ES2341383T3 - Procedimiento para la colada continua de una barra metalica. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la colada continua de una barra metálica (1), en el que la barra (1) colada abandona hacia abajo una coquilla (2) en posición vertical o en posición arqueada y, a continuación, es guiada en una guía para la barra (3), presentando la guía para la barra (3) un número de pares de rodillos (4), que definen entre sí un entrehierro (5) de los rodillos, que puede ser ajustado, insertándose un trozo de barra (6) en la coquilla (2) para la puesta en marcha de la colada con objeto de llevar a cabo la obturación de la coquilla (2) hacia abajo, encontrándose la barra metálica (1) a continuación del trozo de barra, e insertándose el trozo de barra (6), que está fabricado con un espesor (d) definido o bien calibrado, con objeto de llevar a cabo la calibración y/o la medición del entrehierro (5) de los rodillos entre los correspondientes pares de rodillos, caracterizado porque el trozo de barra (6) es separado después de la solidificación en profundidad del metal líquido y el trozo de barra (6) se utiliza para una pluralidad de puestas en marcha de la colada, estando endurecido el trozo de barra (6) en los lados (9, 10), que están dirigidos hacia los rodillos (7, 8) de los pares de rodillos (4) y/o está dotado con un revestimiento resistente al desgaste por rozamiento.

Description

Procedimiento para la colada continua de una barra metálica.

La invención se refiere a un procedimiento para la colada continua de una barra metálica, según el cual la barra colada abandona hacia abajo una coquilla en posición vertical o en posición arqueada y, a continuación, es guiada en una guía para la barra, presentando la guía para la barra un número de pares de rodillos, que definen entre los mismos un entrehierro de los rodillos, que puede ser regulado, insertándose un trozo de barra en la coquilla al comienzo de la colada para llevar a cabo la obturación de la coquilla hacia abajo, curo trozo de barra va seguido por la barra colada, y llevándose a cabo la inserción del trozo de barra, que ha sido fabricado con un espesor definido o bien con un espesor calibrado, para llevar a cabo la calibración y/o la medición del entrehierro de los rodillos entre los respectivos pares de rodillos.

Las exigencias cada vez mayores relativas a la calidad interna de los productos semiacabados, colados en continuo, tales como por ejemplo los desbastes planos, los lingotes prelaminados o los tochos han conducido a que las instalaciones de colada continua sean equipadas con elementos destinados a la reducción del espesor de la barra (por ejemplo con rodillos correspondientes), que actúan, de manera preferente, en la zona de la solidificación final (la denominada reducción suave). En este caso se equipan, por ejemplo, los segmentos posteriores de las instalaciones de colada continua para desbastes planos con cilindros hidráulicos de ajuste, que son regulados en cuanto a su posición y/o a su fuerza. En el caso de las instalaciones para tochos o para lingotes prelaminados son empleados, por el contrario, arrastradores que se encuentran por detrás de los segmentos, para llevar a cabo la reducción del espesor de la barra.

En este caso, se ha observado que tienen que plantearse elevadas exigencias en cuanto a la exactitud de las etapas individuales de reducción con objeto de poder conseguir buenos resultados de calidad, reproducibles. Esto es válido de manera especial cuando los respectivos elementos para la conformación sean ajustados con regulación en cuanto a la posición. En este caso, debe mantenerse una exactitud de la posición de los rodillos individuales de 1/10 mm aproximadamente.

Mientras que, desde el punto de vista técnico, es posible posicionar sin problemas los cilindros hidráulicos para llevar a cabo el accionamiento de los rodillos con una exactitud correspondiente, existen diversas posibilidades de error en otros elementos componentes, que son necesarios para la transmisión de las fuerzas para la conformación.

A este respecto es especialmente problemático el diámetro de los rodillos para la guía de la barra o bien de los rodillos de arrastre, que son empleados para la conformación de la barra. Los rodillos están permanentemente en contacto con la superficie caliente de la barra, con lo cual están sometidos a un desgaste por rozamiento relativamente elevado, que puede ser diferente de un rodillo a otro de conformidad con las condiciones del medio ambiente (temperatura, fuerza de ajuste, momento de torsión de arrastre). En el caso extremo el desgaste por rozamiento de los rodillos puede suponer algunos milímetros en el diámetro. Por otra parte, este desgaste por rozamiento varía a través de la longitud de la pieza en bruto. Considerado a lo largo de un período prolongado de tiempo se modifica también, de este modo, la conformación real, que es transmitida sobre la barra metálica, bajo condiciones por lo demás idénticas de tal manera, que los resultados de calidad alcanzados no pueden ser reproducidos.

Con objeto de subsanar las dificultades se conoce el hecho de calibrar de nuevo los rodillos para la guía de la barra y respectivamente los rodillos de arrastre a intervalos de tiempo determinados. Con esta finalidad se introduce en los segmentos, de manera usual, bien en la instalación o sobre un banco externo de verificación una pieza de ensayo (desbaste plano de ensayo) con dimensiones conocidas y se posiciona de una manera exacta. A continuación se cierra el segmento o bien el arrastrador de tal manera, que los rodillos se encuentren apoyados sobre la pieza de ensayo. En este caso, se aplica una fuerza definida por parte de los cilindros hidráulicos. Por medio de un valor de compensación puede hacerse coincidir la posición medida del cilindro (y, por consiguiente, también la posición de los rodillos) con los espesores conocidos de la pieza de ensayo. Las piezas de ensayo, que son empleadas en este caso, pueden estar realizadas, de conformidad con las condiciones geométricas, bien como pieza independiente o pueden ser montadas sobre la barra fría para la calibración.

La publicación KR 2005 0065730 A divulga un procedimiento del tipo indicado al principio, en el cual se emplea una pieza de puesta en marcha, que presenta un espesor definido en una zona de calibración.

Se conoce por la publicación EP 1 543 900 A1 un procedimiento para el ajuste inicial y para el control de los entrehierros de los rodillos de segmentos de rodillos de apoyo o de pares de rodillos de arrastradores en una máquina para la colada continua, que está destinada a la colada de metales líquidos, según el cual el entrehierro de los rodillos se mide y se regula entre dos rodillos de apoyo contrapuestos del lado fijo y del lado libre por medio de unidades hidráulicas de pistón-cilindro, pareadas, que comprenden emisores integrados, electrónicos, de la trayectoria o de la posición. En este caso son evaluados, de manera periódica en el tiempo, los valores de medición dentro de un circuito de regulación del control para las fuerzas que deben ser transmitidas a la barra colada. Para llevar a cabo la calibración exacta del entrehierro de los rodillos se ha previsto que sea movida al menos una pieza de calibración, que detecta, al menos, un par de rodillos, a través del entrehierro de los rodillos abierto y que sea aprisionada durante un breve lapso de tiempo durante el movimiento de transporte entre dos rodillos de apoyo respectivamente contrapuestos y que sea memorizada por metrotecnia la respectiva posición correspondiente de las posiciones de aprisionamiento de las unidades de pistón-cilindro y que sean corregidas las posiciones de las unidades de pistón- cilindro de conformidad con una comparación entre el valor nominal y el valor real como paso previo a la puesta en marcha de la colada o en una pausa de la colada.

La publicación EP 1 486 275 A1 describe una solución similar, en la que se ha previsto que sean comprimidos recíprocamente un bastidor inferior del segmento del lado fijo y un bastidor superior del segmento del lado libre, que portan respectivamente a los rodillos, con una fuerza definida de las unidades hidráulicas de pistón-cilindro con piezas distanciadoras previstas de forma pareada con espesores calculados de antemano fuera del entrehierro de los rodillos, entre el bastidor superior del segmento y el bastidor inferior del segmento y se aseguran los valores de medición asignados de los emisores de la trayectoria o de la posición.

Se conocen soluciones similares, en las cuales se utiliza un desbaste plano de ensayo, que es empleado como pieza de calibración, por ejemplo por la publicación EP 0 047 919 A1, por la publicación DE 699 06 118 T2, por la publicación JP 0926 7159 A, por la publicación JP 2003 112 240 A, por la publicación KR 10200 1004 8624 A, por la publicación JP 5700 1554 A, por la publicación JP 0630-7937 A y por la publicación JP 0308 6360 A.

El inconveniente de todas las soluciones, que han sido descritas precedentemente, consiste en que el procedimiento para llevar a cabo la calibración o bien para llevar a cabo la medición del entrehierro de los rodillos requiere un coste en tiempo relativamente elevado de tal manera que, por motivos económicos, sólo se lleva a cabo de una manera relativamente inusual. En este caso se plantea el problema de que en el intervalo de tiempo, que está comprendido entre dos calibraciones o bien entre dos mediciones, los rodillos de un par de rodillos han sufrido un desgaste por rozamiento adicional de tal manera, que la reducción real del espesor de la barra se desvía de los valores
ajustados.

Por lo tanto, la invención tiene como tarea desarrollar un procedimiento del tipo que ha sido citado al principio de tal manera, que se consiga, con un coste reducido, la posibilidad de compensar rápidamente las desviaciones de la geometría de los rodillos, que se deben al desgaste por rozamiento, con lo cual es posible la colada de una barra metálica con una calidad elevada. De conformidad con la invención se pretende, por consiguiente, llevar a cabo la compensación de las desviaciones de los rodillos debidas al desgaste por rozamiento con un coste adicional reducido y llevar a cabo la optimización de la calidad del producto colado.

Esta tarea se resuelve de conformidad con la invención porque se separa el trozo de barra, una vez producida la solidificación en profundidad del metal líquido, y el trozo de barra es utilizado para una pluralidad de puestas en marcha de la colada, endureciéndose el trozo de barra sobre los lados que está dirigidos hacia los rodillos del par de rodillos y/o se dota con un revestimiento resistente al desgaste por rozamiento.

En este caso puede estar previsto que únicamente sea utilizada una determinada porción del trozo de barra, en el sentido de desplazamiento de la barra metálica, para llevar a cabo la calibración o bien la medición.

Por consiguiente, el trozo de barra, que es empleado para llevar a cabo la calibración o bien la medición, se separa de nuevo una vez verificada la solidificación del metal, es decir una vez que se ha solidificado la fusión. De esta forma se da la posibilidad de emplear varias veces el mismo trozo de barra, es decir que, de este modo, se utiliza el trozo de barra para una pluralidad de puestas en marcha de la colada.

Con objeto de que el trozo de barra sea adecuado de una manera especialmente buena para una calibración precisa, incluso en una pluralidad de casos de aplicación, la invención ha previsto que el trozo de barra esté endurecido sobre los lados que están dirigidos hacia los rodillos del par de rodillos.

Este objetivo puede mejorarse así mismo cuando el trozo de barra está dotado con un revestimiento sobre los lados que están dirigidos hacia los rodillos del par de rodillos. En este caso, el revestimiento está configurado de una forma resistente al desgaste por rozamiento, para lo cual pueden ser empleados materiales de revestimiento duros, en sí conocidos, pero, sin embargo, estables a la temperatura.

En cada puesta en marcha de la colada, o de conformidad con las exigencias, puede ser medido y memorizado el entrehierro de los rodillos de los pares de rodillos. En este caso puede estar previsto, según un desarrollo, que sea llevado a cabo un ajuste del entrehierro de los rodillos, entre los correspondientes pares de rodillos, solamente cuando la desviación del entrehierro de los rodillos sobrepase un valor predeterminado con respecto a un valor medido con anterioridad.

En el momento de la calibración o bien de la medición son empujados los rodillos de los pares de rodillos, de manera preferente, con una fuerza definida sobre la superficie del trozo de barra.

Con el procedimiento, que ha sido propuesto, puede ser medido de una manera suficientemente frecuente el diámetro actual de los rodillos y, por consiguiente, también el entrehierro de los rodillos de tal manera, que pueden ser reconocidas rápidamente y pueden ser compensadas las desviaciones debidas al desgaste por rozamiento. El coste que debe ser soportado con esta finalidad es pequeño y permite una repetición frecuente de la calibración o bien de la medición junto con la adaptación de los parámetros geométricos en función del desgaste por rozamiento que se presente en los rodillos.

De conformidad con la invención se emplea, con esta finalidad, la barra fría que obtura hacia abajo a la coquilla en el momento de la puesta en marcha de la colada, que se une con la barra caliente, que es transportada a través de la instalación en el momento de la puesta en marcha de la colada y que se separa de nuevo de la barra caliente al final de la guía para la barra. En lugar de una pieza independiente o bien de una pieza de calibración independiente - como ha sido propuesto en el estado de la técnica -, que se monta sobre la barra fría para llevar a cabo la calibración, puede ser empleada por consiguiente una determinada porción de la barra fría en cada pasada de la barra fría a través de la guía para la barra, con objeto de llevar a cabo la determinación de los valores actuales de compensación y, concretamente, para los rodillos, que yacen apoyados sobre la barra fría. Estos rodillos son ajustados contra la barra fría preferentemente con una fuerza definida, lo cual es necesario de todos modos para el transporte de la barra. La posición de los cilindros correspondientes a los cilindros de ajuste de los rodillos contra la barra puede ser medida con una exactitud suficiente.

Tal como se ha propuesto según un desarrollo, la correspondiente porción de la barra fría puede estar protegida contra la deformación, contra la corrosión y contra el rozamiento por ejemplo por medio de un endurecimiento o bien por medio de un revestimiento de la superficie, con objeto de que no se modifique su geometría a lo largo del tiempo -
incluso cuando el trozo de barra sea empleado varias veces.

De la misma manera, tal como se ha propuesto de conformidad con un desarrollo, se memorizan los valores de compensación determinados con cada pasada de la barra fría preferentemente para todos los rodillos, que se encuentran en acción, con lo cual es posible controlar de manera continua el desgaste por rozamiento de los rodillos. Solamente se requiere una modificación de los valores de compensación cuando se sobrepasen determinados valores límite, por ejemplo 0,1 milímetro. Naturalmente es posible también evaluar de manera automática los valores de compensación deter-
minados en cada pasada de la barra fría, es decir que los rodillos pueden ser reajustados de manera correspondiente.

En el dibujo se ha representado un ejemplo de realización de la invención. Se muestra:

en la figura 1 la vista lateral de la máquina de colada continua para desbastes planos delgados y

en la figura 2 la vista lateral de un segmento de rodillos de apoyo con trozo de barra pasante.

En las figuras puede verse una instalación de colada continua, con la que se efectúa la colada continua de una barra metálica 1. A partir de un recipiente de almacenamiento 11 para el acero líquido, éste llega hasta una coquilla 2. Como paso previo al comienzo de la colada se obtura la coquilla 2 en la parte inferior con un trozo de barra 6, que puede verse en la figura 2 y que está elaborado de manera precisa sobre los lados, que entrarán en contacto ulteriormente con los rodillos de la guía para la barra, a una dimensión que corresponde, por ejemplo, a la dimensión nominal de la barra 1. Los lados 9 y respectivamente 10 del trozo de barra 6 (véase la figura 2) pueden estar endurecidos en este caso y pueden estar dotados adicionalmente con un revestimiento, que haga que el trozo de barra 6 sea resistente frente al desgaste por rozamiento.

Ejemplos de posibles revestimientos son los siguientes: puede aplicarse, al menos sobre los lados 9, 10, una capa constituida por un material duro conocido tal como el WC, el Co, el Cr_{3}C_{2}, o constituido por níquel o por un compuesto de níquel tal como el NiCr, el NiAl, el CuNiLn o incluso de diamante (C) o por material cerámico (por ejemplo el Al_{2}O_{3}, el 3TiO_{2}). Esto puede llevarse a cabo, por ejemplo, por medio de una proyección a la llama o por medio de una proyección con plasma, o incluso por vía electrolítica.

Tal como se desprende de la figura 2, el material 1, colado en continuo, se encuentra situado a continuación del trozo de barrea 6 en un punto de transición 12.

Cuando se desplazan el trozo de barra 6, así como la barra metálica 1 colada, que se encuentra situada a continuación del anterior, a través de la instalación de colada continua se ponen en contacto sobre los lados 9 y 10 el trozo de barra 6 y la barra metálica 1 en la zona de una guía para la barra 3, por medio de un número de pares de rodillos 4 y, de este modo, es guiada y es arqueada lentamente hasta la posición horizontal. Los pares de rodillos 4 presentan, respectivamente, rodillos 7 o bien 8, entre los cuales está definido un entrehierro de los rodillos 5. Los rodillos 7, 8 de un par de rodillos 4 son regulados perpendicularmente con respecto a las superficies de contacto de la barra metálica 1 por medio de sistemas hidráulicos de pistón-cilindro 13, 14, que sólo han sido representados de manera esquemática, de tal manera, que se produzca el deseado entrehierros 5 de los rodillos con un espesor definido, debiéndose entender aquí bajo este concepto, naturalmente, que en este punto se trata del correspondiente espesor nominal de la barra 1, que se modifica a lo largo de la trayectoria de la guía para la barra 3.

Una vez que el trozo de barra 6 ha recorrido toda la guía para la barra 3 para poner en marcha el proceso de colada y una vez que presenta un espesor acabado d preciso, se utiliza el trozo de barra 6, de conformidad con la invención, para llevar a cabo la calibración de los pares individuales de rodillos 4 de la instalación, es decir para ajustar el tamaño del entrehierro 5 de los rodillos de un par de rodillos 4 de tal manera que se presente en este punto de la guía para la barra 3 el valor nominal deseado.

De manera ventajosa no se requieren con esta finalidad elementos de calibración que - independientemente del proceso de colada propiamente dicho - sean guiados a través de la instalación de colada continua, con objeto de llevar a cabo la calibración de los pares de rodillos.

Lista de números de referencia

1

Barra metálica

2

Coquilla

3

Guía para la barra

4

Par de rodillos

5

Entrehierro de los rodillos

6

Trozo de barra

7

Rodillos

8

Rodillos

9

Lado del trozo de barra

10

Lado del trozo de barra

11

Recipiente de depósito

12

Punto de transición

13

Sistema de pistón-cilindro

14

Sistema de pistón-cilindro

d

Espesor del trozo de barra.

Claims (5)

1. Procedimiento para la colada continua de una barra metálica (1), en el que la barra (1) colada abandona hacia abajo una coquilla (2) en posición vertical o en posición arqueada y, a continuación, es guiada en una guía para la barra (3), presentando la guía para la barra (3) un número de pares de rodillos (4), que definen entre sí un entrehierro (5) de los rodillos, que puede ser ajustado, insertándose un trozo de barra (6) en la coquilla (2) para la puesta en marcha de la colada con objeto de llevar a cabo la obturación de la coquilla (2) hacia abajo, encontrándose la barra metálica (1) a continuación del trozo de barra, e insertándose el trozo de barra (6), que está fabricado con un espesor (d) definido o bien calibrado, con objeto de llevar a cabo la calibración y/o la medición del entrehierro (5) de los rodillos entre los correspondientes pares de rodillos, caracterizado porque el trozo de barra (6) es separado después de la solidificación en profundidad del metal líquido y el trozo de barra (6) se utiliza para una pluralidad de puestas en marcha de la colada, estando endurecido el trozo de barra (6) en los lados (9, 10), que están dirigidos hacia los rodillos (7, 8) de los pares de rodillos (4) y/o está dotado con un revestimiento resistente al desgaste por rozamiento.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque únicamente se utiliza una determinada porción del trozo de barra (6) en el sentido de desplazamiento de la barra metálica (1) para llevar a cabo la calibración o bien la medición.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque en cada puesta en marcha de la colada se mide y se memoriza el entrehierro (5) de los rodillos entre los pares de rodillos (4).

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque únicamente se lleva a cabo un ajuste del entrehierro (5) de los rodillos entre los pares de rodillos (4) cuando la desviación del entrehierro (5) de los rodillos sobrepase un valor predeterminado con respecto a un valor medido con anterioridad.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque cuando se lleva a cabo la calibración o bien la medición se empujan con una fuerza definida los rodillos (7, 8) de los pares de rodillos (4) sobre la superficie del trozo de barra (6).