ES2629754T3 - Dispositivo para la colada continua de metales - Google Patents

Abstract

Coquilla para la colada continua de acero, estando la coquilla delimitada por cuatro paredes laterales a modo de placas, es decir por dos paredes de lado estrecho opuestas y dos paredes de lado ancho opuestas, y una cavidad de molde que se extiende desde un borde de entrada de coquilla (9) hasta un borde de salida de coquilla (8) para la recepción de masas fundidas de metal y la formación de la barra de metal, en la que dos paredes opuestas disponen de, en cada caso, una superficie oblicua o un chaflán en la zona marginal de, en cada caso, una pared lateral (4, 5) con respecto a una superficie del lado de la masa fundida (3), de tal modo que las esquinas de la coquilla están formadas con superficies oblicuas o se forma una barra de metal con chaflanes en las zonas de esquina, caracterizada por que el ángulo (α1, α2) que las superficies oblicuas (6, 7) abarcan con la superficie del lado de la masa fundida (3) de la pared (1) respectiva, en la que están dispuestas, aumenta desde la entrada hacia la salida.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Dispositivo para la colada continua de metales

[0001] La invencion se refiere a un dispositivo para la colada continua de metales segun el preambulo de la reivindicacion 1.

[0002] En la colada continua de metales se carga metal fundido en un molde de fundicion que, en la mayoria de los casos, se compone de placas metalicas enfriadas, especialmente de placas de cobre. Estas placas pueden presentar en caso dado un revestimiento en el lado de la masa fundida. Estas placas metalicas delimitan entre las mismas una cavidad de molde, estando la cavidad de molde abierta en el lado de carga y tambien abierta en un lado de salida. El metal liquido cargado pasa por este molde y durante este paso se enfria en las zonas marginales de tal manera que se forma una piel solidificada a partir del metal vertido. En consecuencia, por el lado de salida del molde sale una barra de metal que exteriormente tiene en esencia la forma predeterminada por el molde de fundicion.

[0003] Esta barra de fundicion puede, especialmente en caso de una orientacion vertical del molde de fundicion o del molde de colada continua, retirarse verticalmente hacia abajo o desviarse horizontalmente con una curva grande que tenga en cuenta las caracteristicas de la barra fundida. Ademas se conoce el metodo de configurar tambien el molde de fundicion (en lo que sigue denominado tambien coquilla) ya curvado y retirar la barra en una direccion diferente de la vertical.

[0004] Sin embargo, en la colada continua, ademas de la ventaja del proceso continuo de fundicion, existen tambien problemas. Si un molde de colada continua o una coquilla esta configurado o configurada habitualmente con una cavidad rectangular plana en seccion transversal, se produce un mayor enfriamiento en la zona en la que un lado estrecho de la coquilla y un lado ancho de la coquilla se encuentran, debido a la evacuacion bidimensional de calor en la zona de los bordes. A esto se anade el hecho de que el lado ancho del desbaste plano formado por la coquilla se contrae mas que en el lado estrecho.

[0005] Para compensar la temperatura de los bordes en la zona de enfriamiento secundaria, usualmente se reduce el enfriamiento en estas zonas, realizandose el enfriamiento en la zona de enfriamiento secundaria, es decir en la zona en la que el desbaste plano habitualmente ha abandonado la coquilla y es conducido mediante rodillos, por el metodo de soplar con aire o rociar con agua hasta que la barra o el desbaste plano se ha templado completamente. Modificando la intensidad de rociamiento puede causarse en este contexto un enfriamiento reducido.

[0006] En el estado actual de la tecnica se han empleado ya, asi llamados, lados estrechos convexos para maximizar la evacuacion de calor en la superficie de la coquilla. A pesar de todos los intentos correspondientes, en caso de desbastes planos de gran formato se producen fisuras interiores debido al esfuerzo de flexion en la curva de fundicion, anadiendose a esto los efectos de segregacion.

[0007] En el estado actual de la tecnica se han propuesto varias soluciones para ejercer influencia a traves de la forma de coquilla.

[0008] Por el documento US 5.191.924 se conoce una coquilla o un molde de colada continua que se compone de cuatro placas enfriadas, que pueden fijarse unas a otras. Las superficies oblicuas de cada esquina de la cavidad de molde se definen mediante una hipotenusa del angulo recto entre los planos de las placas. De este modo se pretende lograr zonas marginales mejoradas, que permitan prescindir de un corte de determinadas zonas marginales. Por el documento KR 20040058588 A se conoce tambien un molde de fundicion o una coquilla para la colada continua en el cual o en la cual las zonas de esquina estan dispuestas tambien achaflanadas, pero en este caso los chaflanes se ensanchan desde la entrada hasta la salida en un angulo constante. Esto significa que la zona plana entre los chaflanes se estrecha.

[0009] Por el documento JP 2007331000 A se conoce tambien un molde de fundicion en el que las esquinas tienen chaflanes. En este documento se pretende crear un cuerpo fundido que no tenga defectos interiores producidos por un retardo en el endurecimiento.

[0010] Por el documento WO 2009/062968 A2 se conoce una coquilla ajustable en anchura para la colada continua de acero o de una aleacion de acero, con un lado ancho y con un lado estrecho cuya posicion puede modificarse, de manera que durante la colada puede ajustarse la anchura de la barra, presentando cada lado estrecho una zona parcial interior y en cada caso dos zonas parciales exteriores, estando las zonas parciales exteriores del lado estrecho previstas entre el lado ancho y la zona parcial interior del lado estrecho y abarcando las zonas parciales exteriores del lado estrecho, al menos en ciertas zonas, un angulo de < 90° con los lados anchos, de manera que se funde un desbaste plano con un chaflan entre el lado estrecho y el lado ancho. El problema de proponer medidas con las que pueda impedirse un error de piel marginal y al mismo tiempo puedan emplearse en el laminador en caliente desbastes planos con sobre-medida se resuelve mediante una coquilla haciendo que los extremos exteriores de las zonas parciales de los lados estrechos esten aplanados y los extremos aplanados presenten un espesor de pared entre 0,5 mm y 5 mm, medido en la direccion del lado ancho. En esta publicacion, al igual que en el documento JP 2007331000 A, se pretende tambien evitar correspondientemente el, asi llamado, error de piel marginal que aparece durante el laminado en caliente del desbaste plano en el laminador en caliente. Este error de piel marginal se denomina asi porque aparece sobre todo en el margen de la banda laminada en caliente y a veces provoca, mas alla del borde de la banda laminada en caliente, un intenso “deshilachado” y danos en el borde de la banda laminada en caliente.

[0011] Por el documento JP S58 159945 A se conoce un molde de fundicion con un cuerpo de molde de fundicion compuesto de cobre o una aleacion de cobre, montandose cuatro partes de molde de fundicion cuyas zonas de esquina abarcan angulos de 45°. Las superficies interiores se revisten con niquel o una aleacion de niquel y ademas

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

cromo, etc. y se disponen unas junto a otras, precipitandose el revestimiento con un espesor uniforme en las superficies interiores.

[0012] Por el documento AT 508823 A1 se conoce una coquilla de colada continua para la fundicion continua de una barra de metal con unas paredes de lado ancho y unas paredes de lado estrecho dispuestas con posibilidad de desplazamiento entre las paredes de lado ancho, en la que las paredes de lado ancho y las paredes de lado estrecho forman juntas una cavidad de molde, que se extiende desde un borde de entrada de coquilla hasta un borde de salida de coquilla, para la recepcion de masa fundida de metal y la formacion de la barra de metal, y cada pared de lado estrecho esta subdividida en tres zonas de lado estrecho, que se extienden desde el borde de entrada de coquilla hasta el borde de salida de coquilla, pretendiendo lograrse aqui la evacuacion de calor continua y una rotacion encauzada de bordes de la piel en zonas de transicion. El modo de lograrlo es haciendo que la zona central de cada pared de lado estrecho presente en el borde de entrada de coquilla una linea de contorno convexa que se lleve hasta el borde de salida de coquilla en una transicion continua a una linea de contorno recta o a una linea de contorno convexa con una menor curvatura que en el borde de salida de coquilla. En comparacion con los documentos ya conocidos y tambien antes descritos, en los que las zonas marginales de la pared de lado estrecho presentan, partiendo de la linea de contacto respectiva con la zona adyacente, unas superficies de zona lateral inclinadas hacia la cavidad de molde con las que se logra dentro de la coquilla una cavidad de molde con aristas matadas o chaflanes y de este modo se pretende influir en la solidificacion de la barra en la zona de los bordes o la zona de las esquinas, aqui se pretende disminuir aun mas las desventajas del estado actual de la tecnica y provocar una evacuacion de calor suficiente y uniformemente buena en las zonas marginales de una pared de lado estrecho formando una rotacion de bordes de la barra de metal que se forma.

[0013] Sin embargo, ahora como antes, en el caso de los chaflanes y las geometrias de lado estrecho conocidos se anade el hecho de que, durante la solidificacion de la barra en la zona de los bordes o de las esquinas de una coquilla de colada continua, la barra se enfria en esta zona de manera irregular debido a que la barra se despega de la coquilla y como resultado de ello se forman fisuras en bordes y fisuras longitudinales, en parte tambien debido a efectos de segregacion.

[0014] El objetivo de la invencion es crear un dispositivo para la colada continua de metales en el que la forma interior de la coquilla haga posible un enfriamiento mejorado. El objetivo se logra con un dispositivo con las caracteristicas de la reivindicacion 1.

[0015] En las reivindicaciones subordinadas estan caracterizados perfeccionamientos ventajosos.

[0016] El objetivo se logra gracias a que -en particular a diferencia del documento KR 20040058588 A- no se influye en la anchura efectiva del molde de fundicion mediante un desplazamiento de las superficies oblicuas hacia dentro, sino que el objetivo se logra gracias a que el lado estrecho del desbaste plano se apoya mejor en la coquilla, con lo que se consigue una evacuacion de calor mejorada en la superficie y por lo tanto una compensacion del borde termico/la superficie termica con una estabilidad mejorada de la coquilla.

[0017] Segun la invencion, esto se logra modificando el chaflan a lo largo de la coquilla desde un angulo de entrada hasta un angulo de salida, con lo que se mejora la evacuacion de calor en la zona del chaflan. De este modo se mejoran adicionalmente el apoyo y el crecimiento de la piel de la barra.

[0018] Ademas, mediante la modificacion del angulo, el lado estrecho se apoya mejor, sin recalcar el lado ancho en la zona del borde como en el estado actual de la tecnica. Asi, la longitud del chaflan permanece constante o proporcional a la contraccion local del desbaste plano. En este contexto se observa a lo largo de la longitud de la coquilla una forma parabolica, estando las puntas del cuerpo base de chaflan aplanadas para llevar una zona de revestimiento de mayor espesor.

[0019] Ademas se utiliza un revestimiento de niquel especial para evitar que el desbaste plano se suelde a la coquilla.

[0020] La invencion se explica por medio de un dibujo. En este, se muestran:

- Figura 1: una seccion transversal a traves del lado estrecho de una coquilla segun la invencion;

- Figura 2: un detalle que muestra el chaflan en la entrada de masa fundida;

- Figura 3: el chaflan en la zona de la salida de masa fundida;

- Figura 4: una seccion transversal que muestra el cambio del chaflan;

- Figura 5: una comparacion del comportamiento de un desbaste plano en el caso de un molde de colada continua convencional y el comportamiento de un desbaste plano en el caso de un molde de colada continua segun la invencion;

- Figura 6: la densidad de flujo termico local en funcion de las longitudes de la coquilla.

[0021] El dispositivo segun la invencion para la colada continua de metales comprende una coquilla (no mostrada), que esta formada por unas placas de lado ancho (no mostradas) y unas placas de lado estrecho 1 (figura 1, figura 4).

[0022] En el estado montado de una coquilla, las placas de lado estrecho 1 estan dispuestas en posiciones diametralmente opuestas entre si y preferiblemente dispuestas de manera que pueden moverse las unas hacia las otras y las unas en direccion opuesta a las otras entre las placas de lado ancho.

[0023] Los lados estrechos 1 o las paredes de lado estrecho 1 de la coquilla estan configurados o configuradas a modo de placas planas y tienen una superficie trasera 2, preferiblemente plana, una superficie 3 que se extiende paralelamente a esta y esta situada del lado de la masa fundida, y unas superficies laterales 4, 5. Las superficies laterales 5 se extienden, en particular en angulo recto, desde la superficie trasera 2 hasta mas alla de la superficie del lado de la masa fundida 3, formandose entre la superficie del lado de la masa fundida 3 y las superficies laterales 4, 5, en cada caso, una superficie oblicua 6, 7.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

[0024] Ademas, la pared de lado estrecho 1 tiene una superficie frontal 9 situada en el lado de la entrada, y una superficie frontal 8 situada en el lado de la salida.

[0025] En la zona de la superficie frontal del lado de la entrada 9, las superficies oblicuas 6, 7 presentan un primer angulo a1 en relacion con la superficie del lado de la masa fundida 3 (figura 2), estando el angulo entre 110° y 160°, en particular entre 130° y 140°. En la zona de este angulo a1, la pared lateral 4, 5 respectiva sobresale en la medida de un saliente U1 del plano de la superficie del lado de la masa fundida 3.

[0026] En la zona de la salida, la pared lateral 4, 5 respectiva sobresale en la medida de un menor saliente U2 del plano de la superficie del lado de la masa fundida 3, con lo que el angulo entre la superficie oblicua 6, 7 respectiva y la superficie del lado de la masa fundida 3 aumenta, moviendose en caso dado tambien el punto de partida de la superficie oblicua 6, 7 respectiva en la superficie del lado de la masa fundida ligeramente mas hacia el centro longitudinal de la placa. El angulo a2 en la zona de la salida esta entre 115° y 165°, en particular entre 135° y 145°.

[0027] El angulo aumenta por consiguiente desde el lado de entrada hacia el lado de salida, pudiendo el cambio ser tanto continuo como discontinuo. Sin embargo, preferiblemente se aplica siempre a2 > a1.

[0028] El lado estrecho 1 o la placa estrecha 1 de la coquilla tiene ademas en su parte trasera los dispositivos usuales para la fijacion 10, asi como unas ranuras de refrigeracion 11 fresadas, para el paso de un agente refrigerante habitualmente liquido.

[0029] Ademas, la placa 1 o la pared de lado estrecho 1 tiene un revestimiento 12 para, en particular desde el borde del lado de entrada 9 hacia el borde del lado de salida 8, impedir que la barra de fundicion se suelde. El revestimiento 12 se extiende en la zona de entrada 9 preferiblemente por toda la superficie, tanto por los chaflanes 6, 7 como por la superficie del lado de la masa fundida 3. El revestimiento 12 puede estar adaptado a los tipos de acero que se hayan de verter y ser un revestimiento 12 ceramico, metalico o de oxido metalico. En particular, el revestimiento 12 puede ser de niquel o de cromo o de una aleacion de niquel o una aleacion de cromo, a base de tales aleaciones.

[0030] En la figura 5 puede verse la influencia de la geometria de los chaflanes y de la extension de los chaflanes en el desbaste plano de acero 13, pudiendo verse que desde la entrada hasta la salida, con el chaflan del lado estrecho modificado, puede tener lugar el crecimiento de la piel 14 de la barra sin que se produzcan curvaturas demasiado grandes.

[0031] Por consiguiente, una ventaja de la invencion es que el lado estrecho del desbaste plano se apoya mejor en la coquilla, con lo que se consigue una evacuacion de calor mejorada en la superficie y por lo tanto una compensacion del borde termico/la superficie termica con una estabilidad mejorada de la coquilla.

Lista de si'mbolos de referencia:

[0032] 1

placas de lado estrecho

2

superficie trasera

3

superficie del lado de la masa fundida

4

superficies laterales

5

superficies laterales

6

superficie oblicua

7

superficie oblicua

8

superficie frontal del lado de la salida

9

superficie frontal del lado de la entrada

10

dispositivos para la fijacion

11

ranuras de refrigeracion

12

revestimiento

13

desbaste plano

14

piel de la barra

a1

angulo

a2

angulo

U1

saliente

U2

saliente

Claims (6)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   REIVINDICACIONES

   1. Coquilla para la colada continua de acero, estando la coquilla delimitada por cuatro paredes laterales a modo de placas, es decir por dos paredes de lado estrecho opuestas y dos paredes de lado ancho opuestas, y una cavidad de molde que se extiende desde un borde de entrada de coquilla (9) hasta un borde de salida de coquilla (8) para la recepcion de masas fundidas de metal y la formacion de la barra de metal, en la que dos paredes opuestas disponen de, en cada caso, una superficie oblicua o un chaflan en la zona marginal de, en cada caso, una pared lateral (4, 5) con respecto a una superficie del lado de la masa fundida (3), de tal modo que las esquinas de la coquilla estan formadas con superficies oblicuas o se forma una barra de metal con chaflanes en las zonas de esquina, caracterizada por que el angulo (al, a2) que las superficies oblicuas (6, 7) abarcan con la superficie del lado de la masa fundida (3) de la pared (1) respectiva, en la que estan dispuestas, aumenta desde la entrada hacia la salida.
2. 2. Coquilla segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el angulo (a1, a2) aumenta de forma continua o discontinua desde un angulo entre 110° y 160° en el lado de entrada hasta un angulo entre 115° y 165° en el lado de salida, siendo a2 > a1.
3. 3. Coquilla segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el angulo (a1, a2) aumenta de forma continua o discontinua desde un angulo entre 130° y 140° en el lado de entrada hasta un angulo entre 135° y 145° en el lado de salida, siendo a2 > a1.
4. 4. Coquilla segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que las superficies oblicuas (6, 7) estan provistas de un revestimiento metalico o ceramico.
5. 5. Coquilla segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la superficie del lado de la masa fundida (3) esta configurada con un revestimiento metalico o ceramico al menos desde un borde del lado de entrada (9) hasta el centro longitudinal.
6. 6. Coquilla segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el revestimiento metalico o ceramico es un revestimiento de una aleacion de niquel o a base de una aleacion de niquel o a base de cromo o a base de una aleacion de cromo.

   imagen1

   Figura 1

   10

   15

   imagen2

   Figura 2

   Figura 3

   20

   imagen3

   Figura 4

   Estado actual de la tecnica

   imagen4

   imagen5

   imagen6

   Lado ancho contraccion

   Invencion

   imagen7

   imagen8

   imagen9

   imagen10

   Figura 6

   REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCION

   La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aun cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden 5 excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

   Documentos de patente citados en la descripcion

   • US 5191924 A [0008] • WO 2009062968 A2 [0010]

   • KR 20040058588 A[0008][0016] • JP S58159945 A[0011]

   • JP 2007331000 A [0009] [0010] • AT 508823 A1 [0012]

   10