ES2561382T3 - Método y aparato para la colada de una losa de metal - Google Patents

Abstract

Un método para colar de manera continua una losa de metal, que comprende: a. introducir de manera continua metal fundido en una entrada (13) de una cavidad (12) de colada definida entre unas superficies de colada enfrentadas y separadas que avanzan en una dirección de la colada; b. proporcionar dicha superficies de colada con la capacidad de eliminar el calor de dicho metal fundido en dicha cavidad (12) de colada, para hacer que dicho metal fundido se solidifique y por lo tanto forme una losa de metal completa o parcialmente sólida dentro de la cavidad de colada; c. descargar de manera continua dicha losa de metal desde dicha cavidad de colada a través de una salida (14) de dicha cavidad (12) de colada; y d. reducir dicha capacidad de al menos una de dichas superficies de colada para eliminar el calor del metal, caracterizado por que en la etapa d dicha capacidad se reduce en una zona de dicha cavidad (12) separada tanto de dicha entrada (13) como de dicha salida (14) y que se extiende transversalmente a dicha dirección de colada, reduciéndose dicha capacidad con respecto a dicha capacidad de dicha al menos una superficie de colada para eliminar el calor de las zonas aguas arriba y aguas abajo inmediatamente adyacentes a dicha cavidad (12) de colada.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Metodo y aparato para la colada de una losa de metal Antecedentes de la invencion Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a un metodo y un aparato para colar metal para formar losas de metal. Mas en particular, la invencion se refiere a metodos de colada continua y a un aparato en el que el metal se cuela en una cavidad de colada formada entre superficies de colada enfrentadas y separadas que se hacen avanzar en una direccion de colada entre una entrada y una salida de la cavidad de colada.

Antecedentes de la tecnica

Las losas de metal alargadas relativamente delgadas (a veces tambien denominadas cintas o bandas de colada) se pueden producir por tecnicas de colada continua en equipos tales como maquinas de colada de correas gemelas, lingoteras giratorias, maquinas de colada de rodillos gemelos, y similares. Los metales que tienen temperaturas de fusion moderadas o relativamente bajas, por ejemplo el aluminio, magnesio, zinc y aleaciones que tienen estos elementos como ingredientes principales, son especialmente adecuados para este tipo de colada, pero en ocasiones tambien se podran colar otros metales en dichos equipos. El calor se elimina del metal en la cavidad de colada por y a traves de las superficies de colada, de manera que el metal se enfne y produzca una losa solida que tenga un espesor similar a la separacion entre las superficies de colada. Generalmente se proporcionan retenes laterales entre las superficies de colada en sus bordes laterales extremos para prevenir la perdida de metal y para definir los bordes laterales de la cavidad de colada. Un inyector de metal fundido o artesa se utiliza para introducir continuamente metal fundido en la cavidad de colada a traves de la entrada, y la losa solidificada se retira continuamente de la cavidad de colada a traves de la salida mediante el movimiento de las superficies de colada. Las superficies de colada se recirculan continuamente en el exterior de la cavidad de colada desde la salida hasta la entrada, de modo que esten continuamente disponibles para su uso.

Las superficies de colada se enfnan generalmente de manera activa para que puedan eliminar calor del metal en la cavidad de colada. Esto se puede hacer, por ejemplo, mediante la aplicacion de un refrigerante, por ejemplo un lfquido o posiblemente un gas de refrigeracion, en los elementos de recirculacion en los que estan formadas las superficies de colada, teniendo dichos elementos normalmente buenas propiedades termoconductoras para que el calor pase a traves de los mismos desde el metal hasta el refrigerante. En el caso de maquinas de colada de correas gemelas, por ejemplo, se aplica un lfquido de refrigeracion (generalmente agua que contiene aditivos apropiados) en las superficies posteriores de las correas de recirculacion de colada en las zonas en las que las cintas se enfrentan entre sf para formar la cavidad de colada, de modo que el calor sea conducido desde la cavidad de colada a traves de las superficies de colada y las correas, y sea eliminado por el refrigerante. Algunos ejemplos de maquinas de colada de correas gemelas de este tipo se describen en la patente Estadounidense 4.061.178, concedida a Sivilotti y otros el 6 de diciembre de 1977; la patente Estadounidense 4.193.440, concedida a Thorburn y otros el 18 de marzo de 1980; y la solicitud de patente n.° 2010/0307713 publicada el 9 de diciembre de 2010 a nombre de Ito y otros. Las divulgaciones de estas patentes se incorporan espedficamente en la presente por referencia.

Cuando se opera un aparato de este tipo, es habitual mantener un enfriamiento uniforme de las superficies de colada en todos los lugares a lo largo de la cavidad de colada en la direccion de colada, y mantener las superficies de colada en firme contacto con el metal fundido o en solidificacion en todos estos lugares a fin de mantener la capacidad de las superficies de colada para eliminar el calor del metal en proceso de colada. Dado que el metal puede contraerse ligeramente a medida que se enfna y se solidifica en su paso por la cavidad de colada, las superficies de colada se pueden hacer converger ligeramente las unas hacia las otras en la direccion de la entrada a la salida para mantener un contacto firme con el metal a lo largo de la cavidad de colada. Sin embargo, cuando se cuela metal de esta manera, la velocidad a la cual se elimina el calor del metal (es decir, el flujo de calor a traves de las superficies de colada) es inicialmente elevada debido a la gran diferencia de temperatura entre el metal fundido sometido a la colada y las superficies de colada enfriadas y debido al buen contacto conforme entre el metal fundido y las superficies de colada. A medida que la colada sigue adelante, las superficies exteriores de la losa de metal embrionaria se enfnan mas rapidamente que las partes centrales de la losa de metal dado que la igualacion de la temperatura dentro del metal lleva su tiempo. A medida que las superficies exteriores de la losa se enfnan, el flujo de calor a traves de las superficies de colada disminuye debido a la reduccion en el diferencial de temperatura entre las superficies de colada y el metal adyacente. Finalmente, las superficies exteriores del metal comienzan a solidificarse, a pesar de que las partes centrales aun pueden estar fundidas. Es necesario asegurarse de que la cavidad de colada tenga una longitud suficiente (distancia entre la entrada y la salida en la direccion de colada) para permitir la suficiente eliminacion de calor antes de descargar la losa colada a traves de la salida. En la practica, la cavidad de colada debe tener una longitud tal que la temperatura de salida de la losa (generalmente medida en la superficie externa) sea lo suficientemente baja para poder someter la losa a una manipulacion y procesamiento adicionales sin deformaciones o danos. Por supuesto, la longitud necesaria de la cavidad de colada tambien esta relacionada con la velocidad de rendimiento de metal en tanto a que, para un metal o aleacion dados, una menor

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

velocidad de rendimiento de metal permitira mas tiempo para la eliminacion de calor, y por lo tanto permitira que la cavidad de colada sea mas corta de lo que sena en caso de una mayor velocidad de rendimiento de metal. En particular, las maquinas de colada de rodillos gemelos emplean una cavidad de colada muy corta que esta formada esencialmente por la lmea de contacto entre los rodillos.

La necesidad de bajas velocidades de rendimiento de metal y / o de cavidades de colada largas resulta en mayores costes de equipos y produccion de lo que sena el caso si se aumentaran las velocidades y / o se acortaran las cavidades de colada. Unos mayores tiempos de colada y unas longitudes de cavidad mas largas tambien pueden requerir emplear mayores cantidades de ifquido refrigerante. Por lo tanto, existe un deseo de disenar y operar un aparato de colada de este tipo de tal manera que puedan aumentarse las velocidades de colada y / o acortarse las cavidades de colada adicionalmente.

Sumario de los ejemplos de realizacion

Un ejemplo de realizacion de la invencion proporciona un metodo de colada continua de una losa de metal mediante (a) la introduccion continua de metal fundido en una entrada de una cavidad de colada definida entre superficies de colada separadas y enfrentadas que avanzan en una direccion de colada; (b) la provision de las superficies de colada con la capacidad para eliminar el calor del metal fundido en la cavidad de colada para hacer que el metal fundido se solidifique y formar de este modo una losa de metal total o parcialmente solida dentro de la cavidad de colada; (c) la descarga continua de la losa de metal desde la cavidad de colada a traves de una salida de la cavidad de colada; y (d) la reduccion de la capacidad de al menos una de las superficies de colada para eliminar el calor del metal en una zona de la cavidad separada tanto de la entrada como de la salida y que se extienda transversalmente a la direccion de la colada, reduciendo la capacidad en relacion con la capacidad de la al menos una superficie de colada para eliminar el calor de las zonas aguas arriba y aguas abajo inmediatamente adyacentes a la cavidad de colada.

Por el termino "reduccion de la capacidad de una superficie de colada para eliminar el calor" nos referimos a que se reduce el efecto de enfriamiento de la superficie del metal en la cavidad desde un nivel maximo o normal que de otro modo tendna en el equipo de colada y entorno particulares sino fuera por la reduccion. El flujo de calor a traves de una superficie de colada en cualquier punto en la cavidad de colada esta determinado por factores tales como la conductividad termica del elemento de colada sobre el que se forma la superficie, el enfriamiento activo aplicado al elemento, por ejemplo, por refrigerante lfquido aplicado al lado opuesto del elemento, la diferencia de temperatura entre los medios activos de refrigeracion y el metal en la cavidad, y similares. El flujo de calor a traves de las superficies de colada vana (es decir, normalmente se reduce de una manera no lineal) a medida que el metal progresa a traves de la cavidad de colada en cualquier operacion de colada continua. Esto es debido a que el metal se enfna a medida que avanza a traves de la cavidad de colada. Sin embargo, la capacidad de las superficies de colada para eliminar el calor de cualquier zona de la cavidad de colada se puede reducir de modo que fluya menos calor fuera de la cavidad de lo que sena el caso en esa zona. Esto se puede hacer, por ejemplo, permitiendo que una superficie de colada se aleje ligeramente del plano central de la cavidad de colada (es decir, un plano situado en el punto medio de la cavidad entre las superficies de colada, y que se extiende generalmente paralelo a las mismas) en una zona en particular, en comparacion con otras zonas de la cavidad, especialmente en comparacion con las zonas inmediatamente adyacentes en las direcciones aguas arriba y aguas abajo. Cuando esto se hace en una zona en la que el metal tiene una cubierta exterior solida, la superficie de colada se aleja ligeramente de la superficie del metal y por lo tanto produce un espacio aislante entre el metal y la superficie, que reduce la capacidad de la superficie para eliminar el calor y por lo tanto reduce el flujo de calor a traves de la superficie. Otras formas de reducir la capacidad de la superficie para eliminar el calor incluyen aumentar la temperatura del fluido refrigerante usado para enfriar la superficie de colada en la zona de interes, reducir el caudal del refrigerante, o proporcionar aislamiento parcial de la superficie con respecto al refrigerante, por ejemplo mediante la introduccion de un gas en el refrigerante lfquido o entre el refrigerante lfquido y la superficie en la zona de interes. Estas medidas no se llevan a cabo en las zonas inmediatamente adyacentes, por lo que las capacidades de la/s superficie/s en esas otras zonas no se veran afectadas y produciran el flujo de calor "maximo" o "normal" para el equipo de colada y las condiciones en esas zonas.

Las superficies de colada normalmente se proporcionan como pares superficies enfrentadas pero separadas que se mueven de forma conjunta en una direccion de colada. Una o ambas de estas superficies de colada pueden estar provistas de una zona en la que la capacidad de la/s superficie/s para eliminar el calor se vea reducida. Cuando ambas superficies estan modificadas de esta manera, las zonas en las que la capacidad esta reducida pueden coincidir para ambas superficies (de modo que las zonas se enfrenten mutuamente traves de la cavidad) o pueden ser diferentes, por ejemplo, la zona de capacidad reducida de la superficie superior puede estar mas lejos a lo largo de la cavidad que la zona de la superficie inferior, o viceversa. Del mismo modo, las zonas pueden tener la misma longitud en la direccion de colada, o diferentes longitudes. Esto depende del efecto deseado a producir, teniendo en cuenta que uno de los efectos deseados es reducir la temperatura de la losa de manera mas eficiente (es decir, dentro de una distancia de colada mas corta o a velocidades de colada mas elevadas) de la que de otro modo sena el caso. Esto se basa en el hallazgo inesperado de que, al reducir temporalmente la capacidad de al menos una de las superficies de colada para eliminar el calor en una zona media de la cavidad de colada, puede mejorarse la eficiencia global de la eliminacion de calor. Sin pretender limitar el alcance de la invencion a ninguna teona, se cree

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

que esto puede ser debido a que la reduccion de la capacidad de la superficie de colada para eliminar el calor en una zona permite el aumento de la temperature de las partes exteriores de la losa (por ejemplo, cuando se calienta desde las partes internas mas calientes), y este aumento de la temperature permite que se produzca una eliminacion del calor mas eficaz adicionalmente a lo largo de la cavidad de colada, donde las superficies de colada tienen una capacidad normal para eliminar el calor.

Otro ejemplo de realizacion proporciona un aparato de colada para colar continuamente una losa de metal a partir de metal fundido, que tiene (a) unas superficies de colada enfrentadas y separadas que forman entre las mismas una cavidad de colada y adaptadas para su avance en una direccion de colada desde una entrada hasta una salida de la cavidad de colada; (b) un aparato de alimentacion de metal fundido para la introduccion de metal fundido en la cavidad de colada a traves de la entrada; y (c) un equipo de refrigeracion para enfriar las superficies de colada, permitiendo asf a las superficies eliminar el calor de la cavidad de colada, para de ese modo solidificar el metal fundido y formar una losa de metal completa o parcialmente solida dentro de la cavidad. La cavidad de colada tiene una zona de la misma que se extiende transversalmente a la direccion de colada y separada tanto de la entrada como de la salida entre las zonas aguas arriba y aguas abajo inmediatamente adyacentes a la cavidad de colada, en el que se proporcionan medios para reducir la capacidad de al menos una de las superficies de colada para eliminar el calor del metal fundido o la losa de metal en la zona, en comparacion con la capacidad de la al menos una superficie de colada para eliminar el calor de la cavidad de colada dentro de las zonas inmediatamente aguas arriba y aguas de la misma.

Cada uno de los elementos de colada alargados pueden estar soportados por una pluralidad de soportes que enganchen las superficies de los lados opuestos de los mismos, ya sea directamente o por medio de pelfculas de refrigerante, y la capacidad de la/s superficie/s de colada para eliminar el calor dentro de la zona puede reducirse moviendo de vuelta los soportes en una direccion de alejamiento con respecto al lado opuesto de los elementos de colada con respecto a las posiciones de los soportes en las otras zonas. En la colada convencional de este tipo, los soportes pueden tener superficies de soporte generalmente planas que enganchen con las superficies laterales opuestas de los elementos de colada, y las superficies de soporte planas de los diversos soportes son generalmente coplanares a lo largo de toda la longitud de la cavidad de colada. En un ejemplo de realizacion de la invencion, las superficies de soporte planas de los soportes para uno de los elementos de colada son coplanares, como se ha indicado anteriormente, excepto por aquellas en la zona de la cavidad de colada en la que la capacidad de la superficie de colada para eliminar el calor se ve reducida. En esta zona, las superficies planas de los soportes estan desplazadas con respecto al plano comun de los otros soportes (aumentando asf su separacion con respecto al plano central de la cavidad de colada) por cierta distancia alejada de los lados opuestos del elemento de colada, provocando de esta manera que la superficie de colada en esta zona presione con menos firmeza contra la losa de metal, o que se mueva ligeramente y pierda el contacto con el metal y se aleje adicionalmente del plano central de la cavidad de colada. Todas las superficies planas de los soportes en la zona indicada pueden ser coplanares entre sf o pueden adoptar un perfil escalonado primero en sentido contrario a la superficie lateral opuesta del elemento de colada, y luego hacia la misma, en la direccion de la colada.

Tal como se menciono anteriormente, la cavidad de colada en los ejemplos de realizacion tiene una entrada y una salida. La entrada se considera la posicion en la que las superficies de colada se situan por primera vez generalmente paralelas, o en el punto en el que el metal fundido entra en contacto por primera vez con las superficies de colada, lo que ocurra primero en la operacion de colada. La salida se considera generalmente la posicion en la que las superficies de colada se mueven y pierden de manera permanente el contacto con el metal fundido, o se ven forzadas a divergir considerablemente con respecto a la losa de metal.

Como se ha mencionado anteriormente, en una operacion de colada convencional de la clase a la que puede aplicarse la presente invencion, el calor se extrae a traves de las superficies de colada a medida que el metal que esta siendo colado pasa desde la entrada hasta la salida de la cavidad de colada, tiempo durante el cual cambia de lfquido fundido a solido colado. A medida que el metal se enfna debido a la eliminacion del calor, el flujo de calor a traves de las superficies de colada tiende a disminuir debido al diferencial de temperatura reducido entre el metal adyacente a las superficies de colada y la temperatura del refrigerante, o debido a otros medios utilizados para extraer calor a traves de las superficies. En este tipo de operaciones de colada, existe por lo tanto una reduccion "natural" o convencional del flujo de calor y una reduccion "natural" de la temperatura del metal a medida que aumenta la distancia entre la entrada y la salida de la cavidad de moldeo. Tales reducciones raramente son lineales en perfil. En realizaciones de la presente invencion, esta reduccion "natural" del flujo de calor y / o la temperatura del metal se modifica al afectar la capacidad normal o convencional de una o ambas de las superficies de colada para eliminar el calor de una zona particular de la cavidad de colada. En un ejemplo de realizacion, la capacidad normal o convencional de una superficie de colada para eliminar el calor se determina por el grado o velocidad de enfriamiento aplicado directa o indirectamente a la superficie de colada, y este enfriamiento, por ejemplo en la forma de un refrigerante lfquido aplicado a la superficie de colada a traves de un elemento de colada (por ejemplo, una correa de colada), normalmente es constante a lo largo de la longitud de la cavidad de colada, por ejemplo se aplica el mismo volumen de refrigerante por unidad de tiempo al reves del elemento de colada a lo largo de la cavidad de colada. Sin embargo, la capacidad de la superficie de colada para eliminar el calor tambien esta determinada por la eficiencia de contacto entre la superficie de colada y el metal que esta siendo colado, y esta eficacia se ve reducida significativamente si el metal que esta siendo colado pierde el contacto con la superficie de colada despues de un

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

tiempo, por ejemplo, debido a la solidificacion y la contraccion del metal. Estas son formas en las que la capacidad de las superficies de colada para eliminar el calor se ve limitada de forma natural o convencional durante la colada. Convencionalmente, se toman medidas para mantener uniformes la refrigeracion y la eficiencia de contacto en toda la longitud de la cavidad de colada, por ejemplo asegurandose de que las superficies de colada sean perfectamente planas y, si es necesario, haciendo que las superficies de colada converjan ligeramente hacia la salida de la cavidad de colada, de manera que se mantenga la presion de contacto a medida que la losa de metal se enfna y se contrae. En contraste con tales tecnicas de moldeo convencionales, y con la limitacion natural o convencional de la capacidad de las superficies de colada para eliminar el calor del metal, las realizaciones de la presente invencion tratan de cambiar el patron convencional de eliminacion de calor a lo largo de la cavidad de colada proporcionando una zona separada tanto de la entrada como de la salida, en la que la capacidad de la/s superficie/s de colada para eliminar el calor se ve reducida adicionalmente. Esto puede hacerse, por ejemplo, afectando el patron convencional de enfriamiento o de eficiencia de contacto. Dicho de otra manera, las velocidades de extraccion de calor a lo largo de una cavidad de colada en general estan destinadas a estar a un maximo en cualquier punto a lo largo de la cavidad, a pesar de que las velocidades puedan variar de un punto a otro debido a los diferenciales de temperatura y a los cambios naturales en la eficiencia de contacto. Las realizaciones de la presente invencion proporcionan una zona en la que se reduce el flujo de calor en comparacion con el maximo flujo de calor alcanzable en esa zona cuando se lleva a cabo la colada en el mismo equipo de colada bajo las mismas condiciones de colada, pero sin influencia de la presente invencion. Una ventaja de esto es un aumento inesperado en la eficiencia general de eliminacion de calor del metal que se esta colando.

Como se ha mencionado, pueden proporcionarse zonas con una extraccion de calor reducida en una o ambas superficies de colada. Si se proporcionan tales zonas en ambas superficies de colada, las zonas pueden tener el mismo tamano (en la direccion de colada) y estar posicionadas a la misma distancia a lo largo de la cavidad de colada, pero esto no es necesario. De hecho, si la temperatura de la losa no es simetrica sobre su plano central horizontal (lo que a menudo es el caso dada la tendencia de la gravedad a mantener el contacto preferencial del metal con la correa inferior), entonces no hay razon para hacer que la extraccion de calor reducida sea simetrica sobre ese mismo plano. Por el contrario, puede resultar mas deseable contar con una longitud o posicion diferente de la zona de flujo de calor reducida sobre la correa superior en comparacion con la correa inferior, por ejemplo para tratar de igualar los efectos de dicha reduccion de flujo de calor en ambos lados de la losa de colada.

La/s zona/s de flujo de calor reducido puede/n extender la zona plenamente a lo ancho de la cavidad de colada, o solo parcialmente a traves de la misma. Teoricamente, la velocidad de extraccion de calor debera ser la misma en toda la anchura de la maquina de colada, pero, en la practica, esto no es asf, como se demuestra por la existencia de un perfil de temperatura de salida de losa desigual. Sin embargo, por simplicidad de la operacion, sena preferible reducir el flujo de calor uniformemente a traves de toda la anchura de la maquina de colada.

Parece que la reduccion de la capacidad de las superficies de colada en las zonas indicadas aumenta la temperatura de superficie de la losa en la zona de flujo de calor reducido, y en teona este aumento de temperatura activa el aumento en el flujo de calor mas abajo en la cavidad en la direccion de la colada. Como poco, la temperatura de la superficie podra simplemente no caer tan rapidamente como lo hana de otro modo (sin modificacion del flujo de calor), lo que de nuevo lleva a un aumento del flujo de calor mas abajo en la cavidad.

En el caso de una maquina de colada de correas gemelas, la zona de flujo de calor reducido de la/s superficie/s de colada puede producirse mediante el desplazamiento de las toberas de refrigeracion de la correa de soporte con respecto al plano central de la cavidad de colada en la zona deseada. Un desplazamiento eficaz de las toberas puede ser tan leve como 0,5 mm, y preferentemente sera de aproximadamente 1 mm (± 25 %). En la practica, el intervalo efectivo dependera de la relacion ffsica entre las toberas y la correa. Si se desplazan las toberas demasiado, pueden llegar a perder su capacidad de influir en la correa y cambiar su ruta, y por lo tanto de impartir efecto adicional alguno sobre la reduccion del flujo de calor. Por otra parte, la estabilidad del movimiento de la correa puede verse afectada debido a la falta de soporte efectivo. El grado en el que se desplazan las toberas normalmente produce un movimiento mas pequeno de la superficie de correa con respecto al plano central, por ejemplo un desplazamiento de 1 mm de las toberas puede producir un movimiento de la superficie de la correa de solo 0,4 a 0,5 mm. En general, el desplazamiento de las toberas debera ser eficaz para producir una reduccion deseable del flujo de calor a traves de la superficie de la correa, pero no mas de lo necesario para lograr este efecto. Esto puede variar de un diseno de maquina de colada / tobera a otro, y puede determinarse por simple ensayo y experimentacion.

Breve descripcion de los dibujos

A continuacion se describen en mas detalle ejemplos de realizacion de la invencion con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La Fig. 1 es una vista lateral esquematica de una maquina de colada de correas gemelas con la que pueden

emplearse ejemplos de realizacion de la presente invencion;

La Fig. 2 es una vista en planta superior parcial de la correa de colada inferior del aparato de la Fig. 1,

mostrandose la correa de colada parcialmente retirada para revelar toberas de refrigeracion y soporte debajo de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

la correa;

La Fig. 3A es una vista lateral de una unica tobera de refrigeracion y soporte del tipo mostrado en la Fig. 2, y la Fig. 3B es una vista en planta superior de la misma;

La Fig. 4 es una vista lateral parcial simplificada de una cavidad de colada del tipo mostrado en la Fig. 1, que incluye toberas de refrigeracion y soporte de correa de colada como se muestra en las Figs. 3A y 3B, de acuerdo con una realizacion de la invencion;

La Fig. 5 es una representacion simplificada de una cavidad de colada que muestra ubicaciones preferidas de zonas con capacidad reducida para extraer el calor del metal colado en la cavidad;

La Fig. 6 es un grafico que muestra las temperaturas de salida en posiciones a traves de losas de colada que salen de la cavidad de colada bajo las condiciones de ensayo explicadas en la siguiente seccion titulada Ejemplos;

La Fig. 7A es un grafico que muestra los resultados de flujo de calor a traves de la correa superior de una maquina de colada de correas gemelas, a varias distancias a lo largo de la cavidad de colada para tiradas de colada, en el que se variaron las posiciones de los soportes de las correas de colada en diferentes zonas de la cavidad de colada, y la Fig. 7B es un grafico similar que muestra el flujo de calor a traves de la correa inferior para las mismas tiradas de colada, bajo las condiciones explicadas en la siguiente seccion titulada EJEMPLOS.

Descripcion detallada

Con referencia a los dibujos adjuntos, en la Fig. 1 se muestra una vista lateral simplificada de una maquina de colada de correas gemelas como un ejemplo de un aparato con el que pueden relacionarse realizaciones de la presente invencion. Debe tenerse en cuenta que la siguiente descripcion de una maquina de colada de correas gemelas se proporciona solo a modo de ejemplo, y que las realizaciones de la invencion pueden relacionarse con otros tipos de maquinas de colada, por ejemplo lingoteras giratorias, maquinas de colada de rodillos gemelos, y similares.

La maquina de colada de correas gemelas mostrada en la Fig. 1 incluye un par de bandas metalicas termoconductoras, elasticamente flexibles, que forman unas correas 10 y 11 de colada sinfm superior e inferior cada una de las cuales tiene unas superficies 10a y 11a de colada exteriores, respectivamente, y unas superficies 10b y 11b interiores o traseras, respectivamente. Estas correas giran definiendo trayectorias en bucle en las direcciones mostradas por las flechas A y B de modo que, al atravesar una zona en la que las superficies de colada queden situadas cercanas entre sf (es decir, formando una seccion opuesta estrechamente espaciada), las superficies 10a y 11a de colada de las correas definan entre las mismas una cavidad 12 de colada que se extienda desde una entrada 13 de metal fundido hasta una salida 14 de descarga losa solida. La cavidad 12 de colada tiene una altura uniforme a lo largo o se estrecha ligeramente en la direccion desde la entrada 13 a la salida 14. Las correas 10 y 11, respectivamente, estan accionadas y giradas en sentido contrario la una de la otra por unos rodillos 15 y 16 de accionamiento grandes, solo para volver a acercarse una a otra en la entrada 13, despues de pasar alrededor de unas estructuras de soporte curvas, mostradas respectivamente con los numeros 17 y 18. Se proporcionan unas estructuras 19 y 20 de soporte de carro para la respectivas correas 10 y 11, mientras que los rodillos 15 y 16 de accionamiento estan soportados y conectados de manera adecuada a unas unidades de motor adecuadas, todo por medios bien conocidos.

El metal fundido 22 se suministra a la cavidad 12 de colada a traves de la entrada 13 por cualquier medio adecuado, por ejemplo desde una canaleta o artesa 21 a la que se suministre de manera continua metal fundido desde un horno, o por medio de un inyector de metal fundido, por ejemplo del tipo divulgado en la patente Estadounidense 6.725.904, concedida a Desrosiers y otros el 27 de abril de 2004 (cuya divulgacion se incorpora espedficamente en el presente documento por referencia). A medida que el metal fundido en la cavidad 12 de colada se mueve junto con las correas, se enfna y solidifica de forma continua, desde el exterior hacia el interior, por su contacto con las superficies enfrentadas 10a y 11a de colada de las correas, de modo que de manera continua se expulse y retire una losa 23 de colada solida de longitud indefinida desde la salida 14 de la cavidad de colada. Se proporciona un aparato adicional (no mostrado, a excepcion de unos rodillos 24 de arrastre de soporte) para el posterior procesamiento de la losa en formas convencionales.

En la zona de la cavidad 12 de colada, las superficies interiores 10b y 11b de las correas de colada, es decir las superficies laterales opuestas a las superficies de colada, se enfnan por contacto con un refrigerante para que pueda eliminarse el calor del metal a traves de las superficies 10a y 11a de colada. Unos medios convenientes tanto para soportar como enfriar las superficies interiores de las correas pueden tomar la forma de una serie de "almohadillas" refrigerantes que contengan pasos para el refrigerante a presion, por ejemplo agua, que conduzcan a multiples toberas de salida dispuestas de manera que cubran la zona de cada almohadilla refrigerante encarada hacia la superficie interior de cada correa. Hay una ligera separacion entre las almohadillas refrigerantes y las superficies interiores adyacentes de las correas provocada por la emision a presion del refrigerante desde las

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

toberas. En consecuencia, entre las caras de toberas y las superficies interiores de las correas fluyen chorros de refrigerante lfquido para crear una accion de enfriamiento eficiente. A continuacion se transporta a distancia el refrigerante a traves de medios de descarga adecuados. Un ejemplo de toberas adecuadas para este proposito son aquellas que tienen una cara de soporte de correa generalmente plana de contorno hexagonal, por ejemplo como se describe en la Patente Estadounidense 4.193.440, concedida a Thorburn y otros el 18 de marzo de 1980 (cuya descripcion se incorpora espedficamente en el presente documento por referencia).

Una disposicion adecuada de este tipo se muestra en la Fig. 2, que es una vista en planta parcial desde abajo mirando hacia arriba a la correa superior 10 de colada de la Fig. 1 en la zona de la entrada 13 (la correa inferior 11 se ha omitido de esta vista por claridad). La correa 10 se muestra parcialmente retirada para revelar la estructura superior. En la entrada 13, se proporcionan dos toberas 25 de refrigeracion y soporte alargadas encima de la cinta 10. Estas toberas estan dispuestas transversalmente a la direccion 26 de colada del aparato y cada una esta provista de una ranura central 27 estrecha a traves de la cual se expulsa el agua de refrigeracion a presion para proporcionar refrigeracion, soporte y lubricacion a la correa suprayacente 11. Las toberas 25 estan separadas ligeramente entre sf para formar un espacio estrecho 28 a traves del cual puede fluir el agua de refrigeracion cuando ha dejado las superficies de tobera. Inmediatamente despues de las toberas transversales 25, en la direccion de colada, se encuentra una matriz de toberas hexagonales 30 agrupadas estrechamente en una disposicion en forma de panal, pero aun asf separadas ligeramente entre sf para proporcionar huecos estrechos 31 necesarios para la eliminacion de lfquido refrigerante. Esta matriz de toberas forma una almohadilla de refrigeracion y soporte para la correa 10. Un ejemplo de una tobera hexagonal 30 individual se muestra con mas detalle en la vista lateral de la Fig. 3A y en la vista en planta de la Fig. 3B, junto con la estructura inmediatamente circundante. Estas figuras ilustran una tobera utilizada para soportar y enfriar la correa inferior 11 de colada, aunque las toberas para la correa superior 10 son iguales, excepto como por lo descrito a continuacion. La tobera 30 tiene una cara hexagonal 32 horizontal provista, como se muestra en la Fig. 3B, de una ligera depresion circular 33 bombeada hacia dentro, hacia una abertura central 34 que forma el extremo exterior de un taladro interno 35 axial proporcionado para suministrar lfquido refrigerante a presion a la cara hexagonal 32. La cara 32 forma la superficie superior de una estructura 36 de cabeza que se estrecha hacia dentro hasta un vastago integral 37 a traves de un collar integral 29 en la cabeza del vastago. Un anillo circundante 38 de tope ampliado esta situado debajo del collar para enganchar por debajo una placa 39 de tope asegurada a parte de la estructura 20 de soporte de carro adyacente. Esto limita la extension del movimiento de la tobera 30 hacia la correa 11 de colada suprayacente. El vastago 37 es recibido de manera verticalmente deslizante y giratoria dentro de un paso 40 proporcionado en la estructura 20. El vastago 37 tiene un surco circundante 41 para recibir una junta torica 42 elastomerica adyacente al extremo inferior del vastago. Un resorte helicoidal 43 de soporte esta situado por debajo del vastago 37 de manera que la tobera 30 pueda moverse ligeramente hacia el interior para evitar danos si se ve sometida a una fuerza inusual por parte de la correa 11 durante el funcionamiento, al tiempo que normalmente queda sujeta firmemente contra la placa 39 de tope y por lo tanto a una distancia fija de la correa. Al paso 40 se suministra lfquido refrigerante a una presion adecuada desde una extension estrecha 45, y el refrigerante fluye a presion a traves del taladro 35 en la tobera hasta la cara hexagonal 32. La superficie interior 11b de la correa de colada, por tanto, esta soportada y enfriada por la tobera 30 y por una fina pelfcula de lfquido refrigerante que fluye sobre la cara exterior 32 de la tobera.

La Fig. 4 es una vista lateral parcial en seccion transversal de una zona media de la cavidad de colada y de las correas de colada de la Fig. 1 empleando el equipo de soporte y refrigeracion de la Fig. 2, habiendo sido tomada la seccion transversal en un plano vertical orientado en la direccion 26 de colada. La figura esta ligeramente simplificada en tanto que muestra todas las toberas 30 alineadas en el mismo plano vertical (es decir, el plano del papel), mientras que, como sera evidente a partir de la Fig. 2, en este punto de vista las toberas adyacentes estan colocadas de hecho al tresbolillo ligeramente hacia el observador y alejandose del mismo y debenan mostrarse con un ligero solapamiento. La Fig. 2 pone de relieve, por medio de sombreado, dos filas transversales adyacentes de toberas 46 y 47 en una zona 50 de la cavidad de colada. Como se muestra en la Fig. 4, las toberas 30 que forman estas filas 46 y 47 por encima de la cinta 10 de colada tienen unos collares 29 mucho mas cortos que las toberas de las otras filas, tanto por encima de la correa 10 de colada como por debajo de la correa 11 de colada. Los collares mas cortos hacen que las caras hexagonales 32 de estas toberas esten situadas mas lejos del plano convencional de la correa 10 de colada que las caras hexagonales de las otras toberas. A medida que la correa 10 atraviesa estas dos filas, es arrastrada hacia las toberas en esta zona y por lo tanto se ve presionada menos firmemente contra el metal 22 en la cavidad 12 de colada y puede moverse, dependiendo de la flexibilidad de la correa y de otros factores, y alejarse temporalmente del metal tal como se muestra (de manera exagerada) en la figura. Las toberas en el lado aguas abajo de las filas 46 y 47 en la direccion de colada soportan de nuevo totalmente la correa y hacen contacto completo con el metal, como se muestra. Por lo tanto, la zona 50, en la que las caras hexagonales 32 de las toberas estan desplazadas ligeramente con respecto al plano 49 de la cavidad de colada, esta situada entre dos zonas 51 y 52, respectivamente aguas arriba (mas cerca de la entrada 13) y aguas abajo (mas cerca de la salida 14) de la cavidad de colada, siendo todas las caras 32 de las toberas generalmente coplanares y estando posicionadas firmemente en contacto con la superficie interior 10b de la correa (excepto por la separacion creada por el refrigerante que pasa a presion sobre las superficies de las toberas).

La capacidad de la superficie 10a de colada de la correa para eliminar el calor del metal 22 se ve reducida por el efecto de prensado reducido causado por el desplazamiento de las toberas 30 en la zona 50 en comparacion con la de las zonas adyacentes 51 y 52. Se ha observado que el efecto sobre la capacidad de la superficie 10a de colada

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

para extraer calor del metal en la cavidad de colada se reduce rapidamente a medida que aumenta el desplazamiento con respecto al plano central 49 de la cavidad, pero mas alla de cierta distancia de desplazamiento, puede obtenerse poca o ninguna reduccion adicional de extraccion de calor. Se teoriza que el efecto de enfriamiento de las correas de colada deja de ser evidente una vez que las correas se mueven cierta distancia con respecto al metal. En general, se ha observado que es suficiente desplazar las toberas 30 tan poco como 1 mm, y mas preferentemente 0,5 mm, con respecto al plano de las caras de tobera en las zonas adyacentes. Un desplazamiento mmimo tambien resulta ventajoso porque el movimiento de la correa de colada puede llegar a ser inestable si se desplazan las toberas en mayor grado. En general, todo las caras de tobera restantes se sujetan coplanares en la medida de lo posible, tanto para la correa superior como para la correa inferior de colada, de modo que cada uno de los lfmites superior e inferior de la cavidad 12 de colada sea esencialmente planar en todas las demas zonas de la cavidad, a pesar de que los lfmites superior e inferior se pueden hacer converger ligeramente en la direccion aguas abajo para compensar la contraccion del metal 22 a medida que se enfna y solidifica.

El desplazamiento de las caras 3 de tobera en las filas 46, 47 reduce la capacidad de la superficie 10a de colada para eliminar calor del metal adyacente 22 dentro de la zona 50, es decir se reduce el flujo de calor a traves de la correa 10 con respecto a lo que de otro modo sena en esta zona si se mantuvieran las caras de tobera en el mismo plano que las de las otras toberas. Se teoriza que esta reduccion temporal de la capacidad de la superficie 10a de colada para eliminar el calor del metal hace que aumente la temperatura de la superficie exterior adyacente del metal 22, en esta zona y en una zona inmediatamente posterior, dado que el calor puede transferirse desde el centro del metal colado hacia la superficie sin que la superficie 10a de colada elimine inmediatamente el calor. Por lo tanto, cuando esta parte del metal se mueve aguas abajo a la zona adyacente 52, en la que la correa de colada esta en contacto firme con la superficie del metal, hay un mayor diferencial de temperatura entre la superficie del metal y la superficie 10a de colada de lo que de otro modo hubiera sido el caso. Este mayor diferencial de temperatura hace que pueda extraerse el calor mas eficientemente en la zona 52 aguas abajo de la cavidad de colada de lo que de otro modo hubiera sido el caso. Sorprendentemente, esta reduccion y posterior aumento de la velocidad de extraccion de calor (es decir el flujo de calor) da como resultado una notable mejora de la eficiencia global del procedimiento de colada en comparacion con un procedimiento de colada equivalente llevado a cabo sin desplazamiento de las caras de tobera en ninguna zona de la cavidad de colada. Por consiguiente, la losa de metal sale de la cavidad de colada a una temperatura mas baja que en el procedimiento de colada convencional equivalente, lo que significa que puede reducirse la longitud total de la cavidad de colada y / o que puede aumentarse la velocidad de colada para restaurar la temperatura de salida de la losa de metal al mismo valor que en el procedimiento convencional equivalente. Esto puede generar ahorros en la fabricacion de equipos, en el tiempo de colada y, posiblemente, en el uso de refrigerante.

Aumentando o disminuyendo el numero de filas de toberas que presentan el desplazamiento aumentado, puede variarse el tamano de la zona 50 (es decir, la distancia que se extiende en la direccion de colada). Del mismo modo, mediante la variacion de la eleccion de las filas particulares en las que se proporciona el desplazamiento, se puede cambiar la posicion de la zona 50 a lo largo de la cavidad de colada. Ademas, al optar por desplazar las toberas adyacentes a la correa superior 10 (como se muestra) y / o a la correa inferior 11, se puede variar el flujo de calor ya sea a traves de la superficie superior y / o de la superficie inferior de la losa de metal colada. Se ha observado que en general el tamano de la zona de desplazamiento (distancia en la direccion de colada) puede ser efectivamente del 10 al 50 % de la longitud total de la cavidad de colada (distancia desde la entrada hasta la salida), y preferentemente del 10 a 20 % de la longitud de la cavidad. En cuanto al posicionamiento de la zona 50, preferentemente no debera comenzar tan cerca de la entrada a la cavidad que la "corteza" de metal solidificado que se forma sobre las superficies exteriores del metal vuelva a fundirse bajo la influencia del calor proveniente del interior, ya que esto puede hacer que un patron de tipo ondulado indeseable se forme en la superficie de la losa de metal. Por otro lado, si la zona 50 esta situada demasiado cerca de la salida de la cavidad, el efecto de recalentamiento desde el interior de la losa puede ser demasiado leve para recalentar la superficie de la losa en la medida deseada, ya que entonces el metal del interior puede estar muy fno. En general, la zona se encuentra en el 1/2 central de la cavidad, mas preferentemente en el 1/5 central de la cavidad. Esto se ilustra en la Fig. 5, que muestra una representacion de una cavidad 12 de colada que tiene una longitud "L" con un punto central "C” a medio camino a lo largo de la cavidad en la direccion de colada. La zona 50 con toberas desplazadas esta centrada preferentemente en el punto medio "C” y se puede extender entre un quinto de "L" hasta una mitad de "L", como se muestra.

Como se ha senalado, la zona 50 de toberas desplazadas puede proporcionarse solo para una o para ambas de las correas de colada. Cuando las toberas de ambas correas presentan desplazamientos, pueden estar situadas a la misma distancia a lo largo de la cavidad de colada y presentar las mismas longitudes, o pueden tener diferentes posiciones y / o longitudes. Si la temperatura de la losa no es simetrica sobre su plano central 49 horizontal (lo que a menudo es el caso, dada la tendencia de la gravedad a mantener un contacto mas firme del metal con la correa inferior y por lo tanto mayor flujo de calor), no hay razon de peso alguna para hacer que la variacion del flujo de calor sea simetrica sobre de este plano. Por el contrario, puede ser mejor variar la posicion y la longitud de la zona 50 de desplazamiento para las correas superior e inferior con el fin de alcanzar la misma velocidad de mejora del flujo de calor a cada lado de la losa. Ademas, la zona 50 de toberas desplazadas puede extenderse completamente a traves de la anchura de la cavidad de colada (la direccion transversal a la direccion de colada) o solo parcialmente a traves de la misma. En la practica, la velocidad de extraccion de calor vana a traves de la anchura de la cavidad de colada,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

por lo que puede hacerse que la zona 50 se extienda solo parcialmente a traves de la cavidad de colada y este posicionada para igualar el flujo de calor a traves de la losa tanto como sea posible. Sin embargo, para facilitar la implementacion, resulta preferible hacer que la zona se extienda por completo a lo ancho de la cavidad de colada.

En el aparato de colada, las toberas pueden estar desplazadas de forma permanente en la zona de 50, o parte de las toberas (por ejemplo, las de las zonas centrales) o todas ellas pueden ser ajustables, para que pueda desplazarse parte de las mismas con respecto a las demas cuando se desee y en el grado deseado de acuerdo con determinadas condiciones de colada o metales en proceso de colada. Proporcionando toberas 30 con collares 29 de diferentes longitudes se consigue un desplazamiento permanente. Puede conseguirse un desplazamiento ajustable, por ejemplo, proporcionando en algunas de las toberas collares telescopicos de longitud ajustable y proveyendo a tales toberas de medios mecanicos o hidraulicos para ajustar las longitudes de tales collares cuando se desee.

En el ejemplo de realizacion anterior, las superficies de colada en la zona 50 estan provistas de una capacidad reducida para extraer el calor del metal en la cavidad de colada mediante el desplazamiento de las posiciones de las toberas de soporte y refrigeracion, pero puede lograrse de formas alternativas una reduccion de la capacidad para extraer el calor. Por ejemplo, puede reducirse o incluso anularse el flujo de refrigerante a traves de las toberas en la zona afectada 50, en comparacion con el de las otras zonas. Aunque la anulacion completa del flujo de refrigerante es posible, en general no es deseable debido al aumento de la friccion entre la correa y la cara de la tobera que podna producirse entonces. Adicionalmente, un cambio en la presion de suministro del refrigerante, o en la presion interna del aparato, puede afectar el grado de elevacion de la correa de colada con respecto a la superficie de soporte de la tobera afectada. Otra alternativa consiste en elevar la temperatura del refrigerante en la zona afectada en comparacion con la de las otras zonas. Una alternativa adicional es aislar del refrigerante la correa de colada, por ejemplo, mediante la introduccion de un gas entre la correa de colada y el refrigerante.

Los siguientes EJEMPLOS se proporcionan para ilustrar adicionalmente la invencion. Sin embargo, no deben ser considerados como limitativos del alcance general de la presente invencion en modo alguno.

Ejemplo 1

Se llevaron a cabo experimentos en una maquina de colada de correas gemelas a escala de laboratorio (denominada "TB2"). La maquina de colada tema un diseno general como se muestra en las Figs. 1 y 2, y tema una cavidad de colada con una longitud similar a las de las maquinas de colada de correas gemelas a escala comercial; sin embargo, la anchura de las correas de colada era mas pequena que la de las maquinas de colada comerciales. La maquina de colada estaba provista de toberas con un diseno especial que permitfa ajustar todas las toberas de refrigeracion para cambiar su separacion de desplazamiento con respecto a la cavidad de colada de manera que pudieran evaluarse los efectos del aumento del desplazamiento en diferentes zonas o para diferentes tamanos de zona. La temperatura de salida de la losa se midio utilizando cinco termopares de contacto espaciados a traves de la parte inferior de la losa emergente cerca de la salida de la cavidad de colada. El flujo de calor en la maquina de colada se controlo mediante un conjunto termopares de agua de refrigeracion.

Se realizo un experimento con toberas desplazadas 1 mm en una zona central de la maquina de colada, es decir la segunda y tercera filas de toberas inmediatamente posteriores a las toberas lineales, sobre el carro de la correa superior. Cada fila de toberas hexagonales tema aproximadamente 3,3 cm de largo (en la direccion de colada). Respetando el intercalado de las filas debido al estrecho agrupamiento, la zona afectada de la maquina de colada fue una banda de aproximadamente 16,2 a 21,6 cm aguas abajo del punto de inyeccion de metal fundido. Para la comparacion, tambien se llevaron a cabo experimentos en los que se desplazo cada una de las ultimas tres filas de toberas de la cavidad de colada 1 mm sobre el carro de la correa superior e inferior, lo que tuvo el efecto de acortar la cavidad de colada aproximadamente 10 cm, dejando una seccion de colada paralela (normal) de aproximadamente 50 cm de longitud.

La aleacion colada en los experimentos tema una composicion nominal de 0,68 % de Si en peso, 0,58 % de Fe en peso, 0,21 % de Cu en peso y 0,77 % de Mn en peso, el resto Al, con un calibre de 10 mm para todos los experimentos. Las correas de colada presentaban superficies granalladas.

La siguiente Tabla 1 enumera las coladas experimentales en su orden de finalizacion y las correspondientes configuraciones de toberas.

TABLA 1

COLADA N.°

LOCALIZACION DE TOBERAS DEPRIMIDAS FLUJO DE CALOR(MW/m2) INDICADO EN EXTREMO DELANTERO INTERVALO DE TEMPERATURA1 DE SALIDA A 3 m/min (° C)

921

Lmea de base 6/7 410-475

922

Lmea de base 5,5/7 455-480

5

10

15

20

25

30

35

40

45

COLADA N.°

LOCALIZACION DE TOBERAS DEPRIMIDAS FLUJO DE CALOR(MW/m2) INDICADO EN EXTREMO DELANTERO INTERVALO DE TEMPERATURA1 DE SALIDA A 3 m/min (° C)

923

Ultimas tres filas, Carro inferior 4,0/3,1 445-500

924

Ultimas tres filas, Carro superior 8,4/4,5 420-470

925

Lmea de base 3,4/3,0 410-460

926

Lmea de base 6,1/4,5 390-440

927

Lmea de base 6,7/5,5 425-480

928

Ultimas tres filas, Carro inferior 6,7/4,9 455-485

929

Dos filas tras lineales, Carro superior 4,4/3,9 285-350

superficie inferior, antes de rodillo de arrastre

La Fig. 6 es un grafico que muestra las temperaturas de salida medidas a traves del ancho de la losa en cada caso. En el dibujo, "OS" significa el lado del operador (de la maquina de colada), "CL" significa lmea central y "DL" significa unidad de accionamiento (lado de la maquina de colada). Ademas, "TC” significa termopar, y “TC#1", “TC#2",... etc. se refieren a los termopares agrupados a traves de la losa emergente desde el “OS" hasta el "DS".

Como puede observarse en la Tabla 1 y la Fig. 6, el intervalo de temperatura de salida para el experimento en el que las filas de la parte central de la cavidad de colada estaban deprimidas (tirada 929) fue sorprendentemente mucho mas bajo que el de cualquiera de los otros experimentos, incluyendo ambas tiradas de lmea de base (sin depresion en ninguna de las toberas) y las tiradas en las que estaban deprimidas las toberas de salida. Esta ultima modificacion no parecio tener mucho efecto sobre las temperaturas de salida.

Las Figuras 7A (correa superior) y 7B (correa inferior) de los dibujos adjuntos son graficos que ilustran los perfiles de flujo de calor de las correas superior e inferior en la longitud completa del centro de la maquina de colada, incluyendo la colada durante la cual las dos primeras filas de toberas hexagonales (aproximadamente un tercio de la distancia a lo largo de la cavidad de colada) estaban deprimidas en el carro superior. Como podna esperarse, el flujo de calor de la correa superior se redujo en la zona en la que las toberas desplazadas del carro de correa superior tiraban de la correa de colada lejos del plano normal de la correa. Sorprendentemente, los flujos de calor en la zona siguiente a aquella en la que las toberas estaban deprimidas aumentaron significativamente, tanto en la correa superior como en la inferior. La Fig. 7A muestra que alrededor de un 60 % de reduccion en la eliminacion de calor en la zona de las toberas desplazadas llevo a un aumento de aproximadamente tres veces en la eliminacion de calor en la zona inmediatamente posterior. Este es un resultado muy sorprendente. El efecto de desplazamiento de las toberas en el extremo de la cavidad de colada tuvo un efecto menos pronunciado.

Efecto de Toberas Deprimidas en Forma de Cavidad de Maquina de Colada

En general, se observo que la instalacion de las toberas deprimidas (desplazadas 1 mm) cerca del centro de la maquina de colada aumento el hueco entre las dos correas de colada cerca de 0,4 mm en la zona con las toberas deprimidas, regresando la correa a su elevacion normal tras pasar el area con las toberas deprimidas.

En el extremo de salida de la maquina de colada, el efecto de las toberas deprimidas era mas pronunciado. En el borde delantero de la zona deprimida, el hueco entre las correas de colada se incremento en los mismos 0,4-0,5 mm. Sin embargo, dado que las ultimas filas de toberas estaban situadas inmediatamente antes de la “interrupcion” en el recorrido de las correas (donde las correas normalmente divergen de forma significativa), el cambio en el hueco entre las correas era mas pronunciado en la seccion aguas abajo que allf donde estas toberas estaban deprimidas. El efecto general fue la disminucion de la longitud efectiva de la cavidad de colada como si se hubiera adelantado la interrupcion en la trayectoria de las correas de colada.

El efecto sobre el tamano de la cavidad al deprimir las toberas en la salida del carro superior fue el mismo que al deprimir las toberas en la salida del carro inferior.

Ejemplo 2

Los resultados descritos en el Ejemplo 1 se lograron mediante la modulacion del flujo de calor en parte de la maquina de colada ajustando mecanicamente las elevaciones de las toberas en esa zona, para evitar que la correa hiciera contacto con la losa en proceso de colada. Sin embargo, existen otros medios para lograr el mismo resultado

o resultados similares sin recurrir a medios mecanicos, como se ilustra en este Ejemplo hipotetico.

La maquina de colada anteriormente descrita incluye una pluralidad de toberas de refrigeracion por debajo de las correas de colada que suministran agua a alta presion para enfriar y posicionar las correas de colada. La aplicacion 5 del agua de refrigeracion, su presion de suministro y la distribucion y presion interna mantenida dentro de la maquina de colada son parametros de proceso que determinan la velocidad del agua de refrigeracion a traves de la cara interior de cada correa de colada, y por lo tanto la elevacion de la correa y la velocidad de extraccion de calor. Estos parametros se controlan de manera convencional para toda la maquina de colada, ya que no se ha considerado rentable modificar una maquina existente para operar de una manera tal que parte de la matriz de toberas pudiera 10 operarse con diferentes condiciones de presion / flujo que en el resto de la maquina.

Sin embargo, en este Ejemplo, la maquina de colada convencional se ha modificado para proporcionar distribucion en zonas de la matriz de toberas de refrigeracion para al menos una de las correas de colada, es decir se proporcionan diferentes zonas en las que los parametros anteriores se controlan de forma independiente. Por lo 15 tanto, el aparato tiene una parte central de la matriz de refrigeracion, similar a la descrita en el ejemplo anterior, operada sucesivamente con unas condiciones reducidas de presion del agua, flujo del agua y velocidad del agua. El ajuste de estos parametros proporciona el efecto de reducir localmente la velocidad de extraccion de calor y de lograr el mismo efecto sobre la temperatura de salida final y la condicion de la losa que el obtenido al mover las toberas en el Ejemplo 1. Las modificaciones a la presion interna de la maquina de colada a nivel local, tambien 20 lograran el mismo resultado.

Claims (16)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   65

   REIVINDICACIONES

   1. Un metodo para colar de manera continua una losa de metal, que comprende:

   a. introducir de manera continua metal fundido en una entrada (13) de una cavidad (12) de colada definida entre unas superficies de colada enfrentadas y separadas que avanzan en una direccion de la colada;

   b. proporcionar dicha superficies de colada con la capacidad de eliminar el calor de dicho metal fundido en dicha cavidad (12) de colada, para hacer que dicho metal fundido se solidifique y por lo tanto forme una losa de metal completa o parcialmente solida dentro de la cavidad de colada;

   c. descargar de manera continua dicha losa de metal desde dicha cavidad de colada a traves de una salida (14) de dicha cavidad (12) de colada; y

   d. reducir dicha capacidad de al menos una de dichas superficies de colada para eliminar el calor del metal, caracterizado por que

   en la etapa d dicha capacidad se reduce en una zona de dicha cavidad (12) separada tanto de dicha entrada (13) como de dicha salida (14) y que se extiende transversalmente a dicha direccion de colada, reduciendose dicha capacidad con respecto a dicha capacidad de dicha al menos una superficie de colada para eliminar el calor de las zonas aguas arriba y aguas abajo inmediatamente adyacentes a dicha cavidad (12) de colada.
2. 2. El metodo de la reivindicacion 1, donde cada una de dichas superficies forma un lado de un elemento termoconductor que tambien tiene un lado opuesto, y dicha capacidad de dichas superficies de colada para eliminar el calor se proporciona mediante el suministro de un refrigerante lfquido a dicho lado opuesto del elemento de refrigeracion termoconductor.
3. 3. El metodo de la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, donde dicha capacidad de dicha al menos una superficie de colada para eliminar el calor se reduce en dicha zona al permitir a dicha superficie de colada moverse en dicha zona mas lejos de un plano central de dicha cavidad (12) de colada que en dichas zonas inmediatamente adyacentes.
4. 4. El metodo de la reivindicacion 2, donde que cada elemento termoconductor esta soportado por unos soportes que actuan contra dicho lado opuesto, y donde dicha capacidad de dicha al menos una superficie de colada para eliminar el calor adyacente a dicha zona de dicha cavidad (12) de colada se reduce mediante el desplazamiento de dichos soportes en dicha zona, una distancia con respecto a un plano central de dicha cavidad de colada en relacion con dichos soportes en dichas zonas inmediatamente aguas arriba y aguas abajo,

   donde dichos soportes en dicha zona se desplazan preferentemente al menos una distancia de 0,5 mm, mas preferentemente 1 mm, ± 25 %, con respecto a dichos soportes en dichas zonas inmediatamente aguas arriba y aguas abajo.
5. 5. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde dicha zona tiene una distancia en dicha direccion de colada de un quinto a una mitad de una longitud de dicha cavidad (12) de colada desde dicha entrada a dicha salida, y

   donde dicha zona esta preferentemente centrada en un punto medio de dicha cavidad (12) de colada entre dicha entrada y dicha salida.
6. 6. El metodo de la reivindicacion 2, donde dicha capacidad de dicha superficie de colada para eliminar el calor se reduce mediante

   - el aumento de la temperatura de dicho refrigerante lfquido suministrado a dicha superficie opuesta de dicho elemento en dicha zona, en comparacion con el refrigerante lfquido suministrado a dicha superficie opuesta en dichas zonas inmediatamente aguas arriba y aguas abajo,

   - la reduccion de un caudal de dicho refrigerante lfquido suministrado a dicha superficie opuesta de dicho elemento en dicha zona, en comparacion con un caudal de dicho refrigerante lfquido en dichas zonas inmediatamente aguas arriba y aguas abajo, o

   - el aislamiento parcial de dicho lado opuesto de dicho elemento con respecto a dicho refrigerante lfquido en dicha zona, evitando al mismo tiempo dicho aislamiento en dichas zonas inmediatamente aguas arriba y aguas abajo.
7. 7. Un aparato de colada para colar continuamente una losa de metal a partir de metal fundido, comprendiendo dicho aparato:

   a. unas superficies de colada enfrentadas y separadas que forman entre las mismas una cavidad (12) de colada y adaptadas para su avance en una direccion de colada desde una entrada (13) hasta una salida (14) de la cavidad (12) de colada;

   b. un aparato de alimentacion de metal fundido para la introduccion de metal fundido en la cavidad (12) de colada a traves de dicha entrada (13); y

   c. un equipo de refrigeracion para enfriar dichas superficies de colada, permitiendo asf a dichas superficies eliminar el calor de dicha cavidad (12) de colada, para de ese modo solidificar dicho metal fundido y formar una

   5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   losa de metal completa o parcialmente solida dentro de la cavidad, estando dicho aparato caracterizado por que

   d. dicha cavidad (12) de colada tiene una zona de la misma que se extiende transversalmente a dicha direccion de colada y esta separada tanto de dicha entrada (13) como de dicha salida (14) entre las zonas aguas arriba y aguas abajo inmediatamente adyacentes a la cavidad (12) de colada, donde se proporcionan medios para reducir la capacidad de al menos una de las superficies de colada para eliminar el calor de dicho metal fundido o dicha losa de metal en dicha zona, en comparacion con la capacidad de dicha al menos una superficie de colada para eliminar el calor de la cavidad (12) de colada dentro de dichas zonas inmediatamente aguas arriba y aguas de la misma.
8. 8. El aparato de la reivindicacion 7, donde cada una de dichas superficies forma un lado de un elemento termoconductor que tambien tiene un lado opuesto, y dicho equipo de refrigeracion suministra un refrigerante lfquido a dicho lado opuesto del elemento de refrigeracion termoconductor.
9. 9. El aparato de la reivindicacion 8, donde cada elemento termoconductor esta soportado por unos soportes que actuan contra dicho lado opuesto, y donde dichos soportes estan desplazados en dicha zona una distancia con respecto a un plano central de dicha cavidad (12) de colada en relacion con dichos soportes en dichas zonas inmediatamente aguas arriba y aguas abajo, permitiendo de esta manera que dicha al menos una superficie de colada se aleje mas de dicho plano central en dicha zona que en dichas zonas aguas arriba y aguas abajo inmediatamente adyacentes,

   donde dichos soportes en dicha zona se desplazan preferentemente al menos una distancia de 0,5 mm, mas preferentemente 1 mm, ± 25 %, con respecto a dichos soportes en dichas zonas inmediatamente aguas arriba y aguas abajo.
10. 10. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, donde dicha zona tiene una distancia en dicha direccion de colada de un quinto a una mitad de una longitud de dicha cavidad (12) de colada desde dicha entrada a dicha salida, y

    donde dicha zona esta preferentemente centrada en un punto medio de dicha cavidad (12) de colada entre dicha entrada y dicha salida.
11. 11. El aparato de la reivindicacion 8, donde dicho equipo de refrigeracion suministra refrigerante lfquido a dicho lado opuesto de dicho elemento en dicha zona a una temperatura que es mas alta que la temperatura de dicho refrigerante lfquido suministrado a dicha superficie opuesta de dicho elemento en dichas zonas inmediatamente aguas arriba y aguas abajo.
12. 12. El aparato de la reivindicacion 8, donde dicho equipo de refrigeracion incluye un medio de control del flujo para reducir un caudal de dicho refrigerante lfquido suministrado a dicha superficie opuesta de dicho elemento de dicha zona, en comparacion con un caudal de dicho refrigerante lfquido suministrado a dichas zonas inmediatamente aguas arriba y aguas abajo.
13. 13. El aparato de la reivindicacion 8, que incluye unos medios por los que dicho lado opuesto de dicho elemento queda al menos parcialmente aislado de dicho refrigerante lfquido en dicha zona, pero no en dichas zonas inmediatamente aguas arriba y aguas abajo.
14. 14. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, donde dicha capacidad de cada una de dichas superficies de colada para eliminar calor esta reducida, siendo dicha zona con capacidad reducida para una de dichas superficies de colada la misma que una zona para otra de dichas superficies de colada.
15. 15. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, donde dicha capacidad de cada una de dichas superficies de colada para eliminar calor esta reducida, siendo dicha zona con capacidad reducida para una de dichas superficies de colada diferente a una zona para otra de dichas superficies de colada.
16. 16. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, donde dicho aparato de colada es una maquina de colada de metal de correas gemelas.