en
los que: las cavidades de base fueron formadas por un método de
granallado y aplicadas tal cual; la profundidad de las cavidades de
base era sumamente pequeña o grande; o el diámetro o la profundidad
de las desigualdades finas, incluso si se formaban, o la altura de
los resaltes finos, estaban fuera del margen especificado por la
presente invención.
Por otra parte, desigualdades finas de 10 a 50
\mum de diámetro medio y de 1 a 50 \mum de diámetro medio
fueron formadas granallando adicionalmente arenilla de alúmina de
aproximadamente 50 a 100 \mum de tamaño en las cavidades de base
anteriormente mencionadas y simultáneamente se formaron resaltes
finos de 1 a 50 \mum de altura penetrando los fragmentos de la
arenilla de alúmina anteriormente mencionada en la superficie de
las desigualdades finas. Los resultados se muestran también en la
Tabla 4 anteriormente mencionada.
En los números 2 y 8 de los Ejemplos no
aparecieron grietas en la superficie de la plancha.
Por otra parte, en los ejemplos de los números 1
y 7, en los que se aplicaron las cavidades de base convencionales
tal como estaban, aparecieron grietas con una incidencia de 0,2
mm/m^{2} y 0,3 mm/m^{2}, respectivamente. En el Ejemplo del nº
3, como el diámetro de las desigualdades finas era sumamente
pequeño, aparecieron grietas en la plancha de 0,1 mm/m^{2} aunque
se formaron desigualdades finas.
En el Ejemplo del nº 4 en el que la profundidad
de las desigualdades finas era sumamente pequeña y también la
altura de los resaltes finos era sumamente pequeña, aparecieron
grietas en la plancha de 0,1 mm/m^{2}. En el Ejemplo del nº 5,
como la profundidad de las cavidades de base era sumamente pequeña
y, además, no se formaron desigualdades finas ni resaltes finos,
aparecieron grandes grietas en la plancha de 17,0 mm/m^{2}.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Se considera que esto se atribuye a la falta de
un efecto de enfriamiento suficientemente lento porque la
profundidad de las cavidades de base es sumamente pequeña. Además,
del mismo modo, en el Ejemplo nº 6, aunque se formaron
desigualdades finas y resaltes finos, la profundidad de las
cavidades de base era sumamente pequeña y por consiguiente
aparecieron grandes grietas en la plancha de 15,0 mm/m^{2}. En
este Ejemplo se considera que, como la profundidad de las cavidades
de base es sumamente pequeña, no se manifiestan los efectos de las
desigualdades finas y los resaltes finos.
Además, en el Ejemplo nº 9, la profundidad media
de las cavidades de base era 250 \mum y sumamente grande y, en
combinación con la influencia de la ausencia de desigualdades finas
y resaltes finos, aparecieron grietas en la plancha de 5,0
mm/m^{2}. En el Ejemplo nº 10, aunque se formaron en las cavidades
desigualdades finas y resaltes finos tan grandes como de 250 \mum
de profundidad, las cavidades de base fueron excesivamente
profundas, y los efectos de las desigualdades finas y los resaltes
finos no se manifestaron. Por tanto, aparecieron grietas en la
plancha de 3,0 mm/m^{2}.
Hasta ahora, se han formado cavidades en la
superficie periférica de un tambor de enfriamiento mediante métodos
de tratamiento tales como granallado, fotograbado o tratamiento del
material con láser, que tienen un diámetro medio de 1,0 a 4,0 mm,
el diámetro máximo de 1,5 a 7,0 mm, una profundidad media de 40 a
170 \mum, y la profundidad máxima de 50 a 250 \mum, basándose
en la investigación a largo plazo y los resultados de funcionamiento
real. Sin embargo, aún aparecieron grietas finas de superficie en
la superficie de una plancha colada como se describió en el párrafo
precedente 2). Para hacer frente a esto, los presentes inventores
observaron el estado de las cavidades convencionales con detalle.
Como resultado de la observación, se encontró que tenía lugar un
fenómeno de sobreenfriamiento del acero fundido y que aparecían
grietas finas en una plancha colada en la que las porciones entre
cavidades contiguas tenían una forma trapezoidal y además las
porciones eran transferidas en la región que tiene una distancia
mutua de 1 mm o más.
Concretamente, se descubrió que algunas de las
convexidades de la rugosidad se hacían inevitablemente trapezoidales
por un método de tratamiento convencional cuando se forman
cavidades por granallado y, a causa de esto, aparecían las grietas
y resquebrajaduras antes mencionadas en la plancha colada, y por
consiguiente era importante reducir las convexidades trapezoidales,
aumentar la densidad de cavidades y, además, formar cavidades con
intervalos más estrechos entre cavidades contiguas en la superficie
periférica de un tambor de enfriamiento.
Entonces, los presentes inventores descubrieron
que podrían eliminarse las grietas de la plancha: midiendo la
escabrosidad de la superficie con un calibre de rugosidad
bidimensional después de formarse las cavidades; aproximando la
incidencia de las porciones trapezoidales a la incidencia del área
en la que existía continuamente el plató de la escabrosidad sobre
una distancia de 2 mm o más; definiendo la incidencia de dicha área
como la tasa de formas de ondas defectuosas, y después controlando
la tasa de formas de onda defectuosas en el 3% o menos,
preferentemente en 2,5% o menos.
Además, los presentes inventores descubrieron
que, para resolver el problema, era necesario controlar el diámetro
de la arenilla del granallado, que convencionalmente variaba de
tamaño, dentro del intervalo de 1,5 a 2,5 mm cuando se usaba para
granallado, y optimizar la forma de la boquilla y la presión de
soplado cuando se aplicaba el granallado.
Las Figs. 18, 19 y 20 muestran algunas partes de
los resultados de medir la escabrosidad de la superficie de
tambores de enfriamiento, después de formarse las cavidades, con un
calibre de rugosidad bidimensional. La incidencia de las porciones
trapezoidales, concretamente la incidencia del área en la que el
plató de la escabrosidad existe continuamente sobre una distancia
de 2 mm o más, frente a la longitud entera medida de 180 mm,
constituye el 7,5% en la Fig. 18 y el 4,2% en la Fig. 19. En estos
casos, aparecían grietas finas en la plancha colada. Las porciones
encerradas en círculos en las Figs. 18 y 19 indican formas de onda
defectuosas. Por otra parte, en la Fig. 20, la incidencia antes
mencionada de las porciones trapezoidales es 1,1% y la aparición de
grietas finas en la plancha colada apenas se observó. Aquí, con el
fin de determinar una incidencia del orden de varios tantos por
ciento, la longitud medida debe ser al menos 50 mm, más
preferentemente 100 mm o más.
Los puntos de inicio de la solidificación del
acero fundido pueden estar finamente dispersados y ciertamente
pueden prevenirse las grietas finas de planchas coladas que aparecen
durante el enfriamiento: usando el tambor de enfriamiento antes
mencionado; colando acero fundido bajo una atmósfera de un gas no
oxidante soluble en el acero fundido, o de la mezcla de un gas no
oxidante soluble en el acero fundido y un gas no oxidante insoluble
en el acero fundido; y transfiriendo las cavidades del tambor de
enfriamiento formadas de acuerdo con la presente invención a la
superficie de la plancha colada.
\vskip1.000000\baselineskip
Este ejemplo no entra dentro del alcance de las
reivindicaciones, pero se describe para una mejor comprensión de la
presente invención.
A continuación se explicarán Ejemplos. La colada
continua se realizó usando los tambores de enfriamiento antes
mencionados bajo una atmósfera de un gas no oxidante soluble en el
acero fundido, o de la mezcla de un gas no oxidante soluble en el
acero fundido y un gas no oxidante insoluble en el acero fundido, y
las cavidades de los tambores de enfriamiento fueron transferidas a
la plancha colada.
Como se muestra en la Tabla 5, se formaron
varias cavidades dentro del intervalo de 30 a 250 \mum de
profundidad media y de 1,5 a 3,0 mm de diámetro medio, como
cavidades de base en la superficie periférica de un tambor de
enfriamiento hecho de cobre de 1.000 mm de diámetro, rociando la
arenilla para el granallado de 1,5 a 2,5 mm de diámetro, y después
se midió la tasa de forma de onda defectuosa y la incidencia de
grietas. Los resultados se muestran también en la Tabla 5.
En los Ejemplos de los números 3, 4 y 8, no se
observaron en absoluto las grietas de la plancha. Por otra parte,
en los Ejemplos de los números 1 y 2, la tasa de formas de onda
defectuosas fue tan alta como el 7,5% y el 4,2%, respectivamente, y
por consiguiente aparecieron grietas en la plancha que tenían
incidencia de grieta de 0,5 mm/m^{2} y 0,2 mm/m^{2},
respectivamente.
En los Ejemplos de los números 5 y 7, la tasa de
formas de onda defectuosas fue tan alta como 4,2% y 4,5%,
respectivamente, y por esta razón aparecieron grietas en la plancha
que tenían incidencia de grieta de 17,0 mm/m^{2} y 0,3
mm/m^{2}, respectivamente. El Ejemplo del nº 5, en particular,
muestra un caso en el que el efecto de enfriamiento lento era
insuficiente porque las cavidades de base eran sumamente poco
profundas.
Además, en el Ejemplo del nº 6, se mostró una
elevada incidencia de grietas de 15 mm/m^{2}, siendo la tasa de
formas de onda defectuosas tan baja como 1,1%. Al igual que en el
caso del nº 5, esto se atribuye a cavidades sumamente poco
profundas y a un insuficiente efecto de enfriamiento lento.
En los Ejemplos de los números 9 y 10, la tasa
de formas de onda defectuosas era 4,5% y 2,2% respectivamente, y
aparecieron grietas en la plancha que tenían una incidencia de
grieta de 5,0 mm/m^{2} y 3,0 mm/m^{2}, respectivamente. Esto
era porque las cavidades de base eran sumamente profundas y por
tanto se desarrollaron dentro de cada cavidad grietas causadas por
el enfriamiento irregular.
El tambor de enfriamiento para la colada
continua de planchas finas de acuerdo con la presente invención (que
se denomina en adelante "tambor de enfriamiento de acuerdo con la
presente invención") se basa en la idea técnica fundamental de
que se forman cavidades de 40 a 200 \mum de profundidad media y de
0,5 a 3 mm de diámetro de círculo equivalente, adyacentes entre sí
en los bordes de las cavidades de la superficie periférica chapada
del tambor, y se forma una película que contiene una sustancia mejor
que el Ni en humectabilidad con la escoria, en dicha superficie
periférica.
Esto significa proporcionar a la superficie
periférica del tambor de enfriamiento la función capaz de suprimir
en lo posible la formación de huelgos de gas resistentes al calor
entre dicha superficie periférica y el acero fundido, formando una
película que contiene una sustancia mejor que el Ni en
humectabilidad con la escoria, sobre la superficie periférica
chapada del tambor, de acuerdo con el conocimiento antes
mencionado.
Cuando se forma una placa curva de
solidificación en la superficie periférica de un tambor de
enfriamiento, si no está presente un huelgo de gas, no se genera
desigualdad de solidificación suficiente para inducir "grietas
que acompañan a desigualdades de decapado" entre la placa curva
de solidificación de la porción de acero fundido libre de escoria y
la placa curva de solidificación de la porción del acero fundido en
la que fluye y se adhiere la escoria, incluso aunque la formación
de la placa curva de solidificación se retarde en la última
porción.
Normalmente, para hacer más lenta la velocidad
de enfriamiento y más larga la vida útil en servicio de un tambor
de enfriamiento (para impedir la aparición de grietas de superficie
debidas a la tensión térmica), a la superficie de un tambor de
enfriamiento para colada continua de planchas delgadas se le aplica
una capa chapada de Ni que tiene una conductividad térmica más baja
que el Cu y es duro y de una excelente resistencia a la tensión
térmica, y es preferible que dicha capa chapada contenga uno o más
de cualquiera de los elementos más propensos a oxidarse que el Ni,
por ejemplo W, Co, Fe o Cr.
En un tambor de enfriamiento de acuerdo con la
presente invención, además se forma en la superficie del tambor una
película que contiene una sustancia mejor que el Ni en cuanto a la
humectabilidad con la escoria, para mejorar la humectabilidad con
la escoria, manteniendo al mismo tiempo el efecto de enfriamiento
lento y el efecto de prolongación de la vida útil de servicio en la
superficie del tambor.
Como la escoria es una coagulación de óxidos de
los elementos que componen el acero fundido, los óxidos de los
elementos que componen el acero fundido que ha de ser colado en
continuo se prefieren como sustancia mejor que el Ni en la
humectabilidad con la escoria.
La sustancia antes mencionada, mejor que el Ni
en cuanto a la humectabilidad con la escoria, es los óxidos de los
elementos que componen la capa chapada en la superficie periférica
del tambor de enfriamiento. Esto es porque los óxidos generados por
la oxidación de la capa chapada en la superficie periférica del
tambor de enfriamiento por el calor del acero fundido son mejores
que dicha capa chapada en cuanto a la humectabilidad con la
escoria.
Por consiguiente, no es necesario formar una
película de los óxidos de los elementos que componen la capa
chapada en la superficie periférica del tambor de enfriamiento
intencionadamente, y los óxidos de la capa chapada formada en la
superficie periférica del tambor de enfriamiento por el calor del
acero fundido durante el funcionamiento pueden dejarse como están y
utilizarse.
En un tambor de enfriamiento de acuerdo con la
presente invención, se forman cavidades de 40 a 200 \mum de
profundidad media y de 0,5 a 3 mm de diámetro del círculo
equivalente, adyacentes entre sí en los bordes de las
cavidades.
La profundidad media de las cavidades está
limitada entre 40 y 200 \mum. Si la profundidad media es menor
que 40 \mum, no puede obtenerse un efecto macroscópico de
relajación de la tensión/esfuerzo, y por tanto el límite inferior
se establece en 40 \mum. Por otra parte, si la profundidad media
excede de 200 \mum, la penetración del acero fundido hasta el
fondo de las cavidades se hace insuficiente y la desigualdad de las
cavidades aumenta y, por tanto, el límite superior se establece en
200 \mum.
El tamaño de las cavidades se limita a 0,5 a 3
mm de diámetro del círculo equivalente. Si el diámetro es menor que
0,5 mm, la penetración del acero fundido hasta el fondo de las
cavidades se hace insuficiente y la desigualdad de las cavidades
aumenta y, por tanto, el límite inferior se establece en 0,5 mm. Por
otra parte, si el diámetro del círculo equivalente excede de 3 mm,
la acumulación de tensión y esfuerzo dentro de cada cavidad aumenta,
y las cavidades se hacen más susceptibles para las grietas, y por
tanto el límite superior se establece en 3 mm. En un tambor de
enfriamiento de acuerdo con la presente invención, las cavidades de
la forma antes mencionada se forman de manera que se unan entre sí
en los bordes de las cavidades.
Cada una de las cavidades así formadas puede
dispersar la tensión y el esfuerzo ejercidos en la placa curva
solidificada, y se hace posible reducir la tensión y el esfuerzo
macroscópicos ejercidos en la placa curva solidificada.
El patrón formado de las cavidades antes
mencionadas se muestra en la Fig. 6.
En un tambor de enfriamiento de acuerdo con la
presente invención, es preferible formar resaltes finos de 1 a 50
\mum de altura y de 5 a 200 \mum de diámetro del círculo
equivalente en las superficies de las cavidades de las dimensiones
antes mencionadas. Estos resaltes finos pueden favorecer la
solidificación del acero fundido en contacto con las superficies de
las cavidades.
Además, las formas de los "resaltes finos"
se muestran en la Fig. 7.
Si la altura de los resaltes finos es menor que
1 \mum, los resaltes no pueden entrar en contacto con el acero
fundido de forma suficiente, no se generan núcleos de solidificación
y la solidificación del acero fundido no puede ser favorecida y,
por tanto, el límite inferior se establece en 1 \mum. Por otra
parte, si la altura excede de 50 \mum, la solidificación del
acero fundido en el fondo de los resaltes se retrasa y la
desigualdad de la placa curva solidificada se desarrolla dentro de
una cavidad y, por tanto, el límite superior se establece en 50
\mum.
Además, si el diámetro del círculo equivalente
es menor que 5 \mum, el enfriamiento en los resaltes se hace
insuficiente y no se generan núcleos de solidificación, y por
consiguiente el límite inferior se establece en 5 \mum. Por otra
parte, si el diámetro del círculo equivalente excede de 200 \mum,
aparecen las porciones de acero fundido en contacto insuficiente
con los resaltes, y la generación de los núcleos de solidificación
se hace irregular, y por tanto el límite superior se establece en
200 \mum.
Además, los resaltes finos antes mencionados se
recubren con una película que contiene una sustancia mejor que el
Ni en humectabilidad con la escoria.
Además, en un tambor de enfriamiento de acuerdo
con la presente invención, los resaltes finos antes mencionados
recubiertos con una película que contiene una sustancia mejor que el
Ni en humectabilidad con la escoria, pueden ser resaltes finos en
los que se depositan óxidos generados por la oxidación de los
elementos que componen el acero fundido. La deposición de los
óxidos generados por la oxidación de los elementos que componen el
acero fundido en los resaltes finos antes mencionados potencia la
humectabilidad de los resaltes finos con la escoria, favorece la
generación de mayor cantidad de puntos de partida de núcleos de
solidificación en las porciones en contacto del acero fundido con
dichos resaltes finos, y facilita la solidificación del acero
fundido.
En un tambor de enfriamiento de acuerdo con la
presente invención, es preferible que se formen adyacentes entre sí
resaltes finos de 1 a 50 \mum de altura y de 30 a 200 \mum de
diámetro del círculo equivalente, recubiertos con una película que
contiene una sustancia mejor que el Ni en humectabilidad con la
escoria superficial, en los bordes de las cavidades de la forma
antes mencionada.
Aunque los bordes de las cavidades tal como se
forman tienen formas afiladas, es posible dotar a tales bordes de
"redondez" formando varios resaltes finos antes mencionados de
manera que existan adyacentes entre sí. Mediante esta
"redondez", la generación de núcleos de solidificación se
retrasa en el acero fundido en contacto con los bordes de las
cavidades, y el progreso de la solidificación se hace lento. Además,
los bordes de las cavidades con la redondez antes mencionada sirven
para promover la penetración del acero fundido en las concavidades
de las cavidades. Como resultado de ello, el acero fundido puede
alcanzar y entrar en contacto más fácilmente con el fondo de las
cavidades bajo la presión estática del acero fundido y la fuerza de
atornillamiento del tambor de enfriamiento.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Si la altura de los resaltes finos es menor que
1 \mum, no se obtiene el efecto de retardo de la generación de
núcleos de solidificación en los bordes de las cavidades, y por
consiguiente el límite inferior se establece en 1 \mum. Por otra
parte, si la altura excede de 50 \mum, la penetración del acero
fundido hasta el fondo de las cavidades se hace insuficiente, y por
consiguiente el límite superior se establece en 50 \mum.
Además, si el diámetro del círculo equivalente
es menor que 30 \mum,no se obtiene el efecto de retrasar la
generación de de núcleos de solidificación en el borde de las
cavidades, y por tanto el límite inferior se establece en 30
\mum. Por otra parte, si el diámetro del círculo equivalente es
mayor que 200 \mum, no se obtiene el efecto de relajación del
esfuerzo/tensión y, por tanto, el límite superior se establece en
200 \mum.
Además, en vez de los resaltes finos, es
preferible formar "orificios finos" de 5 \mum o más de
profundidad y de 5 a 200 \mum de diámetro del círculo equivalente
en los bordes de las cavidades tal como se han formado, que tienen
formas afiladas. Por la formación de los "orificios finos" se
eliminan las formas afiladas de los bordes de las cavidades y, al
mismo tiempo, se forman porciones de enfriamiento lento (huelgos de
gas) y, por consiguiente, los bordes de las cavidades con los
"orificios finos" sirven para retardar la generación de los
núcleos de solidificación en el acero fundido en contacto con dichos
bordes, y para retardar el progreso de la solidificación.
Además, los bordes de las cavidades con los
"orificios finos" sirven para favorecer la penetración del
acero fundido en las concavidades de las cavidades. Como resultado,
el acero fundido puede llegar al fondo de las cavidades y entrar en
contacto con el mismo más fácilmente bajo la presión estática del
acero fundido y la fuerza de atornillamiento del tambor de
enfriamiento.
Las formas de los "orificios finos" se
muestran en la Fig. 8.
Si la profundidad de los orificios finos es
menor que 5 \mum, la formación de huelgos de aire es insuficiente
en las porciones de los orificios finos y no se obtiene el efecto de
retardo de la generación de núcleos de solidificación y, por
consiguiente, el límite inferior se establece en 5 \mum.
Además, si el diámetro del círculo equivalente
es menor que 5 \mum, se generan núcleos de solidificación en las
proximidades de los bordes excepto las porciones de los orificios
finos, y no se obtiene el efecto de favorecer la penetración del
acero fundido hasta el fondo de las cavidades y, por consiguiente,
el límite inferior se establece en 5 \mum. Por otra parte, si el
diámetro del círculo equivalente excede de 200 \mum, la altura
aparente de los bordes de las cavidades se hace menor y el efecto de
relajación de la tensión/esfuerzo no se obtiene, y por tanto el
límite superior se establece en 200 \mum.
En un tambor de enfriamiento de acuerdo con la
presente invención, es posible formar la configuración de la
superficie periférica como sea apropiado de acuerdo con la calidad
del acero, el espesor y la calidad prescritos, combinando de manera
adecuada los resaltes finos y los orificios finos.
Concretamente, un tambor de enfriamiento de
acuerdo con la presente invención es un tambor de enfriamiento que
ha sido mejorado, desde los puntos de vista de la configuración de
la superficie periférica y el material de la superficie periférica,
con el fin de suprimir tanto la aparición de "grietas de
cavidad" como la aparición de "grietas que acompañan a
desigualdades de decapado", y para producir planchas delgadas y
productos finales en lámina de una calidad elevada con rendimientos
más altos.
Además, un tambor de enfriamiento de acuerdo con
la presente invención es aplicable a un vaciador continuo del tipo
de rodillo simple o bien a un vaciador continuo del tipo de rodillos
gemelos.
A continuación se explicarán Ejemplos de la
presente invención. Sin embargo, la presente invención no está en
modo alguno limitada por las configuraciones de la superficie
periférica, los materiales de la superficie periférica y las
condiciones de colada continua empleadas en los ejemplos.
\vskip1.000000\baselineskip
Aceros inoxidables SUS304 fueron colados en
chapas delgadas en forma de flejes de 3 mm de espesor mediante un
vaciador continuo del tipo de tambores gemelos, y después las
planchas fueron laminadas en frío para producir productos en lámina
de 0,5 mm de espesor. Al colar las planchas mencionadas expuestas
antes, se hizo en cobre el cilindro exterior de 1.330 mm de anchura
y 1.200 mm de diámetro de un tambor de enfriamiento, se aplicó como
recubrimiento una capa chapada de Ni de 1 mm de espesor sobre la
superficie periférica del cilindro externo y después se formó en el
mismo una capa de recubrimiento mostrada en la Tabla 6.
Aquí, las cavidades listadas en la Tabla 6 se
formaron mediante granallado.
Las grietas y el brillo irregular se enjuiciaron
visualmente después de laminado en frío, decapado y recocido de las
planchas delgadas.
La Fig. 21 incluye: (a) una vista en sección que
muestra la capa de la superficie periférica de un tambor de
enfriamiento de acuerdo con la presente invención en estado
agrandado; y (b) una vista en planta que muestra la escabrosidad de
la superficie con la intensidad del color. Los requerimientos de los
constituyentes de un tambor de enfriamiento se explicarán a
continuación con detalle, basándose en la Fig. 21.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Se requiere que el material de base 20 de un
tambor tenga una conductividad térmica de 100 W/m\cdotK o más
para mantener la temperatura del tambor baja, impedir la generación
de tensión térmica, y prolongar la vida de servicio útil. Dado que
la conductividad térmica del cobre o de la aleación de cobre es de
320 a 400 W/m\cdotK, el cobre o la aleación de cobre es el más
adecuado para material de base del tambor.
Es posible reducir la tensión de corte atribuida
a la tensión térmica provocada por la diferencia en el coeficiente
de expansión térmica entre la capa intermedia 21 y el material de
base del tambor 20, y prevenir la separación de la capa intermedia
21 limitando el coeficiente de expansión térmica de la capa
intermedia 21 de la superficie del tambor a menos de 1,2 veces la
del material de base del tambor 20. Si la diferencia antes
mencionada en los coeficientes de expansión térmica es 1,2 veces o
más, la capa intermedia 21 se separa en un breve periodo de tiempo
debido a la tensión térmica, y el tambor de enfriamiento se hace
inservible. Desde este aspecto, es deseable que el coeficiente de
expansión térmica de la capa intermedia 21 y el del material de base
del tambor 20 sean idénticos. Sin embargo, la mayoría de los
materiales que satisfacen la dureza requerida de la capa intermedia
21 muestran una diferencia de 0,5 veces o más en el coeficiente de
expansión térmica, y por tanto el límite inferior es
sustancialmente aproximadamente 0,5 veces.
Si la dureza Vickers H_{v} de la capa
intermedia 21 es menor que 150, la resistencia a la deformación de
la capa intermedia 21 que se requiere no es tan buena y la vida útil
en servicio se hace corta. Por otra parte, si el valor de H_{v}
excede de 1.000, la firmeza se hace baja y tienden a aparecer
grietas, y por tanto es deseable que el valor de H_{v} de la capa
intermedia 21 sea menor que 1.000.
Se requiere que el espesor de la capa intermedia
21 sea 100 \mum o más para proteger térmicamente el material de
base del tambor 20, pero se requiere que el máximo espesor del mismo
sea 2.000 \mum como condición para evitar la excesiva subida de
temperatura de la superficie de la capa intermedia 21. Como
materiales que constituyen la capa intermedia 21, son apropiados
Ni, Ni-Co, Ni-Co-W,
Ni-Fe y similares, que tienen una conductividad
térmica de aproximadamente 80 W/m\cdotK y una capacidad de
mantener baja la temperatura del material de base del tambor 20, y
el recubrimiento por chapado puede estabilizar la resistencia de la
unión, mejorar la resistencia y prolongar la vida útil de servicio.
Además, el chapado es también deseable desde el punto de vista de
formar un recubrimiento
uniforme.
uniforme.
La propiedad más importante del material que se
requiere de la superficie más externa 22 del tambor es la
resistencia a la abrasión. La dureza Vickers H_{v} mínima
requerida en la práctica es 200. Se asegura una suficiente
resistencia a la abrasión si el espesor es 1 \mum o más. Dado que
un material de capa chapada duro tiene una baja conductividad
térmica en general, el espesor ha de ser 500 \mum o menos para
controlar la temperatura de la superficie de forma que no suba
excesivamente.
Como material constituyente de la capa chapada
dura, es apropiado uno cualquiera entre
Ni-Co-W, Ni-W,
Ni-Co, Co, Ni-Fe,
Ni-Al y Cr, en los que puede obtenerse un valor de
H_{v} de 200 o más, y el revebrimiento de la capa intermedia 21
con la capa chapada puede estabilizar la resistencia de la unión,
mejorar la resistencia y prolongar la vida útil de servicio del
tambor de enfriamiento.
Los requisitos para formar las cavidades 16 y
los orificios finos (orificios finos) 19 en la capa de superficie
de la superficie periférica de un tambor de enfriamiento se
explicarán a continuación.
La escabrosidad de un ciclo largo del orden de 1
mm (cavidades 16) se forma en toda la capa de la superficie
periférica de un tambor de enfriamiento mediante un método de
granallado o similar. Cuando el acero fundido es colado usando el
tambor de enfriamiento que tiene cavidades 16 de este tipo, el acero
fundido entra primero en contacto con las convexidades de las
cavidades, y después tiene lugar la generación de los núcleos de
solidificación, al tiempo que en las concavidades de las cavidades
se forman se forman huelgos de gas entre la superficie de la
plancha colada y la superficie de las cavidades, y se retarda la
generación de núcleos de solidificación. La tensión de
solidificación-contracción se dispersa y se relaja
por la generación de núcleos de solidificación en las convexidades
de las cavidades y, por consiguiente, se evita la aparición de
grietas.
Para conseguir el objetivo antes mencionado es
necesario especificar claramente las convexidades de las cavidades
y, con este fin, es necesario formar las cavidades 16 de manera que
estén en contacto unas con otras o adyacentes unas de otras (véase
la Fig. 6). Esto es porque, si las cavidades 16 se forman en una
condición en la que las cavidades no están en contacto unas con
otras, las porciones planas de la superficie original funcionan de
la misma manera que las convexidades de las cavidades antes
mencionadas, y por consiguiente se hace imposible especificar
claramente la generación de núcleos de solidificación.
El diámetro de las cavidades se especifica en
relación con la aparición de grietas atribuidas a la tensión de
solidificación-contracción producida por la
solidificación retardada en las concavidades de las cavidades, y es
preferentemente 2.000 \mum o menos. Además, el límite inferior del
diámetro se especifica en relación con el diámetro de los orificios
finos (orificios finos) 19, mencionados más adelante en el presente
texto, y, como se requiere un diámetro mayor que el de los
orificios finos (orificios finos, el límite inferior se establece
en 200 \mum.
La profundidad de las cavidades es
preferentemente 80 \mum o más para formar los huelgos de gas antes
mencionados. Por otra parte, si la profundidad de las cavidades es
excesivamente grande, aumenta el espesor del huelgo de gas en las
concavidades de las cavidades, la formación de la placa curva de
solidificación en las concavidades de las cavidades se retarda en
gran medida, y la desigualdad de espesor entre la placa curva de
solidificación en la convexidad y en la concavidad aumenta y,
entonces, aparece la grieta. Por tanto, se requiere que la
profundidad de las cavidades sea 200 \mum o menos. Las grietas y
el lustrado desigual en una plancha delgada C pueden evitarse bajo
una condición de colada estacionaria formando las cavidades como se
explicó antes.
Sin embargo, en la colada usando un tambor de
enfriamiento que tiene solamente estas cavidades formadas, como se
establece en el párrafo de "Técnica de base", cuando la colada
se lleva a cabo de manera tal que los óxidos (espuma de escoria)
son transportados acompañados por el acero fundido que fluye con la
rotación del tambor de enfriamiento y los óxidos se adhieren a la
superficie de la placa curva solidificada de la plancha colada,
puede tener lugar desigualdad de solidificación entre las porciones
en las que fluye la espuma de escoria y las porciones sólidas de la
plancha delgada, y pueden aparecer grietas y desigualdades.
Para afrontar este problema, los presentes
inventores llevaron a cabo una investigación experimental detallada
y, como resultado, dejaron claro que la desigualdad de la
solidificación no se producía ni siquiera en las porciones en las
que la espuma de escoria era llevada por la posterior formación de
orificios finos (orificios finos) en las cavidades bajo una
condición específica.
Los presentes inventores descubrieron que la
desigualdad de solidificación que ocurría cuando la espuma de
escoria fluía entre el acero fundido y el tambor de enfriamiento no
era causada por la diferencia entre la conductividad térmica de la
espuma de escoria y la del acero fundido, sino que era causada por
la presencia de capas de aire formadas con el atrapamiento de aire
cuando afluía la espuma de escoria. En este caso, si existen en la
superficie orificios finos (orificios finos) que son suficientemente
finos hasta el punto de que la afluencia de acero fundido y espuma
de escoria está impedida por sus tensiones superficiales, el aire
antes mencionado se agrega a las porciones de los orificios finos
(orificios finos) y no se forman capas de aire.
En consecuencia, incluso si afluye la espuma de
escoria, se impide la aparición de desigualdad de solidificación.
Además, gracias a la presencia de orificios finos, se hace posible
especificar la generación de núcleos de solidificación en
intervalos más finos como se expone en los requisitos antes
mencionados para las cavidades, y por consiguiente es además
posible impedir con mayor seguridad la aparición de grietas causadas
por la solidificación retardada en las porciones de huelgo de gas.
Como requisito para que los orificios finos (orificios finos)
alcancen la función de este tipo, se requiere que el límite superior
del diámetro del orificio sea 200 \mum para que no permita la
afluencia de acero fundido y escoria. Además, como requisito para
agregara efectivamente aire en los orificios finos cuando el aire
es atrapado, se especifica que el diámetro medio de los orificios
sea 50 \mum.
Además, en cuanto a los intervalos de los
orificios finos, preferentemente los orificios no están en contacto
entre ellos para agregar aire de una manera eficaz y, con el fin de
asegurar la generación de núcleos de solidificación, la distancia
entre centros de los orificios es preferentemente de 100 a 500
\mum. Además, para que se muestre eficazmente la función de
agregación de aire y para especificar claramente la generación de
núcleos de solidificación, la profundidad de los orificios finos es
preferentemente 30 \mum o más, o, más preferentemente, 50 \mum
o más.
Las cavidades y los orificios finos que se
mencionaron antes se forman formando una capa intermedia 21 y una
superficie más externa 22 en un tambor de enfriamiento, aplicando
tratamiento de chapado en la superficie más externa 22, y después
aplicando, por ejemplo, granallado seguido por tratamiento del
material con láser. Cuando la dureza de la capa chapada de la
superficie más externa es muy alta y hay una posibilidad de
generación de grietas en la capa chapada durante la formación de la
cavidad, es posible también formar cavidades, por ejemplo, mediante
granallado después de formar la capa intermedia 21 por chapado, y
después formar la superficie más externa 22 sobre la misma, y
finalmente formar los orificios finos 19.
Además, como se muestra en la Fig. 22, también
es posible formar cavidades 16, por ejemplo, mediante granallado
después de formar una capa intermedia 21 mediante chapado en el
material de base del tambor, después formar orificios finos 19
mediante tratamiento del material con láser, y después formar una
superficie más externa 22 aplicando chapado duro. El orden de
formación de la superficie más externa puede elegirse según
conveniencia de acuerdo con la elección del material de
chapado.
Se explicará a continuación un medio para formar
estas cavidades 16 y orificios finos 19. Con relación a las
cavidades, un método de granallado que puede formar
tridimensionalmente un patrón de distribución aleatoria de las
cavidades es eficaz como método para formar cavidades que se solapan
entre sí. Sin embargo, puede ser usado cualquier otro medio de
tratamiento, incluyendo impresión por máquina mediante descarga
eléctrica y similares, siempre y cuando el medio pueda realizar un
tratamiento que satisfaga las condiciones especificadas por la
presente invención. Con relación a los medios para formar orificios
finos, el más apropiado es un método de tratamiento con láser
pulsado que puede llevar a cabo fácilmente el control del patrón
tridimensionalmente. Sin embargo, también es posible formar los
orificios finos por otros medios tales como un método de fotograbado
y similar.
En la anterior explicación, la explicación
acerca de un tambor de enfriamiento se hace suponiendo que el tambor
de enfriamiento se fabrica y se usa de acuerdo con las condiciones
especificadas por la presente invención antes de ser usado para la
colada de plancha delgada. Sin embargo, cuando se elige un material
de capa chapada de la superficie más externa que tiene la
posibilidad de que los orificios finos sean raspados a lo largo del
progreso de la colada, también es posible, como se muestra en la
Fig. 23, emplear un medio de formar continuamente orificios finos
en un tambor de enfriamiento, durante la colada, por tratamiento con
láser pulsado en una cierta posición después de que la superficie
del tambor deja el acero fundido. En la configuración mostrada en
la Fig. 23, es posible formar orificios finos en la dirección
periférica condensando el haz láser pulsado 14 emitido desde el
oscilador de láser 23 con un condensador 25 e irradiando el haz
láser pulsado.
Además, es también posible formar orificios
finos en toda la superficie de los tambores de enfriamiento 1 y 1',
barriendo adicionalmente los haces de láser en dirección
perpendicular al dibujo mediante aparatos de escaneo con haces de
láser no mostrados en el dibujo.
\vskip1.000000\baselineskip
Se colaron aceros inoxidables austeníticos
(SUS304) formando planchas delgadas en forma de fleje de 3 mm de
espesor mediante un vaciador continuo del tipo de tornillos gemelos
mostrado en la Fig. 1 y después las planchas se laminaron en
caliente y se laminaron en frío para producir productos en lámina de
0,5 mm de espesor. Cuando se hizo la colada de las planchas
delgadas antes mencionadas, se usaron los tambores de enfriamiento
de 800 mm de anchura y de 1.200 mm de diámetro, en cuyas
superficies periféricas se chaparon capas intermedias y capas de
superficie más externas, y se formaron orificios finos en las
condiciones mostradas en la Tabla 7.
Como medio para procesar la capa de superficie
periférica d de un tambor de enfriamiento, se usó un método de
granallado para formar las cavidades, y se usó un método de
procesado de material con láser para formar los orificios finos. La
durabilidad del tambor de enfriamiento se evaluó observando
visualmente el estado de abrasión de la capa de la superficie
periférica d después de haberse realizado 20 coladas. Además, la
calidad de la plancha colada fue evaluada por inspección visual de
los productos en lámina después del laminado en frío. Los números 1
a 5 son los Ejemplos de acuerdo con la presente invención. Los
números 6 y 7 son los ejemplos comparativos de acuerdo con un
método convencional en los casos con y sin orificios finos formados
en la superficie del tambor chapado con Ni. En los ejemplos de
acuerdo con la presente invención, se observó en todos los casos
que la durabilidad del tambor era excelente, las planchas delgadas
estaban libres de grietas de superficie, y los productos en lámina
después del laminado estaban libres de defectos de superficie. En
los ejemplos comparativos, la abrasión de la superficie del tambor
de enfriamiento ocurría durante las 20 coladas continuas y, en
consecuencia, incluso bajo la condición del nº 6 en el que la
calidad de la plancha colada era buena en las primeras etapas,
aparecían grietas en la superficie de las planchas coladas
finalmente, y se observaron defectos de superficie y brillo
irregular en las superficies de los productos en lámina después de
laminar.
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
(A) Base de la configuración de la superficie y
la calidad del material de un tambor de enfriamiento.
En primer lugar, los requisitos para los
constituyentes para orificios finos (orificios finos) y las razones
para especificarlos se explicarán a continuación con detalle.
Generalmente, como se establece en el párrafo "Técnica de
base", cuando la colada se lleva a cabo de manera tal que los
óxidos (espuma de escoria) se incorporan acompañados por el acero
fundido que fluye con la rotación del tambor de enfriamiento y los
óxidos se adhieren a la superficie de una placa curva solidificada
de la plancha colada, la desigualdad de solidificación puede tener
lugar entre las porciones en las que la espuma de escoria afluye y
las porciones sólidas de la plancha delgada, y pueden aparecer
grietas y desigualdades.
Para abordar este problema, los presentes
inventores llevaron a cabo una investigación experimental detallada
y, como resultado de la misma, dejaron claro que la desigualdad de
la solidificación no era generada ni siquiera en las porciones en
las que era llevada la escoria, formando orificios finos (orificios
finos) en las cavidades bajo una condición específica.
Los presentes inventores descubrieron que la
desigualdad de solidificación que ocurría cuando la espuma de
escoria afluía entre el acero fundido y el tambor de enfriamiento no
era causada por la diferencia entre la conductividad térmica de la
espuma de escoria y la del acero fundido, sino que era causada por
la presencia de capas de aire formadas por el atrapamiento de aire
cuando afluía la escoria. Esto es, durante la colada, si en la
superficie existen orificios finos que son suficientemente finos
hasta el punto de que la afluencia de acero fundido y escoria es
impedida por sus tensiones superficiales, el aire antes mencionado
se agrega en las porciones de los orificios y no se forman las
capas de
aire.
aire.
En consecuencia, incluso si afluye la escoria,
se evita la aparición de la desigualdad de solidificación. Además,
gracias a la presencia de orificios finos, se hace posible
especificar la generación de núcleos de solidificación en
intervalos más finos, y por tanto es además posible impedir más
seguramente la aparición de grietas y desigualdades.
Como requisito para que los orificios finos
consigan este tipo de función, se requiere que el límite superior
del diámetro del orificio sea 200 \mum para no permitir la
afluencia de acero fundido y escoria. Además, como requisito para
agregar aire eficazmente en los orificios finos cuando el aire es
atrapado, el diámetro mínimo de los orificios es preferentemente 50
\mum.
Además, en cuanto a los intervalos de los
orificios finos (orificios finos)se requiere que los
orificios no estén en contacto entre ellos para agregar aire
efectivamente y, con el fin de especificar con seguridad la
generación de los núcleos de solidificación, la distancia entre
centros de los orificios es preferentemente de 100 a 500
\mum.
Además, con el fin de mostrar efectivamente la
función de agregación de aire y para especificar claramente la
generación de los núcleos de solidificación, la profundidad de los
orificios finos (orificios finos) es preferentemente 50 \mum o
más.
Si los orificios finos antes mencionados se
forman uniformemente en toda la superficie del tambor de
enfriamiento, puede impedirse eficazmente la aparición de grietas y
desigualdades, y por tanto la superficie del tambor antes de formar
orificios finos u orificios finos puede ser lisa. Sin embargo,
existe la posibilidad de que la uniformidad en la formación no esté
asegurada por ningún factor de fluctuación externo (por ejemplo,
fluctuación y velocidad de barrido durante el tratamiento con láser
y similares). Se encontró que, en tal caso, era efectivo formar
cavidades bajo una condición específica antes de la formación de los
orificios finos antes mencionados u orificios finos.
Los requisitos para formar las cavidades de este
tipo se explicarán con detalle a continuación. La rugosidad
(cavidades) de un ciclo largo del orden de 1 mm se forma en toda la
capa de la superficie periférica de un tambor de enfriamiento
mediante un método de granallado o similar. Cuando el acero fundido
es colado usando el tambor de enfriamiento que tiene cavidades de
este tipo, el acero fundido entra en contacto primero con las
convexidades de las cavidades, y después tiene lugar la generación
de los núcleos de solidificación, al tiempo que en las concavidades
de las cavidades se forman huelgos de gas entre la superficie de la
plancha colada y la superficie de las cavidades, y la generación de
núcleos de solidificación se retarda. La tensión de
solidificación-contracción se dispersa y se relaja
por la generación de núcleos de solidificación en las convexidades
de las cavidades y, por consiguiente, se evita la aparición de
grietas.
Para conseguir el objetivo antes mencionado es
necesario especificar claramente las convexidades de las cavidades
y, para este fin, es necesario formar las cavidades de manera que
estén en contacto unas con otras o adyacentes unas de otras (véase
la Fig. 6).
Esto es porque, si las cavidades se forman en
una condición en la que las cavidades no están en contacto unas con
otras, las porciones planas de la superficie original funcionan de
la misma manera que las convexidades antes mencionadas de las
cavidades, y por consiguiente se hace imposible especificar
claramente la generación de núcleos de solidificación. El diámetro
de las cavidades se especifica en relación con la aparición de
grietas atribuidas a la tensión de
solidificación-contracción sacada a relucir por la
solidificación retardada en las concavidades de las cavidades, y se
requiere que sea 3.000 \mum o menos.
Además, el límite inferior del diámetro se
especifica en relación con el diámetro de los orificios finos y,
como se requiere un diámetro mayor que el de los orificios finos, el
límite inferior se establece en 500 \mum. La profundidad de la
cavidad es preferentemente 80 \mum o más para formar los huelgos
de gas antes mencionados. Por otra parte, si la profundidad de las
cavidades es excesivamente grande, el espesor del huelgo de gas en
las concavidades de las cavidades aumenta, la formación de la placa
curva de solidificación en las concavidades de las cavidades se
retarda en gran medida, y la desigualdad de espesor entre la placa
curva de solidificación en la convexidad y en la concavidad se
agranda, y entonces aparecen las grietas.
Formando cavidades antes explicadas que se
solapan con los orificios finos, gracias al efecto de las cavidades,
la aparición de grietas y desigualdades puede evitarse con más
seguridad, incluso en las porciones en las que tiene lugar la
distribución tridimensional irregular de los orificios finos.
Las razones de los requisitos para la calidad
del material de la superficie de un tambor de enfriamiento se
explicarán con detalle a continuación. En la colada de planchas
delgadas, cuando gira el tambor, la superficie del tambor es
sometida a cierto ciclo térmico y se forman óxidos en la superficie
porque dicha superficie está expuesta a una atmósfera gaseosa
después de pasar por un depósito de acero fundido. Como la capa de
óxidos así formada estorba la eliminación del calor durante el
enfriamiento, tiene que ser eliminada con seguridad bajo la
atmósfera gaseosa por un medio tal como cepillado o similar.
Por esta razón, se requiere que el material para
la capa de superficie tenga unas excelentes resistencia a la fatiga
térmica y resistencia a la abrasión. La dureza de la superficie
puede seleccionarse y usarse como parámetro representativo en el
cumplimiento de estas características y, en este caso, se requiere
que la dureza Vickers sea 200 y más. Como material que satisface
estos requisitos puede elegirse uno cualquiera entre Ni,
Ni-Co, Ni-Co-W,
Ni-Fe, Ni-W, Co,
Ni-Al y Cr.
Además, como para un tambor de enfriamiento se
requiere una elevada capacidad de eliminación de calor, como
material de base del tambor se usa cobre o aleación de cobre con una
excelente conductividad térmica. Por consiguiente, la capa de
superficie antes mencionada se recubre chapando desde el punto de
vista de la fuerza de la unión con el material de base y la
resistencia del tambor.
Además, es posible el chapado con una capa
simple o bien el chapado con capas múltiples con una diversidad de
materiales de chapado. Además, en cuanto al momento del chapado, el
chapado con película delgada puede proporcionarse antes o después
de formar orificios finos mediante tratamiento del material con
láser, pudiendo elegirse cualquiera de ambos como apropiado por
comparación de la capacidad de tratamiento de material con láser y
la resistencia a la abrasión de la superficie.
\vskip1.000000\baselineskip
(B) La base de los requisitos para el láser
pulsado usado para formar orificios finos por un método de
tratamiento del material con láser.
La base de los requisitos para el láser pulsado
usado para formar orificios finos (orificios finos) descritos con
detalle en el párrafo (A) antes mencionado, por un método de
tratamiento del material con láser se explicará con detalle a
continuación.
La Fig. 26 muestra una típica forma de onda de
un haz láser pulsado de CO_{2} con interruptor Q formado por un
método de interruptor Q de chopper rotatorio. En un láser de
CO_{2}, se añade N_{2} que tiene un nivel de energía elevado
relativamente próximo al del CO_{2} entre niveles de oscilación
molecular al medio del láser para mejorar la eficiencia de
oscilación.
Como el N_{2} así añadido actúa como medio de
acumulación de energía en el momento de la descarga de excitación,
y cuando el movimiento de la conmutación Q es activado por un
chopper rotatorio o similar, el haz láser pulsado de CO_{2} con
interruptor Q toma una forma de onda de una "porción de punta
inicial" correspondiente al pulso gigante de un láser sólido,
seguido por una "porción de cola del pulso" que oscila igual
que una onda continua causada por el desplazamiento de la energía
de colisión de las moléculas de N_{2} a las moléculas de
CO_{2}.
Los presentes inventores describieron, por
ejemplo, en el documento
JP-A-8-309571 que,
cuando se aplicaba luz de láser pulsado de CO_{2} con interruptor
Q para formar orificios, esta porción de cola del pulso podía
contribuir a formarlos efectivamente. Sin embargo, en ese momento la
formación de orificios de 10 a 50 \mum de profundidad era el
principal problema, y se encontró que la formación de orificios de
50 \mum o más de profundidad, que era un objetivo de la presente
invención, no podía llevarse a cabo. Más concretamente, se encontró
que incluso si la energía del pulso aumentaba a un lapso de tiempo
total de 20 \musegundos, el aumento de la profundidad del
orificio se saturaba, y no podían formarse orificios de 50 \mum de
profundidad o más.
Para afrontar este problema, los presentes
inventores llevaron a cabo una investigación experimental detallada
cambiando sistemáticamente la combinación de anchura de pulso de
total y energía de pulso, usando muestras chapadas con Ni, y
encontraron que podían obtenerse los resultados que se muestran en
la Fig. 27.
\newpage
La Fig. 27 (a) muestra el resultado resumido
tomando el lapso de tiempo total del pulso en el eje X, la
profundidad del orificio formado en el eje Y, y la energía del
pulso como parámetro, y (b) de la misma figura muestra el resultado
resumido de manera similar con respecto al diámetro de los orificios
formados en la superficie.
A partir de la figura puede observarse que la
dependencia del diámetro del orificio de superficie, del lapso de
tiempo total del pulso es baja, mientras que la dependencia de la
profundidad del orificio tiene una tendencia específica.
Concretamente, bajo una condición de energía de pulso baja de
aproximadamente 10 a 30 mJ, la profundidad del orificio aumenta
constantemente con el aumento de la anchura del pulso total y
alcanza un borde bajo la anchura de pulso total de aproximadamente
20 a 30 \musegundos, y después la profundidad del orificio
comienza a disminuir (pendiente conocida) y, por tanto, la
profundidad del orificio está restringida al límite superior de 40
\mum o un poco más.
Sin embargo, los presentes inventores
encontraron que, si la anchura del pulso total se cambiaba bajo la
condición de energía de pulso de 50 mJ o más, la anchura total del
pulso que tenía el borde antes mencionado se desplazaba hacia el
lado de la anchura total de pulso más larga.
Como resultado de llevar a cabo la evaluación
espectral del plasma producido por la luz láser para analizar este
fenómeno, se encontró que si la energía del pulso aumentaba bajo la
condición de corta anchura total del pulso de 30 \musegundos o
menos, la densidad electrónica del plasma aumentaba mucho en el
momento de la punta inicial y como una influencia de la misma se
inducía una etapa de radiación de amortiguamiento inverso en un
momento de la porción de cola del pulso y, por tanto, la energía de
la porción de cola del pulso no podía ser suministrada eficazmente
a la pieza de trabajo a procesar.
Mientras tanto, si la energía del pulso aumenta
bajo la condición de la anchura total del pulso más larga de 30
\musegundos o más, la energía del pulso contenida en la porción de
cola del pulso aumenta proporcionalmente y, como resultado, la
velocidad de aumento de salida en el borde de la porción inicial de
la punta se reduce a partir del nivel bajo la condición antes
mencionada. Como resultado se suprime un gran aumento de la densidad
de electrones libres en el plasma producido por el láser y, por
consiguiente, la influencia de la radiación de amortiguamiento
inverso se reduce y la profundidad del orificio aumenta
constantemente junto con el aumento de la energía del pulso.
Basándose en el resultado del experimento antes
descrito y la interpretación de la evaluación espectral, quedó
claro que una anchura total del pulso de 30 \musegundos o más era
necesaria para conseguir el objeto de la presente invención de
formar orificios de 50 \mum o más de profundidad.
El límite superior de la anchura total del pulso
se explicará a continuación. Como se indica por un cálculo por
aproximaciones sucesivas en el párrafo "Técnica de base", deben
formarse aproximadamente cien millones de orificios por cada tambor
de enfriamiento para conseguir el objeto de la presente invención.
Para completar el tratamiento en un periodo de tiempo razonable
desde el punto de vista práctico, es necesario ajustar la
frecuencia de repetición de oscilación del pulso de un láser de
CO_{2} con interruptor Q lo más alta posible.
Como ejemplo concreto, suponiendo que se va a
procesar un tambor de enfriamiento dentro del límite superior de 4
horas y que se usan los valores típicos de la condición para formar
los orificios finos (orificios finos) establecidos en (A) antes
mencionados, se requiere una frecuencia de repetición del pulso de
aproximadamente 6 kHz o más.
Por otra parte, una vez que se ha determinado la
distancia de los orificios prescrita y la frecuencia de repetición
del pulso, se determina la velocidad de movimiento entre orificios
y, si la anchura total del pulso se hace excesivamente larga, la
pieza de trabajo se mueve dentro del lapso de tiempo de oscilación
del pulso, y por tanto no puede realizarse el tratamiento
concentrado en un solo punto. Como resultado, surge el problema de
que el diámetro de los orificios de superficie se hace mayor y la
profundidad se hace menor.
Para analizar este fenómeno se llevó a cabo un
estudio para evaluar la dependencia del rendimiento de formación de
los orificios sobre la velocidad de movimiento y, como resultado, se
encontró que no tendría lugar un acusado deterioro en el
rendimiento del tratamiento si la cantidad de movimiento dentro de
un lapso de tiempo de pulso era el 50% o menos del diámetro del
orificio de la superficie bajo la condición de la velocidad de
movimiento de hasta 2 m/segundo.
Aquí, como el diámetro del orificio de
superficie es como mucho 200 \mum como se explica en el párrafo
(A), se obtiene un valor de 50 \musegundos = 200 (\mum) x 0,5/2
(m/segundo). En consecuencia, este valor proporciona el límite
superior de la anchura total del pulso.
La anchura total del pulso puede ser cambiada
cambiando el lapso de tiempo de abertura de la rendija en el método
con interruptor Q usando un chopper rotatorio. Para cambiar la
anchura del pulso de forma apropiada cuando se cambia la condición
para la formación de orificios finos (orificios finos), puede
prepararse una diversidad de palas de chopper rotatorio que tienen
distintas anchuras de rendija, pero también es posible realizar
varias anchuras totales de pulso con una sola pala preparando una
pala de chopper que tiene rendijas S cuya anchura de abertura varía
en dirección radial, como se muestra en la Fig. 25.
\newpage
La base de la energía del pulso requerida se
explicará a continuación. La Fig. 28 es una gráfica que muestra una
relación entre la energía de pulso y la profundidad del orificio con
relación a los datos obtenidos de la Fig. 27 (a) bajo la condición
de la anchura total del pulso de 30 \musegundos. Como resulta
evidente a partir de la figura, se requiere que la energía del
pulso sea mayor que 40 mJ para obtener orificios de 50 \mum o más
de profundidad.
En un láser de CO_{2} con interruptor Q en
excitación de onda continua, como se incorpora un telescopio
confocal en un resonador en el caso del método del interruptor Q de
chopper rotativo, es necesario que la densidad de energía de la
máxima energía de pulso disponible en el punto confocal esté por
debajo del valor umbral de ruptura del gas atmosférico. Como la
energía del pulso máxima obtenida bajo esta condición es 150 mJ en
general, este valor proporciona el límite superior de energía.
Aquí, la producción de energía del pulso puede
ser controlada variando la energía eléctrica de descarga de efluvio
en el momento de la excitación de descarga. Aunque generalmente se
usa descarga de corriente continua como método de excitación de
descarga, puede usarse cualquier otro método de estampar
continuamente una descarga de corriente alterna y una descarga en
RF, y aplicar modulación de pulso a las descargas.
Los requisitos para el diámetro condensado de un
haz láser que se usa para el tratamiento se explican a continuación.
El diámetro de la superficie de los orificios formados varía, en
general, dependiendo del diámetro del haz láser condensado y la
cantidad de energía de pulso suministrada. Como se muestra en la
Fig. 27 (b), por ejemplo, el diámetro del orificio de superficie
aumenta constantemente a medida que la energía del pulso aumenta
cuando la energía del pulso se varía bajo la condición de un cierto
diámetro condensado constante. Esto es porque, si se aumenta la
energía en el tiempo de pulso relativamente largo de 30
\musegundos o más, una región mayor que la región irradiada
especificada por el diámetro del haz condensado se calienta, se
funde y después se evapora por la difusión de transferencia de
calor.
Después se llevó a cabo un experimento de variar
la energía del pulso variando el diámetro condensado del haz láser
preparando condensadores de varias longitudes focales, y como
resultado, se encontró que el intervalo del diámetro condensado de
50 a 150 \mum era apropiado como condición de diámetro condensado
para satisfacer la condición del diámetro de orificio de superficie
de 50 a 200 \mum y de profundidad del orificio de 50 \mum o
más. Las razones por las que el límite superior del diámetro
condensado es 150 \mum y es menor que el del diámetro de orificio
de superficie, 200 \mum, es, como se explicó antes, por un
fenómeno en el que tiene lugar un diámetro de orificio mayor que el
diámetro de la porción irradiada obtenida en realidad. Además, el
límite inferior se determina por el límite inferior del diámetro del
orificio de superficie.
\vskip1.000000\baselineskip
La Fig. 24 es un dibujo que muestra la
configuración de un aparato de tratamiento con láser empleado en la
presente invención. El oscilador de láser 23 es un aparato de láser
de CO_{2} con interruptor Q que incorpora un aparato de
interrupción Q detrás de un tubo de láser de excitación de descarga
continua que tiene gas dióxido de carbono como medio de oscilación.
El aparato de interrupción Q consiste en un telescopio confocal (que
consiste en un condensador telescópico 26 y un espejo de reflexión
total 27) y un chopper rotativo 28 (véase la Fig. 25) instalado en
el punto confocal.
El número de revoluciones del chopper rotativo
28 es 8.000 rpm, se forman 45 rendijas (véase S en la Fig. 25) en
la pala del chopper y se obtiene una serie de pulsos que tienen 32
\musegundos de anchura de pulso total y 6 kHz de frecuencia de
repetición de pulsos. Después de corregir el ángulo de divergencia
de la salida L del haz láser por el oscilador de láser 23 mediante
un espejo colimador (un espejo cóncavo) 29, el haz alcanza una
cabeza de procesamiento 31, se condensa a un diámetro de 100 \mum
mediante un condensador hecho de ZnSe 32 que tiene una distancia
focal de 63,5 mm, y después es irradiado en un tambor de
enfriamiento 1.
Girando un tambor de enfriamiento que tiene un
diámetro de 1.200 mm y una corona ligeramente cóncava a una
velocidad constante de 0,4 rps con un dispositivo de giro de tambor
33, se forman orificios que tienen una distancia de 250 \mum en
la superficie periférica del tambor de enfriamiento. El cabezal de
procesado de láser 31 se mueve en la dirección paralela a la
dirección del eje de rotación del tambor de enfriamiento a una
velocidad de 100 \mum/segundo con un aparato de mando 34 en
dirección del eje X, y se forman orificios que tienen una distancia
de 250 \mum también en la dirección del eje de rotación. Aquí,
dado que el tambor tiene una corona ligeramente cónica, un sensor
de copia de altura 36 del tipo de corriente parásita mide la
distancia entre el cabezal de procesado y la superficie del tambor
y, basándose en el resultado de la medida, el aparato de mando en
la dirección del eje Z 35 mueve el cabezal de procesado para
controlar la distancia entre el condensador 32 y la superficie del
tambor de enfriamiento 1 en una cantidad constante.
Usando la configuración anterior, un tambor de
enfriamiento 1 recubierto con un chapado de
Ni-Co-W y que tiene cavidades
formadas de antemano mediante granallado, fue procesado con una
energía de pulso de láser de 90 mJ. Como resultado, se formaron
orificios finos de 180 \mum de diámetro de orificio de superficie
y 55 \mum de profundidad con una distancia de orificios finos de
250 \mum. Un aspecto de la superficie del tambor de enfriamiento
sometido al tratamiento se muestra en la Fig. 29.
Se colaron aceros inoxidables austeníticos
(SUS304) en planchas delgadas en forma de fleje de 3 mm de espesor
mediante un vaciador continuo del tipo de tambores gemelos que se
muestra en la Fig. 1, empleando los tambores de enfriamiento
procesados de acuerdo con el método antes mencionado y, después de
la colada, las planchas se laminaron en caliente y después se
laminaron en frío para producir productos en lámina de 0,5 mm de
espesor. La calidad de las planchas coladas fue evaluada
inspeccionando visualmente los productos en lámina después del
laminado en frío. Como resultado, se observo que las planchas
delgadas estaban libres de grietas de superficie, y los productos
en lámina después del laminado estaban libres de defectos de
superficie y de desigualdades.
Como ejemplos comparativos, se llevó a cabo una
colada similar usando tambores sin las cavidades formadas mediante
tratamiento del material con láser de acuerdo con la presente
invención, y como resultado aparecieron grietas finas en las
posiciones correspondientes a las porciones en las que la espuma de
escoria era cogida y se observaban desigualdades evidentes en la
superficie de los productos en lámina.
Un método de tratamiento con láser para formar
orificios en material metálico, aplicable al tratamiento de la
superficie periférica de un tambor, se explicará con detalle a
continuación. La Fig. 30 es una ilustración de una vista lateral
que muestra el proceso de formar un orificio en un material metálico
con un haz láser pulsado. Un material de recubrimiento 38 que
consiste en aceites y grasas es aplicado en la superficie de un
material metálico que es una pieza de trabajo a procesar 37 (un
tambor de enfriamiento, por ejemplo) de antemano. Un haz láser 39
es condensado por un condensador no indicado en la figura para ser
enfocado en la superficie del material metálico 37, e
irradiado.
En este punto, el haz láser 39 alcanza la
superficie del material metálico 37 después de ser refractado en la
interfase del aire y el material aplicado como recubrimiento 38 y
sometido a una cierta absorción. Un fenómeno de sublimación tiene
lugar en la superficie del material metálico 37 causado por la
elevada densidad de energía momentánea del haz láser 39, y así se
forma un orificio.
En este punto, si se observa al microscopio, una
superficie 41 de una fase fundida y una interfase 40 entre la fase
fundida y una fase sólida se forman en el fondo del orificio, y
parte de la fase fundida que existe entre ambas interfases (41 y
42) se descarga hacia fuera como una deposición catódica 42 por una
fuerza que vence la tensión superficial ejercida por la fuerza de
reacción de la evaporación del material metálico 37 y la
contrapresión del gas de ayuda. Las porciones constituyentes de la
deposición catódica 42 que tienen momento suficiente tan solo para
permitir que queden en las proximidades del orificio alcanzan la
superficie de la pieza de trabajo que se está procesando en estado
fundido, y se depositan en la superficie y se convierten en escoria
si no se aplica un material de recubrimiento.
Por otra parte, si se aplica de antemano un
material de recubrimiento 38 sobre la superficie, tiene lugar un
fenómeno en el que la deposición catódica 42 se solidifica por el
efecto de enfriamiento del material de recubrimiento 38 antes de
alcanzar la superficie del material metálico 37, o salpica lejos
siendo reflejado de nuevo por la escasa humectabilidad del material
de recubrimiento 38 con el metal. Lo anterior es el principio de
suprimir la deposición de escoria aplicando de antemano un material
de recubrimiento.
A continuación, los presentes inventores
llevaron a cabo una investigación experimental para clarificar si
el principio anteriormente mencionado era aplicable a cualquier tipo
de aceite y de grasa. Como resultado, los presentes inventores
descubrieron que el efecto de suprimir la deposición de escoria
variaba en gran medida dependiendo de los tipos de aceites y grasas
y del espesor del recubrimiento. Como consecuencia de investigar el
resultado del experimento sistemáticamente, se encontró que la
diferencia en el fenómeno podría ser resumida por la transmitancia
de la luz láser en la dirección del medio de recubrimiento.
Concretamente, se encontró que cuando la
absorción por la sustancia era grande, la supresión de la escoria
era difícil incluso si era delgado el espesor de la capa aplicada
como recubrimiento, y que, cuando el espesor de la capa aplicada
como recubrimiento era grueso, la supresión de la escoria era
igualmente difícil incluso si se usaba el medio que tiene absorción
pequeña.
Para analizar el fenómeno, se llevó a cabo la
evaluación espectral del plasma generado en el momento de irradiar
un láser pulsado. Como resultado se encontró que, bajo la condición
de un medio de recubrimiento con absorción grande, la densidad
electrónica y la temperatura electrónica (temperatura del plasma) en
el plasma subieron de forma acusada en una fase temprana de la
generación del pulso, en comparación con el caso bajo la condición
de un medio de recubrimiento con baja absorción. Además, el plasma
absorbió la subsiguiente energía del pulso después de pasar a
través de un proceso de radiación de disipación inverso y la
temperatura electrónica del plasma subió con una velocidad
creciente.
La absorción de energía de pulso por el plasma
reduce la energía que alcanza la superficie de un material metálico
que es una pieza de trabajo a procesar y, simultáneamente, el propio
plasma se convierte en una fuente de calor secundaria. Como el
plasma se expande rápidamente a medida que pasa el tiempo, el tamaño
de la fuente de calor secundaria es extraordinariamente más grande
que el diámetro condensado del haz láser.
En consecuencia, porciones que tienen una
pequeña cantidad de momento de la deposición catódica producida de
acuerdo con el proceso que se explica en la Fig. 30 son recalentadas
por el plasma, y esto conduce a aumentar la cantidad de escoria
depositada en las proximidades del orificio.
Basándose en el análisis anterior, se evaluaron
los coeficientes de absorción \mu de varios medios, y después se
llevó a cabo una evaluación experimental de la supresión del
depósito de escoria, cambiando sucesivamente el espesor del
recubrimiento. Aquí, el coeficiente de absorción \mu es un valor
definido por la expresión (1), en la que t es el espesor del medio
y T es la transmitancia luminosa.
(1)T = exp
[-\alpha\cdott]
...
Los resultados se muestran en la Tabla 8.
\vskip1.000000\baselineskip
De los resultados anteriores se encontró que los
requisitos para los aceites y grasas que se han de aplicar como
recubrimiento era satisfacer las siguientes expresiones (2) y (3)
simultáneamente:
Transmitancia luminosa en la película de
recubrimiento:
(2)T \geq 0,5
...
Coeficiente de absorción:
(3)\alpha\leq 10 mm^{-1}
...
Si la transmitancia luminosa T es menor que 0,5,
concretamente si la absorción en el material aplicado como
recubrimiento es excesivamente grande, tiene lugar el fenómeno antes
mencionado y el efecto de supresión de la escoria se deteriora.
Entonces, si el coeficiente de absorción \mu no satisface la
expresión (3), el efecto de supresión de la escoria se deteriora
igualmente, incluso aunque la transmitancia luminosa T sea 0,5 o
más.
Esto es porque si la absorción por unidad de
espesor es excesivamente grande, la absorción en la superficie de
la capa aplicada como recubrimiento se hace relativamente grande y,
por tanto, el crecimiento del plasma producido por la luz láser se
hace notable y tiene lugar el fenómeno antes mencionado. Lo anterior
es la esencia de los requisitos para llevar a cabo el efecto de
supresión de la escoria eficazmente con un alto grado de
reproducibilidad.
Aquí, aunque los tipos de aceites y grasas a
aplicar como recubrimiento no se definen específicamente en la
anterior exposición, los lubricantes de petróleo muestran un efecto
más apropiado. Sin embargo, puede elegirse cualquier tipo de grasa
o aceite siempre y cuando satisfaga las expresiones (2) y (3).
\vskip1.000000\baselineskip
Este ejemplo no entra dentro del alcance de las
reivindicaciones, pero se describe para una mejor comprensión de la
presente invención.
La Fig. 31 muestra los resultados de medir la
propiedad de transmitancia por espectroscopía de infrarrojos de un
lubricante de petróleo de clase 3 usado para los Ejemplos de la
presente invención: (a) muestra el resultado en el caso de un
espesor de lubricante de 15 \mum, y (b) muestra el resultado en el
caso de un espesor de lubricante de 50 \mum. Aquí, los resultados
de la medida incluyen 7,5% de pérdida de transmitancia en la
ventana dado que se usa cristal simple de KBr como material de
compuerta.
Dado que este ejemplo es un caso en el que los
orificios se forman usando láser de CO_{2} pulsado como se expone
más adelante, el número de onda correspondiente a la longitud de
onda de oscilación de 10,59 \mum (línea de oscilación 10P 20) del
láser de CO_{2} está indiciado mediante una flecha apuntando hacia
arriba.
La Fig. 32 es una gráfica que muestra la
transmitancia luminosa del propio material de recubrimiento antes
mencionado expresada en función del espesor de lubricante después de
obtener dicha transmitancia luminosa evaluando la propiedad de
transmitancia para varios espesores como se muestra en la Fig. 31, y
corrigiendo los resultados para la transmitancia del material de la
ventana.
En la gráfica, los puntos negros indican valores
medidos y la línea de trazo continuo indica el resultado obtenido
de la expresión (1) y demuestra lo adecuada que es la expresión (1).
En consecuencia, el coeficiente de absorción \mu del lubricante
es 4,05 mm^{-1}.
Se llevó a cabo la formación de orificios en un
material metálico usando un lubricante que tiene una propiedad como
se ha mostrado antes. Se usó Ni como material metálico a procesar, y
sobre el mismo se aplicó como recubrimiento un lubricante con 50
\mum de espesor. La transmitancia luminosa en la porción de
lubricante era 0,82 en ese momento.
Sobre este material se llevó a cabo la formación
de orificios mediante láser pulsado de CO_{2} con interruptor Q.
La energía del pulso se ajustó en 90 mJ, el diámetro condensado del
haz láser pulsado se ajustó en 95 \mum, y se suministró aire como
gas auxiliar coaxialmente con el haz láser a un caudal de 20
litros/minuto.
Bajo la condición anteriormente mencionada, se
formaron orificios finos de 170 \mum de diámetro de superficie y
80 \mum de profundidad. El aspecto de la superficie formada bajo
esta condición se muestra en la Fig. 33 (b). Con fines
comparativos, se muestra el aspecto de la superficie formada sin
lubricante aplicado de antemano como recubrimiento en (a) de la
misma figura, y el aspecto de la superficie en el caso en que se
aplica como recubrimiento de antemano un lubricante de 200 \mum de
espesor (transmitancia luminosa T = 0,44) se muestra en (c) de la
misma figura.
Como resulta obvio a partir de la figura, se
encontró que, en el caso de (b) en el que se aplicó recubrimiento
de acuerdo con la presente invención, el depósito de escoria fue
significativamente suprimido, en contraposición al caso de (a) en
el que no se aplicó recubrimiento de lubricante y, además, bajo la
condición de (c) en el que la transmitancia luminosa era menor que
0,5 debido al recubrimiento grueso aunque el lubricante era el
mismo, la supresión del depósito de escoria se hizo imposible, de
modo similar al caso (a) sin recubrimiento.
En el anterior ejemplo, aunque se muestra como
ejemplo el caso en el que se usa Ni como material metálico a
procesar, se confirmó que el depósito de escoria puede ser
efectivamente suprimido en el caso de cualquier otro metal tal como
material metálico ferroso y similares, y, por tanto, es aplicable a
cualquier tipo siempre y cuando sea un material metálico.
Además, en el ejemplo anterior, aunque se
muestra el caso en que se usa un láser de CO_{2} pulsado con
interruptor Q como fuente de luz láser para la formación de
orificios, es también posible utilizar otras fuentes de láser
especificando la propiedad de transmitancia del material de
recubrimiento en relación con la longitud de onda del láser al
margen de la presente invención. Por ejemplo, es posible usar un
láser YAG (longitud de onda: 1,06 \mum), un láser semiconductor
(longitud de onda: aproximadamente 0,8 \mum), y un láser excímero
(longitud de onda: región ultravioleta), y similares.
Además, en el ejemplo anterior, aunque se
muestra el caso en el que se forman orificios finos de 170 \mum
de diámetro y 80 \mum de profundidad, la presente invención es
además aplicable a la formación de orificios con diámetro y
profundidad mayores, o bien a la formación de orificios más
finos.
Por la presente invención, puede producirse
eficientemente una plancha delgada que no tiene defectos de
superficie tales como grietas de superficie y resquebrajaduras,
desigualdades de decapado, y grietas que acompañan a desigualdades
de decapado.
Por consiguiente, la presente invención pude
proporcionar una lámina de acero inoxidable de alta calidad de un
excelente aspecto de superficie y que no tiene un brillo irregular,
con un buen rendimiento y a bajo coste, y contribuye en gran medida
al desarrollo de la industria de fabricación de bienes de consumo y
de la industria de la construcción, en las que se usan aceros
inoxidables como materiales para productos y materiales de
construcción.
Claims (7)
1. Un tambor de enfriamiento (1,1') para
producir fleje colado metálico mediante colada continua,
caracterizado porque: se forman cavidades de 40 a 200 \mum
de profundidad media y de 0,5 a 3 mm de diámetro del círculo
equivalente en la superficie periférica chapada del tambor de
enfriamiento, siendo las cavidades adyacentes entre sí en los
bordes de dichas cavidades; y se forma una película de óxidos de
mejor humectabilidad con la espuma que el Ni, sobre dicha
superficie periférica, en el que dicha película es una película
formada por la oxidación de una capa chapada sobre la superficie
periférica del tambor de enfriamiento y dicha capa chapada contiene
una aleación con Ni de uno o más de los elementos W, Co y Fe.
2. Un tambor de enfriamiento para producir fleje
colado metálico por colada continua según la reivindicación 1ª, en
el que se forman resaltes de 1 a 50 \mum de altura y de 5 a 200
\mum de diámetro de círculo equivalente sobre las superficies
indentadas de dichas cavidades.
3. Un tambor de enfriamiento para producir fleje
colado metálico por colada continua según la reivindicación 1ª, en
el que se forman resaltes de 1 a 50 \mum de altura y de 30 a 200
\mum de diámetro del círculo equivalente, en los bordes de dichas
cavidades adyacentes entre ellas.
4. Un tambor de enfriamiento para producir fleje
colado metálico por colada continua según la reivindicación 1ª, en
el que se forman resaltes de 1 a 50 \mum de altura y de 30 a 200
\mum de diámetro del círculo equivalente en los bordes de dichas
cavidades, y también se forman resaltes de 1 a 50 \mum de altura y
de 5 a 200 \mum de diámetro del círculo equivalente, en las
superficies indentadas de dichas cavidades.
5. Un tambor de enfriamiento para producir fleje
colado metálico por colada continua según la reivindicación 1ª, en
el que se forman orificios de 5 \mum o más de profundidad y de 5 a
200 \mum de diámetro del círculo equivalente, en las superficies
indentadas de dichas cavidades.
6. Un método para colada continua de un fleje
colado metálico caracterizado por: verter acero fundido en
las superficies periféricas de un tambor de enfriamiento para la
colada continua de plancha delgada, que gira en una dirección,
según una cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 5ª, enfriar y
solidificar dicho acero fundido sobre las superficies periféricas
de dichos tambores de enfriamiento, y colar en continuo una plancha
delgada.
7. Un método para colar en continuo un fleje
colado metálico caracterizado por: formar un depósito de
acero fundido en las superficies periféricas de un par de tambores
de enfriamiento para colada continua de plancha delgada, que están
dispuestos paralelos entre sí y que giran en direcciones opuestas,
según una cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 6ª, enfriar y
solidificar dicho acero fundido vertido en dicho depósito en las
superficies periféricas de dichos tambores de enfriamiento, y colar
en continuo una plancha delgada.
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