MXPA02009508A

MXPA02009508A - Procedimiento y dispositivo para el arranque automatico de aparato de colada continua.

Info

Publication number: MXPA02009508A
Application number: MXPA02009508A
Authority: MX
Inventors: Michael Vonderbank
Original assignee: Sms Demag Ag
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2003-05-14
Also published as: JP2003528730A; CA2404331A1; WO2001072451A1; AU2001254758A1; EP1272299A1; CN1420808A

Abstract

La invencion se refiere a un procedimiento para la colada automatica en sistemas de colada continua, preferentemente para cuerdas con un grosor de 10 - 150 mm y un ancho de hasta 3,500 mm, regulando el nivel de colada y por medio de un sistema de cierre que consiste de un sistema desplazador o de un sistema de topes. Con el objeto de iniciar automaticamente el sistema de colada continua, se captan o detectan los siguientes datos del proceso: la temperatura del acero al final del tratamiento del mismo en la zona metalurgica secundaria T°LF (11), el tiempo de calentamiento del distribuidor antes de que empiece la colada t°T05 (5.1), la temperatura interna del distribuidor, despues de que el distribuidor ha sido calentado T° T (4); el peso del acero en el distribuidor en el momento en que el distribuidor se abre para que empiece la colada, el tiempo requerido para llenar la coquilla, el tiempo entre el momento en que se abre la coquilla y se retira la cuerda formacion de un contexto funcional para el producto T°LF (11) t°T05 (5.1) W *T(14). Por ejemplo: formacion de la relacion funcional entre el tiempo de llenado 15 y el producto desde ((11)(5.1) (14)); establecimiento del tiempo de llenado deseado 15, para todas las coladas posteriores y determinacion del peso del acero en el distribuidor equivalente al tiempo de llenado deseado, cuando la temperatura del acero TLF (11) se establece de una manera incontrolada, tiempo de calentamiento del distribuidor t°T (5) Y temperaturas del distribuidor T°T (4) inmediatamente antes, de que se abra el crisol, con el objeto de llenar el distribuidor.

Description

PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA EL ARRANQUE AUTOMÁTICO DE APARATOS DE COLADA CONTINUA CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para el arranque automático de aparatos de colada continua, preferentemente para la colada de cuerda con grosores entre 10 y 150 mm y anchos de hasta 3,500 mm utilizando una regulación del nivel de colada y un sistema de cierre o conexión consistente de un sistema de empuje o preferentemente un sistema de detención. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En los últimos años, los aparatos de colada continua con coquilla oscilante se han transformado en aparatos de alta capacidad, los cuales funcionan con velocidades de colada de hasta 10 m/min. Aqui, han de nombrarse especialmente los aparatos para lingotes delgados con un grueso de colada en la coquilla de 40 - 150 mm . y un ancho de 800 - 3,500 mm . Estos aparatos hacen cada dia más necesario una puesta en marcha automática, puesto que la cuerda debe presentar una porción inicial que sea reproducible y reducida que, la cual por regla general se desperdicia. Además, se necesita el enlace directo del aparato de colada continua con un proceso de laminación - sea aqui mencionado a via de ejemplo, un aparato CCP (Compact Strip Production - Producción de tira compacta), para llevar a un máximo la calidad de la cuerda y a un minimo el material que se desperdicia, puesto que la unión del proceso durante el calentamiento no hace posible una "limpieza" de lingote. Además, hace necesario una coquilla de tolva (Patente DE 3400220) que ya durante el llenado de la coquilla desde la abertura del distribuidor hasta la salida del lingote de la coquilla, transcurra de manera reproducible con la subsecuente estrategia de arranque reproducible, hasta la velocidad exigida de por ejemplo, 6 m/min. Al colarse lingotes delgados con y sin tolva en la coquilla (paredes laterales anchas paralelas), el proceso de arranque (abertura del distribuidor hasta la salida del piso de la coquilla de la cuerda de marcha o el lingote) , debe ser de entre 10 - 20 seg. Para hacer frente a este margen de tiempo que se presenta, debido a las condiciones metalúrgicas y que ha sido predeterminado en la coquilla, con una estrategia de arranque que se apoye en la medición de la posición del nivel de colada, utilizando una regulación de nivel de colada (10), durante el llenado de la coquilla (figura 1) , el contenido de calor del acero en el crisol (1), en su viaje desde el horno de crisol (2) al distribuidor de colada de cuerda (3), asi como en el distribuidor (3) debe abarcarse también cinéticamente y no únicamente desde un punto de vista termodinámico. El contenido de calor en el distribuidor (3), depende en lo esencial de la temperatura del distribuidor TT y del tiempo de permanencia tT (5) . Si la temperatura de recalentamiento TT (4.1) es de por ejemplo, 1200°C, en vez de 300° C (4.2), entonces es mayor la presolidi ficación (9) en la pared interna del distribuidor (6.1) que consiste de ladrillos refractarios y que es transmitido por la camisa de acero (6.2) durante el proceso de colada. Este efecto de presolidificación, se encuentra igualmente en los topes 7 y en el asiento de detención 8.1, el cual forma la entrada de la canaleta de inmersión (8) y provoca un trastorno en el flujo uniforme del acero, correspondiente a la linea característica de la válvula, que se determina por medio de la posición del tope y del asiento de tope. Una mejor apreciación en el trastorno de la colada en el asiento del tope (8.1) lo vuelve a dar la figura 2. Aqui, se representa la propia solidificación previa (9), en el asiento de tope y en los topes (7) . Al abrirse el tope, la presolidificación 9 bloquea a la corriente de acero de marcha uniforme, correspondientemente a la linea característica de la corriente en masa del asiento de válvula, consistente de los topes (7) y del asiento de tope (8.1) de la canaleta de inmersión (8) . Además también hace claro la figura 2 que tanto el material de la canaleta de inmersión (8) asi como del tope (7) presentan una conductividad de calor elevada de aproximadamente 10 /K.m que los materiales refractarios normales (6.1) del distribuidor con una conduct ividad de aproximadamente 3 W/mK donde la presolidificación se forma fuertemente junto al asiento de tope con respecto a aquella del distribuidor. Otro influjo que refuerza la solidificación previa (9) y con esto, el trastorno del proceso de arranque, se presenta con un tiempo de recalentamiento tT (5) que se vuelve mas corto, puesto que con ?n tiempo de recalentamiento mas corto en el momento de la colada se hace mas grande el gradiente de temperatura en la pared del distribuidor entre la cara caliente (6.1.2) y la cara fria (6.1.3) del blindado de acero (6.2) . Además a estos influjos sobre la presolidificación en el tope (7) y en el asiento de tope (8.1), naturalmente también influye la temperatura del acero en el crisol, determinada por ejemplo por la temperatura de salida TLF (11) del acero al final del tratamiento metalúrgico en el crisol, por ejemplo, en el horno del crisol (2) . Además, tienen significado la forma del distribuidor y el volumen del distribuidor, asi como también la proporción entre la superficie del distribuidor al volumen del distribuidor y también la capacidad de colada del crisol, con respecto a la intensidad de la solidificación previa en el asiento de colada. Estas magnitudes influyentes, sin embargo se consideran como datos constantes del aparato y que no tienen influencia directa sobre la óptima realización en linea del proceso.

El trastorno de la puesta en marcha de la colada, por la solidificación previa no controlada que en lo esencial depende de la temperatura del acero a la salida al final del tratamiento metalúrgico en el crisol; el tiempo de recalentamiento del distribuidor y la temperatura de recalentamiento del distribuidor conduce frecuentemente a trastornos y con esto, a la interrupción del proceso de colada, frecuentemente acompañado por un sobreflujo de la coquilla con una consiguiente interrupción en la corteza de la cuerda. SUMARIO DE LA INVENCIÓN La invención se propone la tarea de crear un procedimiento y un dispositivo que independientemente de la intensidad de la solidificación previa, permita un tiempo de colada deseado en el margen de por ejemplo 10 - 20 seg. utilizando una regulación del nivel de colada (10), una estrategia de colada (10.1) del aparato de cuerda (10.2) y el ajuste de la válvula de tope o de desplazamiento (10.3) .

Una solución inesperada del problema, y no automáticamente apreciada por el técnico, se describe en las reivindi cacicnes de la paten e y se describirá a via de ejemplo mas exactamente con ayuda de las figuras 1 a 4. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 representa l s magnitudes del influjo scbre el contenido de calor del acero, por ejemplo, entre el horno de crisol y el inicio de 1., colada en un margen de tiempo predeterminado de por ejemplo, 10 - 20 seg. '_,a figura 2 muest a la solidificación previa, por ejemplo, i unto al asiento de tope de una can leta de inmersión ía) sin y (b) cor con ormaciones de la solidificación previa. La figura 3 representa la de en enc i a funcional, por ejemplo en forma de un producto matemático, entre el tiempo de llenado de la coquil y las magnitudes técnicas que influyen sobre el procedimiento,. par dif e tes temperaturas internas de l . pared del d; stribuidcr . En la figura 4 , se representa a vi e ejemplo, para un tiempo de llenado planeado v para una temperatura de acero prede t e prJ na a a en el cpso^ un tiempo recalentara en o del distribuidor, el peso al que tiende el distribuidor en el cual, está abierto el tope, para diferentes temperaturas de la cubierta del distribuidor.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN. La figura 1 representa las magnitudes entre el horno de crisol (2) y el asiento de tope (8.1) que influyen sobre la solidificación y con esto en el proceso de colada en la coquilla de colada continua o de cuerda (13) . Un influjo que fortalece la solidificación previa (9), en el tope (7), y en el asiento de tope (8.1), de la canaleta de inmersión (8), lo ejerce una temperatura de acero más baja TLF en el horno de crisol (2), una temperatura mas baja en el interior del distribuidor (4.1) junto a la cubierta refractaria (6.1.2) o exteriormente en el blindaje del distribuidor (6.2), como temperatura de corteza (cara fria) (6.2.1.) al final del tiempo de recalentamiento del distribuidor tT (5), en el estado caliente del distribuidor (5.2) y tiempos de calentamiento del distribuidor bajos tT (5), en el estado de calentamiento del distribuidor (8.2) bajo utilización de un quemador (8.2.1) o de un horno (8.2.2) . El peso de acero en el distribuidor WT 14, por el contrario, es un parámetro de procedimiento que interrumpe la presolidificación en la abertura del distribuidor y da un juego libre a la posición de la válvula entre el tope (7) y el asiento de tope (8.1.) Entre mayor sea la formación de la presolidificación (9), mas alta debe ser la presión (14.1) o el peso de acero en el distribuidor (14) en la abertura del tope, manteniendo la abertura de la válvula y un tiempo de llenado igual. En la figura 2, se muestra esquemáticamente una imagen parcial a) de la presolidificación (9), que representa una masa sin control alrededor de tope. En la imagen parcial b) se representa la situación después del primer modelado de la solidificación previa (9.1), por medio de cuando menos una sola abertura rápida y cerrado del tope antes del inicio de la estrategia de arranque. Por medio de esta medida, la presolidificación sin control, consistente de cristales y fundido (espuma de acero rellena con fundido) recibe la forma de un asiento de válvula temporal, lo que conduce a un flujo de acero uniforme en la colada y a un proceso de colada más seguro. La figura 3, representa la dependencia funcional entre el tiempo de llenado (15) y por ejemplo el producto desde • la temperatura de expulsión del acero en el horno de crisol T'LF (11) , • de la raiz cuadrada del tiempo de calentamiento del distribuidor t»T (5.1 y • del distribuidor W»T (14) en el momento de la abertura de distribuidor para diferentes temperaturas de la corteza del distribuidor T»T (4.1) y (4.2) . Esta función, en lo esencial se aplica para las siguientes condiciones de frontera, tales como un tiempo constante entre la salida del acero en el horno de crisol (2) y la abertura del crisol, un tiempo constante entre el final de recalentamiento en el estado de recalentamiento (5.2) y la abertura del distribuidor. una carga de colada constante del crisol, en el llenado del distribuidor la formación de una barrera constante y definida en el distribuidor, asi como una forma y una capacidad predeterminada del distribuidor. La figura 4, representa una tabla que finalmente aclara el alcance de la invención. Los ejemplos muestran claramente que con una temperatura de acero predeterminada T«LF (11) y un tiempo de recalentamiento del distribuidor t»T (5), directamente antes de la abertura del crisol, durante un tiempo de llenado deseada t*M (15) de por ejemplo 14 ó 10 segundos, se puede determinar el grado de llenado correspondiente expresado como peso de acero en el distribuidor (14), o presión ferrostática (14.1), en linea, por medio de una función matemática, para asegurar el tiempo de llenado deseado. La tabla expone con claridad, que a una temperatura de corteza o piel del distribuidor de 1200°C (41) se ajusta un tiempo de colada t#M o un tiempo de llenado (15) de * 14 seg. en l8.2 t y * 10 seg. en 19.6 t o con una temperatura de 1,300°C, (4.2) un tiempo de llenado (15) de * 14 seg. en 13.8 t y * 10 seg. en l5.5 t Esta dependencia representada hace ahora posible que independientemente de la temperatura del acero (11), asi como del tiempo de calentamiento del distribuidor (5), se presenten variaciones en el funcionamiento para controlar el correspondiente proceso de colada por medio de la determinación del peso de acero en el distribuidor correspondiente y asi automatizarlo por completo. Junto a estas magnitudes influyentes mencionadas, también pueden utilizarse otras magnitudes relevantes energéticamente (21), por ejemplo, la humedad o la volatilidad (agua libre, agua de cristales y/o la volatilidad orgánica), restantes en el alimentador de (6.1.1.) después del recalentamiento, que se utiliza por ejemplo en forma de masa de inyección sobre el alimentador continuo (6.1), influyendo de esta manera, también cuantitativamente sobre la presolidificación 9.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito al invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES . 1. Un procedimiento para la colada automática en aparatos de colada continua o de cuerda, preferentemente para la colada de cuerdas con groseres entre 10 y 150 mm y anchos de hasta 3,500 mm . utilizando una regulación del nivel de colada y un sistema de cierre, consistente de un sistema de desplazamiento o preferentemente un sistema de topes, caracterizado porque, el inicio automático se basa en la capitación de los siguientes datos del proceso; • Temperatura del acero al final del tratamiento del acero en la zona metalúrgica secundaria T»LF, • tiempo de calentamiento del distribuidor antes del inicio de la colada t*T0'5, • temperatura de pared interna del distribuidor, después de recalentamiento del distribuido, después del precalentamiento del distribuidor W»T, T«T • peso del acero en el distribuidor, en el momento de la abertura del distribuidor para el inicio de la colada. • tiempo de llenado de la coquilla • tiempo entre la abertura de la coquilla y retiro de la cuerda • formación de una dependencia funcional, por ejemplo del producto desde T*LF, formación de la función entre el tiempo de llenado y el producto desde T»LF, t»T05, WT * determinación del tiempo de llenado deseado, en todas las coladas siguientes y determinación del peso de acero en el distribuidor equivalente al tiempo de llenado deseado, en la temperatura de acero ajustada de manera incontrolada tfLF, tiempo de recalentamiento del distribuidor t»T y temperatura del distribuidor T»T, inmediatamente antes de la abertura del crisol para llenar el distribuidor.
2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se realiza con una coquilla oscilante
3. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 ? 2, caracterizado porque la presolidificación se forma en la zona del asiento de tope al abrir y cerrar rápidamente cuando menos una vez.
4. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en un aparato de lingotes delgados se cuela continuamente con una velocidad de colada de un máximo de 12 m/min.
5. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque para la determinación de la función se toman en consideración los tiempos de transporte del crisol desde la salida de los hornos de crisol hasta la abertura del crisol, asi como el distribuidor y la abertura de calentamiento del di s t ribuidor .
6. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en la determinación de la función, se obtiene y se considera la temperatura de la corteza exterior del distribuidor.
7. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque para el cálculo de la función, por medio de la solución matemática se captan el tiempo de llenado junto a las magnitudes del procedimiento como la temperatura de acero del crisol, el tiempo de calentamiento del distribuidor, la temperatura interna del distribuidor y el peso de acero en el distribuidor TW y también otras magnitudes energéticas relevantes, como por ejemplo el contenido de agua y de volátiles restantes después del recalentamiento en la pared refractaria y en la masa inyectada, y que son introducidos por medio de la masa inyectada del distribuidor a una computadora en linea.
8. Un dispositivo para la generación de lingotes con un grosor entre 10 y 150 mm y un ancho de hasta 3.5 mm utilizando una regulación de nivel de colada unida a un impulsor de la cuerda y a la válvula de flujo, preferentemente un tope, especialmente para la realización del procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, un dispositivo de medición de temperatura está dispuesto al final del tratamiento del acero, asi como un sistema de medición para la capitación del tiempo del proceso de calentamiento del distribuidor, un sistema de medición para la determinación del peso del acero del distribuidor durante el proceso de llenado del distribuidor, un sistema de medición para la captación del tiempo, desde el inicio del proceso de llenado de la coquilla hasta el retiro de la cuerda de la coquilla y un sistema de calculo para la determinación en linea del peso del distribuidor para asegurar el tiempo de colada observando cuando menos la temperatura del distribuidor y el tiempo de calentamiento del distribuidor, hasta cuando mucho inmediatamente antes de la abertura del distribuidor, y estando enlazados entre si los sistemas anteriormente mencionados para formar señales técnicas.
9. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque las paredes del lado ancho de la coquilla presentan una forma cóncava.
10. El dispositivo de acuerdo con cualquiera la reivindicación 8 o 9, caracterizado porque el aparato de colada continua está equipado con impulsores de cuerda que permiten una velocidad de retiro de la colada de un máximo de 12 m/min.
11. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por un dispositivo de medición para determinar la temperatura de corteza externa. RESUMEN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un procedimiento para la colada automática en sistemas de colada continua, preferentemente para cuerdas con un grosor de 10 - 150 mm y un ancho de hasta 3,500 mm, regulando el nivel de colada y por medio de un sistema de cierre que consiste de un sistema desplazador o de un sistema de topes. Con el objeto de iniciar automáticamente el sistema de colada continua, se captan o detectan los siguientes datos del proceso: la temperatura del acero al final del tratamiento del mismo en la zona metalúrgica secundaria T»LF (11), el tiempo de calentamiento del distribuidor antes de que empiece la colada f T 05 (5.1 la temperatura interna del distribuidor, después de que el distribuidor ha sido calentado T*T (4); el peso del acero en el distribuidor en el momento en que el distribuidor se abre para que empiece la colada, el tiempo requerido para llenar la coquilla, el tiempo entre el momento en que se abre la coquilla y se retira la cuerda formación de un contexto funcional para el producto T»LF (11) fT05 (5.1) WT (14) . Por ejemplo: formación de la relación funcional entre el tiempo de llenado 15 y el producto desde ((11) (5.1) (14)); establecimiento del tiempo de llenado deseado 15, para todas las coladas posteriores y determinación del peso del acero en el distribuidor equivalente al tiempo de llenado deseado, cuando la temperatura del acero TLF (11) se establece de una manera incontrolada, tiempo de calentamiento del distribuidor f T (5) y temperaturas del distribuidor T*T (4) inmediatamente antes, de que se abra el crisol, con el objeto de llenar el distribuidor.