MXPA96001422A - Fundicion de bandas - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método para fundir continuamente banda de acero que comprende sostener un depósito de colada de acero fundido en una o más superficies de fundición enfriadas y mover la superficie o superficies de fundición enfriadas para producir una banda solidificada que se mueve alejándose del depósito de colada, en donde la o cada superficie de fundición se textura mediante la provisión de formaciones de ranura y reborde paralelas de profundidad e inclinación esencialmente constantes, la profundidad de la textura desde la cresta del resalto a la raíz de la ranura quedan dentro de la escala de 5 micrones a menos de 50 micrones y la inclinación queda dentro de la escala de 100 a 250 micrones. El aparato para fundir continuamente banda de acero que comprende un par de cilindros de fundición que forman un punto de sujeción entre los mismos, una boquilla de suministro de metal para suministrar el acero fundido hacia el punto de sujeción entre los cilindros de fundición a fin de formar un depósito de colada de metal fundido sostenido en las superficies del cilindro de fundición inmediatamente por encima del punto de sujeción y medios impulsores de cilindro para impulsar los cilindros de fundición en direcciones en contradirección a fin de producir una banda de acero solidificada suministrada hacia abajo desde el punto de sujeción, en donde las superficies de fundición de los cilindros se texturan mediante la provisión de formaciones de ranura y reborde que se extienden cirunferencialmente, de profundidad e inclinación constantes, la profundidad de la textura de la cresta de reborde a la raíz de la ranura queda dentro de la escala de 5 micrones a menos de 50 micrones y quedando la inclinación dentro de la escala de 100 a 250 micrones.

Description

"FUNDICIÓN DE BANDAS" ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con la fundición de bandas de acero. Se conoce la manera de fundir una banda metálica mediante fundición continua en un fundidor de cilindros gemelos. En esta técnica, el metal fundido se introduce entre un par de cilindros de fundición horizontales contrarrotarios que se enfrian de manera que los cascos de metal se solidifiquen sobre las superficies del cilindro movible y se junten en el punto se sujeción entre los mismos para producir un producto de banda solidificado suministrado hacia abajo desde el punto de sujeción entr>e los cilindros. El término "punto de sujeción" se usa en la presente para hacer referencia a la región general en la cual los cilindros están más cerca entre si. El metal fundido puede colarse desde un cucharón hacia un recipiente más pequeño desde donde fluye a través de la boquilla de suministro de metal colocada por encima del punto de sujeción, a fin de dirigir el mismo hacia el punto de sujeción entre los cilindros, formando de esta manera un depósito de colada de metal fundido sostenido en las superficies de fundición de los cilindros inmediatamente por encima del punto de sujeción y que se extiende a lo largo de la longitud del punto de sujeción. Este depósito de colada usualmente se restringe entre las placas laterales o presas retenidas en acoplamiento deslizante con las superficies de extremo de los cilindros a fin de represar los dos extremos del depósito de colada contra flujo de salida, aún cuando se ha también propuesto un medio alternativo tal como barreras electromagnéticas. Aún cuando la fundición de cilindros gemelos se ha aplicado con cierto éxito a metales no ferrosos que se solidifican rápidamente al enfriarse, han habido problemas al aplicar la técnica a la fundición de metales ferrosos. Un problema especifico ha sido el logro del enfriamiento de metal lo suficientemente rápido y uniforme por encima de las superficies de fundición de los cilindros. En particular, ha demostrado ser dificil obtener regímenes de enfriamiento lo suficientemente elevados para solidificación hacia los cilindros de fundición con superficies de fundición lisas y, por lo tanto, se ha propuesto usar cilindros que tienen superficies de fundición que se contexturan deliberadamente mediante la formación de proyecciones regularmente separadas para mejorar la transmisión de calor a fin de aumentar el flujo de calor logrado en las superficies de fundición durante la solidificación.

Cuando se funden metales ferrosos en una banda delgada, el flujo térmico durante la solidificación no es el único criterio importante y puede ser muy importante obtener una microestructura fina, particularmente si la banda resultante va a trabajarse o usarse en una condición "tal y como se funde" sin tratamiento térmico subsecuente. De manera más especifica, es deseable evitar una estructura de grano grueso en la banda tal y como se fundió idealmente lograr una estructura austenitica fina. Hemos hecho un estudio detallado de la solidificación de metales ferrosos en superficies texturadas que ha permitido desarrollar una clase de superficie de fundición texturada muy especifica que permite la optimización tanto del flujo térmico como de la estructura durante la solidificación del metal en un fundidor de cilindros gemelos. La textura deseada es una serie de formaciones de ranura y reborde que se extiende circunferencialmente de las superficies de fundición de los cilindros . Se conoce la manera de proporcionar los cilindros de fundición de un fundidor de cilindros gemelos con ranuras circunferenciales para el fin de evitar defectos superficiales en la banda resultante. Los ejemplos de estas proposiciones se ven la publicación de la Patente Japonesa Número 91-128149 de Ishikawaj ima-Harima Heavy Industries Company Limited, la Patente de los Estados Unidos Número 4,865,117 concedida a Bartlett y otros y la Patente de los Estados Unidos Número 5,010,947 concedida a Yukumoto y otros. Sin embargo, todas estas publicaciones proponen ranuras de tamaño mucho más grande colocadas a una separación de inclinación mucho mayor de lo que se propone mediante las formaciones de ranura y reborde de textura muy fina, desarrolladas por medio de la presente invención. La Publicación Japonesa Número 91-128149 propone ranuras que tienen una profundidad dentro del orden de 0.2 milimetro y una inclinación de 0.6 milimetro con el objeto de ocasionar que el metal fundido abarque las ranuras sin tocar sus partes inferiores a fin de dejar espacios despejados entre el metal fundido y la mayoría de la superficies de ranura. Se dice que esto reduce la conducción de calor durante la solidificación inicial y evita el agrietado longitudinal ocasionado por gradientes térmicos excesivos. La Patente Norteamericana Número 4,865,117 propone también la provisión de ranuras de tal manera que el metal liquido no llena completamente las ranuras durante la solidificación. Las ranuras se colocan a una frecuencia de 8 a 35 ranuras por centímetro que se mide axialmente a lo largo de la superficie del cilindro que es igual a una inclinación en exceso de un milimetro. Esta especificación propone ranuras que tienen una profundidad hasta de 2 milímetros y un ancho de ranura en exceso de 0.15 milimetro. Estas medidas producen un dibujo de ranura que es mucho más grueso que aquel propuesto mediante la textura fina que se proporciona por medio de la presente invención, La Especificación de los Estados Unidos Número 5,010,947 da a conocer cilindros de ranura en donde las ranuras de un cilindro están fuera de fase con las ranuras del otro. En la práctica esto requiere que las ranuras estén separadas a distancia relativamente lejos en comparación con su ancho y aún cuando la especificación especifica escalas posibles extremadamente amplias para el ancho, profundidad e inclinación de la ranura, esta especificación propone ranuras de un tamaño mayor y colocadas a una separación de inclinación mayor que las formaciones de ranura y reborde de textura fina de profundidad e inclinación bastante especifica como se propone por medio de la presente invención. El uso de superficies de fundición texturadas en un fundidor de cilindros gemelos para lograr altos valores de flujo térmico durante la solidificación puede conducir a un defecto en la banda fundida conocido como "piel de cocodrilo" que se debe al enfriamiento excesivo localizado en puntos específicos en las superficies de fundición texturadas y la deformación localizada consecuente en puntos separados por encima de la superficie de la banda. Nuestro estudio detallado de solidificación de metales ferrosos en superficies texturadas también ha demostrado que esta clase de defecto puede remediarse mediante la visión controlada de azufre a la fusión. Como se explicará posteriormente en esta especificación, aumentando los retardos de contenido de azufre, la iniciación de la fusión de óxido de cilindro es responsable del enfriamiento excesivo localizado. Aún cuando la textura de la superficie de fundición llevada al óptimo desarrolla mediante la presente invención tiene aplicación específica a la fundición de cilindros gemelos, puede también aplicarse en técnicas de fundición semejantes en donde un depósito de colada del acero fundido se forma en contacto con una superficie de fundición movible de tal manera que el acero se solidifica del depósito hacia la superficie de fundición movible. Esto puede ocurrir, por ejemplo, en un fundidor de arrastre de un solo cilindro o un fundidor de correa movible.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN De conformidad con la invención, se proporciona un método para fundir continuamente banda de acero que comprende sostener un depósito de colada de acero fundido en una o más superficies de fundidión enfriadas, y mover la superficie o superficies de fundición enfriadas para producir una banda solidificada que se mueve alejándose del depósito de colada, en donde la superficie o cada superficie de fundición se contextura mediante formaciones de ranura y reborde paralelas de profundidad e inclinación esencialmente constante, siendo la profundidad de la textura desde la cresta del reborde a la raíz de la ranura dentro de la escala de 5 micrones a 50 micrones, y siendo la inclinación dentro de la escala de 100 a 250 micrones . El depósito de colada puede sostenerse sobre superficies de fundición periféricas de un par de cilindros de fundición enfriados que forman un punto de sujeción entre los mismos y que se hacen girar en direcciones mutuamente opuestas para producir las bandas solidificadas de manera que se mueva hacia abajo desde el punto de sujeción. Las formaciones de ranura y reborde en cada superficie de fundición pueden definirse mediante una serie de ranuras anulares paralelas que se extienden circunferencialmente alrededor de la superficie de fundición y que están separadas regularmente en sentido longitudinal de la superficie de fundición en la inclinación.

Alternativamente, las formaciones de ranura y reborde en cada superficie de fundición pueden definirse mediante una o más ranuras que se extiende helicoidalmente de la superficie de fundición. De preferencia, las formaciones de ranura son de sección transversal esencialmente en forma de "V" y las formaciones de reborde tienen orillas circunferenciales pronunciadas . Para resultados óptimos, se prefiere que la profundidad de la textura quede dentro de la escala de 15 a 25 micrones y la inclinación sea entre 150 y 200 micrones. Se han logrado resultados óptimos con cilindros en donde la profundidad de la textura es de 20 micrones y la inclinación entre las ranuras adyacentes es de 180 micrones. Con el objeto de controlar los defectos de tipo de piel de cocodrilo, el metal fundido puede ser metal fundido que tiene un contenido de azufre de por lo menos 0.02 por ciento. De manera específica, el acero puede ser un acero calmado con silicio/manganeso que tiene un contenido de manganeso no menor de 0.20 por ciento y un contenido de silicio no menor de 0.10 por ciento en peso, y un contenido de azufre no menor de 0.03 por ciento en peso. El contenido de azufre puede quedar dentro de la escala de 0.03 por ciento a 0.07 por ciento en peso.

La invención se amplía también a un aparato para fundir continuamente banda metálica que comprende un par de cilindros función que forman un punto de sujeción entre los mismos. Una boquilla de suministro de metal para el suministro de metal fundido hacia el punto de sujeción entre los cilindros de fundición para formar un depósito de colada de metal fundido sostenido sobre las superficies del cilindro de fundición inmediatamente por encima del punto de sujeción, y un medio impulsor de cilindro para impulsar los cilindros de fundición en direcciones contrarrotatorias para producir una banda de metal solidificada suministrada hacia abajo desde el punto de sujeción, en donde las superficies de fundición de los cilindros se contexturan mediante la provisión de formaciones de ranura y reborde que se extienden cirfunferencialmente de profundidad e inclinación constantes, la profundidad de la textura desde la cresta del reborde hasta la raíz de la ranura quedando dentro de la escala de 5 micrones a 50 micrones, siendo la inclinación dentro de la escala de 100 a 250 micrones.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS A fin de que la invención pueda explicarse más completamente se describirá su aplicación a la fundición de banda de acero delgada en un fundidor de cilindros gemelos haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales : La Figura 1 ilustra un aparato experimental para determinar los regímenes de solidificación de metal bajo condiciones que simulan aquellas de un fundidor de cilindros gemelos; La Figura 2 ilustra una paleta de inmersión incorporada en el aparato experimental de la Figura 1; La Figura 3 ilustra un cilindro de fundición con una forma preferida de superficie texturada; La Figura 4 es un diagrama esquemático amplificado de la clase de textura preferida; La Figura 5 traza los valores de flujo térmico obtenidos durante la solidificación de las muestras de acero en sustratos de un acabado de superficie diferente; La Figura 6 indica válvulas de flujo térmico máximo obtenidas a frecuencias de nucleación diferentes, medidas ambas a lo largo de una línea de sitios de nucleación en las muestras de acero solidificado; La Figura 7 indica válvulas típicas de frecuencia de nucleación a lo largo de cada reborde para inclinaciones de reborde diferentes; La Figura 8 traza los valores pronosticados y reales del flujo térmico contra la inclinación del reborde para muestras de acero típicas; Las Figuras 9 y 10 son fotomicrografías que muestran las estructuras de grano obtenidas fundiendo el acero hacia un sustrato rebordeado; La Figura 11 indica los tamaños pronosticados de grano de austenita en direcciones transversales hacia y a lo largo de los rebordes de un sustrato de reborde junto con las válvulas reales medidas durante la solidificación del acero inoxidable austenítico; La Figura 12 indica las variaciones pronosticadas de tamaño de grano para inclinaciones de reborde diferentes junto con las válvulas reales medidas en muestras de acero inoxidable austenítico; La Figura 13 traza los valores de flujo térmico calculados a través de los valles de textura para una escala de profundidades de textura; La Figura 14 indica los valores de flujo térmico obtenidos durante la solidificación de las muestras de acero en los rebordes texturados de profundidad de 10 micrones y 50 micrones y compara estos con la solidificación sobre un sustrato liso; La Figura 15 exhibe los resultados de las pruebas de solidificación en fusiones de acero de contenido de azufre variable en un sustrato texturado; La Figura 16 es una vista de planta de un fundidor de banda continuo; La Figura 17 es una elevación lateral del fundidor de banda que se muestra en la Figura 16; La Figura 18 es una sección transversal vertical por la línea 18—18 en la Figura 16; La Figura 19 es una sección transversal vertical por la línea 19—19 en la Figura 16; y La Figura 20 es una sección transversal vertical por la línea 20—20 en la Figura 16.

DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERIDA Las Figuras 1 y 2 ilustran un equipo de prueba de solidificación de metal en donde un bloque enfriado de 40 milímetros por 40 milímetros se hace avanzar hacia un baño de acero fundido a una velocidad de tal manera como para simular estrechamente las condiciones de las superficies de fundición de un fundidor de cilindros gemelos. El acero se solidifica hacia el bloque enfriado a medida que se mueve a través del baño fundido para producir una capa de acero solidificado sobre la superficie del bloque. El espesor de esta capa puede medirse en puntos a través de su área para representar las variaciones en el régimen de solidificación y por lo tanto, el régimen efectivo de transmisión de calor en las distintas ubicaciones. Es posible de esta manera producir un régimen de solidificación total así como medidas totales de flujo térmico. También es posible examinar la microestructura de la superficie de la banda para correlacionar los cambios en la microestructura de solidificación con los cambios en los regímenes de solidificación observados y los valores de transmisión térmica. El equipo experimental ilustrado en las Figuras 1 y 2 comprende un horno 1 de inducción que contiene una fusión de metal 2 fundido, en una atmósfera inerte de gas de argón. Una paleta de inmersión que se representa generalmente en 3 se monta en una corredera 4 que puede hacerse avanzar hacia la fusión 2 a una velocidad seleccionada y hacerse retraer subsecuentemente mediante el funcionamiento de los motores 5 controlados por computadora. La paleta 3 de inmersión comprende un cuerpo 6 de acero que contiene un sustrato 7 en la forma de un disco de cobre cromado de diámetro de 46 milímetros y espesor de 18 milímetros. Se instrumenta con pares termoeléctricos para supervisar la elevación de temperatura en el sustrato que proporciona una medida del flujo térmico. Se han llevado a cabo pruebas extensas en el equipo experimental ilustrado en las Figuras 1 y 2 para investigar la solidificación de metales ferrosos hacia sustratos de distintas texturas así como sobre sustratos lisos. Esta prueba, junto con el análisis teórico, ha demostrado que el flujo térmico mejorado durante la solidificación se puede lograr usando superficies de fundición texturadas y que cuando se funden metales ferrosos hay una textura óptima que produce valores de flujo térmico elevados totales durante la solidificación combinada con una microestructura fina en el producto fundido. Estos resultados se han confirmado mediante funcionamiento del fundidor de cilindros gemelos que se proporciona con cilindros de fundición que tienen superficies de fundición lisas y texturadas, incluyendo la clase de textura preferida que proporciona resultados óptimos . La forma de textura preferida se ilustra diagramáticamente en las Figuras 3 y 4, en donde la Figura 3 ilustra un cilindro 8 de fundición provisto con flechas 9 de soporte y una superficie 10 de fundición circunferencial provista con formaciones 11 de ranura y reborde circunferenciales.

Las formaciones de ranura y reborde se muestran a escala amplificada en la Figura 4. Definen una serie de ranuras 12 circunferenciales de sección transversal en forma de "V" y entre las ranauras una serie de rebordes 13 paralelos que tienen orillas o bordes 14 circunferenciales pronunciados. Las formaciones de ranura y reborde definen una textura que tiene una profundidad desde la cresta del reborde a la raíz de la ranura indicada como d en la Figura 4. La inclinación entre los rebordes regularmente separados se indica mediante p en la Figura 4. Las dimensiones óptimas para la profundidad d de textura y la inclinación p se han determinado de la manera que se describirá. La Figura 5 presenta los resultados de las pruebas típicas durante la solidificación de los aceros calmados de manganeso/silicio sobre los sustratos lisos y texturados. De manera más específica, esta figura indica los valores de flujo térmico obtenidos a través del intervalo de tiempo durante la solidificación sobre un sustrato liso, un sustrato rebordeado de la formación ilustrada en la Figura 3, y un sustrato provisto con una textura en la forma de proyecciones piramidales discretas. Se verá que la textura rebordeada produce valores de flujo térmico grandemente mejorados en comparación tanto con el sustrato liso como con el sustrato con las proyecciones discretas. Este resultado se ha obtenido consistentemente en pruebas extensas con distintos sustratos y los valores de flujo térmico más elevado se obtienen con un sustrato texturado mediante rebordes continuos paralelos esenciales. El examen cuidadoso de las microestructuras resultantes demuestra que con una textura formada mediante rebordes paralelos continuos, las orillas o bordes pronunciados de los rebordes proporcionan líneas de sitios de nucleación estrechamente separados durante la solidificación del metal . La separación o frecuencia de los sitios de nucleación a lo largo de los rebordes determina el flujo térmico máximo obtenido durante la solidificación. La Figura 6 demuestra este efecto trazando valores de flujo térmico máximos obtenidos contra una frecuencia de nucleación observada medida a lo largo de las líneas en el producto solidificado que corresponden a los rebordes de la textura. Se verá que el flujo térmico máximo obtenido a lo largo de un solo reborde es directamente proprocional a la frecuencia de nucleación a lo largo de ese reborde. Las pruebas adicionales han demostrado que la frecuencia de nucleación a lo largo de cada reborde depende de la inclinación entre los rebordes y que a medida que aumenta la inclinación habrá un aumento correspondiente en la separación de nucleación a lo largo de cada reborde. La Figura 7 traza los resultados típicos de la frecuencia de nucleación a lo largo de cada reborde que se traza contra la inclinación del reborde para sustratos rebordeados variables . El flujo térmico efectivo real obtenido a través de un área superficial del sustrato se determinará mediante un número de sitios de nucleación por área unitaria. Combinando los resultados de las Figuras 6 y 7, es posible predecir los valores de flujo térmico para inclinaciones de reborde distintas. La Figura 8 traza la predicción resultante del flujo térmico trazada contra una inclinación del reborde y compara esa con los valores medidos reales del flujo térmico para inclinaciones de reborde específicas dentro de la escala de 50 a 300 micrones. Se verá que los valores observados se ajustan estrechamente a la predicción y que los valores de flujo térmico óptimos se obtienen si la inclinación del reborde es entre aproximadamente 100 micrones y 250 micrones. A fin de obtener resultados óptimos es necesario tomar en cuenta la microestructura del producto fundido resultante. Nuestro estudio de la solidificación de una amplia escala de aceros en sustratos rebordeados ha demostrado que las formaciones de reborde ocasionan que la solidificación continué de una manera singular la cual permite que se obtenga una microestructura mucho más fina que con superficies lisas o superficies texturadas de otras clases y explica también el porqué pueden obtenerse valores de flujo térmico más elevados con la textura rebordeada. Sobre sustrato que son lisos o que se texturan mediante proyecciones discretas, la solidificación continuará mediante el crecimiento de un solo grano de austenita en cada sitio de nucleación y el tamaño de grano de austenita final se determinará mediante la separación de los sitios de nucleación. Sin embargo, con una textura rebordeada, los distintos granos crecen desde cada sitio de nucleación. De manera más específica, varios granos irradian hacia afuera desde cada sitio de nucleación en un plano transversal a la orilla del reborde para formar una formación configurada como un abanico de granos que irradian hacia afuera. Además, los gramos alargados crecen desde los sitios de nucleación en direcciones longitudinalmente de los rebordes. Esta clase de crecimiento de grano se demuestra en las Figuras 9 y 10 que son fotomicrografías de aceros fundidos hacia sustratos rebordeados y en donde se han indicado los planos de exfoliación. La Figura 9 muestra una sección que se toma transversal a la dirección de los rebordes en el sustrato y muestra el patrón de crecimiento de grano como un abanico, mientras que la sección de la Figura 10 se toma longitudinalmente de los rebordes y muestra el crecimiento de grano alargado generalmente en paralelo en esa dirección. Para obtener una microestructura fina, es necesario llevar al máximo el número de granos por unidad de área. El empaquetado de los granos dentro de un área unitaria dependerá de la inclinación del reborde y puede predecirse dada la relación conocida entre la frecuencia de nucleación y la inclinación del reborde. La Figura 11 indica tamaños de grano de austenita pronosticados en las direcciones transversales hacia y a lo largo de los rebordes del sustrato junto con los valores reales medidos durante la solidificación del acero inoxidable austenítico. Se verá que hay una correlación muy estrecha entre la predicción y los valores medidos, la cual confirma el mecanismo de solidificación. Con estos resultados, es posible tomar en cuenta la empaquetadura de los granos de austenita a través del área del sustrato para predecir la relación entre el número de granos y la inclinación del reborde. La Figura 12 traza la predicción resultante junto con los valores reales medidos en acero inoxidable austenítico solidificado hacia los sustratos rebordeados de inclinaciones diferentes. Se verá que la correlación entre la predicción y los resultados observados es muy estrecha y que a fin de obtener un tamaño de grano fino, la inclinación del reborde debe ser entre aproximadamente 100 micrones y 350 micrones y de preferencia entre 150 y 250 micrones. Al comparar estos resultados con la escala de 100 micrones a 250 micrones que se determina para proporcionar buenos valores de flujo térmico, se apreciará que a fin de obtener tanto buen flujo térmico como microestructura fina, es más deseable que la inclinación del reborde quede dentro de la escala de 150 a 250 micrones. La selección de una profundidad de textura apropiada se determina principalmente mediante dos consideraciones. Primero, es necesario tomar en cuenta la exactitud con la cual puede labrarse a máquina el perfil de la textura y el efecto de inexactitudes del contacto entre el metal fundido y la superficie texturada que influencian la creación de sitios de nucleación de solidificación. Segundo, aumentando la profundidad de la textura se aumentará la resistencia al flujo térmico a través del sustrato texturado que tendrá un efecto directo en el flujo térmico. Las inexactitudes en el labrado a máquina de los rebordes puede dar por resultado que la interfaz del metal fundido abarque rebordes relativamente elevados sin tocar en realidad los rebordes más bajos entre los mismos, con una pérdida consecuente de sitio de nucleación. La interfaz del metal fundido se combará entre los rebordes de soporte y puede calcularse que para inclinaciones de textura de entre 350 y 250 micrones, el combado del metal entre los rebordes de soporte puede ser dentro del orden de 0.1 a 0.5 micrón. Cuanto más poco profunda sea la textura del sustrato mayor posibilidad de que el combado de esta magnitud a través de dos longitudes de inclinación de reborde ocasionen que el metal haga contacto con el reborde intermedio. Expresado de otra manera, las texturas poco profundas pueden labrarse a máquina hasta una tolerancia de error más amplia de lo que pueden hacerlo las texturas más profundas sin pérdida de contacto y sitios de nucleación. Por otra parte, a medida que la textura se hace menos profunda se aproxima a una superficie lisa, y si la profundidad se aproxima a aproximadamente 5 micrones, la naturaleza de la solidificancia aún cambia alejándose de aquella producida mediante líneas de sitios de nucleación ordenadas en donde pueden hacerse crecer los granos múltiples. La solidificación entonces se aproxima a aquella obtenida mediante una superficie lisa con una pérdida consecuente de flujo térmico y un engrosamiento significativo de la microestructura. El efecto de aumentar la profundidad de textura durante la transmisión térmica a través del sustrato se ilustra mediante las Figuras 13 y 14. La Figura 13 muestra los valores calculados de flujo térmico a través del valle de textura para una amplia escala de profundidades de textura. La Figura 14 traza los valores de flujo térmico obtenidos durante la solidificación de muestras de acero en estructuras rebordeadas de profundidad de 10 micrones y profundidad de 50 micrones y compara estos con la solidificación sobre una superficie lisa. Ambas superficies texturadas proporcionaron valores de flujo térmico más elevados durante la solidificación inicial pero podrá verse que el primer flujo térmico obtenido con la textura de profundidad de 50 micrones se redujo a valores bajos a medida que avanzó la solidificación. Este efecto se hace más pronunciado si se aumenta la profundidad de la textura. Debido a estas razones, la profundidad de la textura debe ser entre 5 micrones y 50 micrones. Para facilidad de labrado a máquina y para obtener un flujo térmico óptimo, se prefiere que la profundidad de textura sea entre 10 micrones y 30 micrones, se han logrado particularmente buenos resultados con una profundidad de textura de 20 micrones . Como un resultado del programa de pruebas que se describe en lo que antecede se ha determinado que pueden lograrse resultados óptimos si las superficies de fundición tienen una textura de rebordes y ranuras regulares con una inclinación de textura de entre 150 micrones y 250 micrones y una profundidad de textura de entre 5 micrones y 50 micrones. Una textura que tiene una profundidad de 20 micrones y una inclinación de 180 micrones es particularmente efectiva. Estos resultados se han confirmado mediante el funcionamiento de un fundidor de cilindros gemelos con cilindros que tienen texturas rebordeadas de la clase que se determina mediante el programa experimental como siendo el óptimo. Se ha encontrado que estos pueden producir banda de buena calidad con solidificación rápida, de conformidad con los resultado experimentales. Se ha encontrado que con ciertos aceros, sin embargo, particularmente aceros calmados de manganeso/silicio, las superficies de fundición texturadas pueden producir enfriamiento excesivo localizado durante las etapas iniciales de la solidificación, conduciendo a defectos de deformación localizados conocidos como "piel de cocodrilo". Se ha determinado ahora que este problema puede superarse mediante la adición controlada de azufre a la fusión de acero. La Figura 15 exhibe los resultados de pruebas de solidificación en fusiones de acero de distinto contenido de azufre sobre el sustrato texturado. Más particularmente, el sustrato se proporcionó con ranuras paralelas de profundidad de 20 micrones y separadas a distancia de 180 micrones. Las composiciones de fusión de acero tenían un contenido de carbono de 0.065 por ciento y un contenido de manganeso de 0.6 por ciento y un contenido de silicio de 0.28 por ciento. Las fusiones se mantuvieron a temperatura de 1580°C. Se verá que el aumento en el contenido de azufre redujo significativamente el flujo térmico medido durante las etapas iniciales de la solidificación pero aumentó ligeramente el flujo térmico a través de las etapas posteriores del período de solidificación. Por consiguiente, la adición de azufre tuvo el efecto de uniformar las medidas del flujo térmico y eliminar una cresta transitoria durante la etapa inicial de la solidificación. Se cree que el enfriamiento excesivo localizado está asociado con la iniciación de la fusión de óxido del cilindro y que esto se retarda mediante la presencia del contenido de azufre aumentado. Las Figuras 16 a 20 ilustran un fundidor de banda continuo de cilindros gemelos que se ha hecho funcionar de conformidad con la presente invención. Este fundidor comprende un bastidor 11 de máquina principal que sale desde el piso 12 de la fábrica. El bastidor 11 sostiene un carro 13 de cilindro de fundición que es movible horizontalmente entre una estación 14 de ensamblado y una estación 15 de fundición. El carro 13 lleva un par de cilindros 16 de fundición paralelos hacia los cuales se suministra el metal fundido durante una operación de fundición desde un cucharón 17 a través de una artesa de colada 18 y una boquilla 19 de suministro para crear un depósito 30 de colada. Los cilindros 16 de fundición se enfrían con agua de manera que los cascos se solidifiquen sobre las superficies 16A del cilindro movible y se junten en el punto de sujeción entre los mismos para producir un producto 20 de banda solidificado en la salida del cilindro. Este producto es alimentado a un bobinador 21 normal y puede ser transferido subsecuentemente a un segundo bobinador 22. Un receptáculo 23 se monta en el bastidor de la máquina adyacente a la estación de fundición, y el metal fundido puede desviarse hacia este receptáculo a través de una espita 24 de rebose en la artesa de colada o mediante el retiro de un tapón 25 de emergencia en un lado de la artesa de coladas si hay una malformación seria del producto u otra malformación seria durante una operación de fundición. El carro 13 de cilindros comprende un bastidor 31 de carro montado mediante ruedas 32 en rieles 33 que se extienden a lo largo de una parte del bastidor 11 de la máquina principal, mediante lo cual el carro 13 de cilindros como un conjunto se monta para moverse a lo largo de los rieles 33. El bastidor 31 del carro lleva un par de cunas 34 de cilindro en donde los cilindros 16 se montan rotatoriamente. Las cunas 34 de cilindro se montan en un bastidor 31 del carro interacoplando los miembros 35, 36 de corredera complementarios para permitir que las cunas sean movidas en el carro bajo la influencia de las unidades 37, 38 de cilindro hidráulico para ajustar el punto de sujeción entre los cilindros 16 de fundición. El carro es movible como un conjunto a lo largo de los rieles 33 mediante el accionamiento de una unidad 39 de pistón y cilindro hidráulico de doble accionamiento, conectados entre una ménsula 40 impulsora en el carro de cilindros y el bastidor de la máquina principal a fin de funcionar para mover el carro de cilindros entre la estación 14 de ensamblado y la estación 15 de fundición y viceversa. Los cilindros 16 de fundición se hacen contragirar a través de las flechas 41 impulsoras desde un motor eléctrico y la transmisión montada en un bastidor 31 del carro. Los cilindros 16 tienen paredes periféricas de cobre formadas con una serie de pasajes de enfriamiento de agua que se extienden longitudinalmente que están separados circunferencialmente que se suministran con agua de enfriamiento a través de los extremos del cilindro desde ductos de suministro de agua en las flechas 41 impulsoras del cilindro que están conectadas con las mangueras 42 de suministro de agua a través de prensaestopas 43 rotatorias. El cilindro típicamente puede ser de un diámetro de aproximadamente 500 milímetros y una longitud hasta de 2000 milímetros a fin de producir aproximadamente un producto de banda de ancho de aproximadamente 2000 milímetros.

El cucharón 17 es de construcción enteramente convencional y se sostiene a través de un yugo 45 sobre una grúa superior desde donde se lleva hasta su posición desde una estación receptora de metal caliente. El cucharón está equipado con una varilla 46 accionable mediante un servocilindro para permitir que el metal fundido fluya desde el cucharón a través de la boquilla 47 de salida y el blindaje 48 refractario hacia la artesa de colada 18. La artesa de colada 18 también es de construcción convencional. Se forma como una vasija ancha fabricada de un material refractario por ejemplo, óxido de magnesio (MgO) . Un lado de la artesa refractaria recibe el metal fundido desde el cucharón y se proporciona con la espita 24 de rebosamiento y el tapón 25 de emergencia citados anteriormente. El otro lado de la artesa de colada se proporciona con una serie de aberturas 52 de salida de metal longitudinalmente separadas. La parte inferior de la artesa de colada lleva ménsulas 53 de montaje par montar la artesa de colada en el bastidor 31 del carro de cilindros y se proporciona con aberturas para recibir pernos 54 de indización en el armazón del carro a fin de localizar exactamente la artesa de colada. Se forma una boquilla 19 de suministro como un cuerpo alargado fabricado de un material refractario tal como grafito de alúmina. Su parte inferior está ahusada para covergir hacia adentro y hacia abajo de manera uqe pueda proyectarse hacia el punto de sujeción entre los cilindros 16 de fundición. Se proporciona con una ménsula 60 de montaje mediante lo cual sostiene la misma en un bastidor del carro de cilindros y su parte superior se forma con pestañas laterales que se proyectan hacia afuera 55 que se colocan en una ménsula de montaje. La boquilla 19 puede tener una serie de pasajes de flujo horizontalmente separados que se extienden por lo general verticalmente para producir una descarga de baja velocidad apropiada del metal a través del ancho de los cilindros y para suministrar el metal fundido hacia el punto de sujeción entre los cilindros sin incidencia directa sobre las superficies del cilindro en donde ocurre la solidificación inicial. Alternativamente, la boquilla puede tener una sola salida de ranura continua para suministrar una cortina de baja velocidad de metal fundido directamente hacia el punto de sujeción entre los cilindros y/o puede sumergirse en el depósito de metal fundido . El depósito se restringe en los extremos de los cilindros mediante un par de placas 56 de cierre laterales que se retienen contra los extremos 57 escalonados de los de fundición. Las placas 56 se cierre laterales se fabrican de un material refractario resistente, por ejemplo de nitruro de boro, y tienen bordes 81 laterales ondulados para coincidir con la curvatura de los extremos 57 escalonados de los cilindros. Las placas laterales pueden montarse en portaplacas 82 que son movibles en la estación de fundición mediante el accionamiento de un par de unidades 83 de cilindro hidráulico a fin de colocar las placas laterales en acoplamiento con los extremos escalonados de los cilindros de fundición para formar cierres de extremo para el depósito de metal del metal formado en los cilindros de fundición durante una operación de fundición. Durante una operación de fundición, la varilla 46 del cucharón se hace accionar para permitir que el metal fundido se cuele desde el cucharón a la artesa de colada a través de la boquilla de suministro por lo cual fluye hacia los cilindros de fundición. El extremo de cabeza limpio del producto 20 de banda es guiado mediante el accionamiento de una mesa 96 transportadora hacia las mordazas del bobinador 21. La mesa 96 cuelga desde los montajes 97 de pivote en el bastidor principal y puede hacerse oscilar hacia el bobinador mediante el accionamiento de una unidad 98 de cilindro hidráulico después de que un extremo de la cabeza de la banda se ha formado. La mesa 96 puede funcionar contra una aleta 99 de guía de banda superior accionada por una unidad 101 de pistón y cilindro y el producto 20 de banda puede limitarse entre un par de rodillos 102 laterales verticales. Después de que el extremo de cabeza se ha guiado hacia las mordazas del bobinador, el bobinador se hace girar para enrollar el producto 20 de banda y la mesa se deja oscilar de nuevo hacia su posición inoperante, en donde cuelga simplemente desde el bastidor de la máquina despejando el producto que es tomado directamente hacia el bobinador 21. El producto 20 de banda resultante puede transferirse subsecuentemente al bobinador 22 para producir un rollo final para transportarse alejado del fundidor. Los detalles completos de un fundidor de cilindros gemelos de la clase ilustrada en en las Figuras 16 y 20 se describirán más completamente en nuestras Patentes Norteamericanas Números 5,184,668 y 5,277,243 y la Solicitud de Patente Internacional Número PCT/AU93/00593. De conformidad con la presente invención, las superficies 100 periféricas de los cilindros 16 de fundición se texturan mediante la provisión de ranuras anulares regularmente separadas en forma de "V" para producir la textura rebordeada requerida. Para la solidificación del acero, se prefiere que las superficies de fundición se cromen y luego se labren a máquina hasta la textura a fin de que las superficies de fundición sean superficies de cromo. Para facilidad del labrado a máquina, se prefiere labrar a máquina las ranuras anulares separadas sucesivas a una separación regular a lo largo de la longitud del cilindro. Además, se apreciará que esencialmente podría producirse la misma formación texturada mediante ranuras helicoidales labradas a máquina en la superficie de fundición a manera de un solo arranque o una rosca de arranques múltiples. Esto no haría diferencia para la configuración esencial de las formaciones de ranura y reborde ni para las características de transmisión de calor de la textura.

Claims (19)

1. REIVINDICACIONES :
2. Un método para fundir continuamente banda de acero que comprende sostener un depósito de colada (30) de acero fundido en una o más superficies (16A) de fundición enfriadas y mover la superficie o superficies de fundición enfriadas para producir una banda (20) solidificada que se mueve alejándose del depósito de colada (30), caracterizado porque la o cada superficie de fundición (16A) se textura mediante la provisión de formaciones (11) de ranura y reborde paralelas de profundidad (d) esencialmente constante y la inclinación (p) esencialmente constante, la profundidad de la textura desde la cresta del resalto a la raíz de la ranura quedan dentro de la escala de 5 micrones a 50 micrones, y la inclinación queda dentro de la escala de 100 a 250 micrones. 2. Un método de conformidad con la reivindicación 1, que además está caracterizado porque el depósito (30) de colada está sostenido sobre superficies de fundición periféricas de un par de cilindros (16) de fundición enfriados que forman un punto de sujeción entre los mismos y que se hacen girar en direcciones mutuamente opuestas para producir la banda (20) solifidicada de tal manera que se mueva hacia abajo desde el punto de sujeción.
3. 3. Un método de conformidad con la reivindicación 2, que además está caracterizado porque las formaciones (11) de ranura y reborde en cada superficie de fundición se define mediante una serie de ranuras (12) anulares paralelas que se extienden circunferencialmente alrededor de la superficie de fundición y que están separadas regularmente en sentido longitudinal de la superficie de fundición en la inclinación.
4. 4. Un método de conformidad con la reivindicación 3, que además está c aracterizado porque las formaciones (11) de ranura y reborde en cada superficie de fundición se definen mediante una o más ranuras que se extienden helicoidalmente de la superficie de fundición.
5. 5. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que está además caracterizado porque las formaciones (12) de la ranura son de sección transversal esencialmente en forma de "V" y las formaciones (13) de reborde tienen orillas o bordes circunferenciales pronunciadas .
6. 6. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que está además caracterizado porque la profundidad de la textura queda dentro de la escala de 15 a 25 micrones y la inclinación queda entre 150 y 200 micrones.
7. 7. Un método de conformidad con la reivindicación 6, que además está caracterizado porque la profundidad (d) de la textura es de aproximadamente 20 micrones y la inclinación (p) es de aproximadamente 180 micrones.
8. 8. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que está además caracterizado porque la superficie de fundición (16A) son superficies de cromo .
9. 9. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que está además caracterizado porque el acero fundido tiene un contenido de azufre de por lo menos 0.02 por ciento.
10. 10. Un método de conformidad con la reivindicación 9, que está además caracterizado porque el acero fundido es un acero calmado de silicio/manganeso que tiene un contenido de manganeso no menor de 0.20 por ciento y un contenido de silicio no menor de 0.10 por ciento en peso.
11. 11. Un método de conformidad con la reivindicación 9 o la reivindicación 10, que está además caracterizado porque su contenido de azufre del acero es no menor de 0.03 por ciento en peso.
12. 12. Un método de conformidad con la reivindicación 11, que está además caracterizado porque el contenido de azufre del acero queda dentro de la escala de 0.03 por ciento a 0.07 por ciento en peso.
13. 13. El aparato para fundir continuamente banda de acero que comprende un par de cilindros (16) de fundición que forman un punto de sujeción entre los mismos, una boquilla (19) de suministro de metal para suministrar el acero fundido hacia el punto de sujeción entre los cilindros (16) de fundición a fin de formar un depósito de colada de metal fundido sostenido en las superficies (16A) del cilindro de fundición inmediatamente por encima del punto de sujeción, y un medio (41) impulsor de cilindro para impulsar los cilindros de fundición en direcciones en contradirección a fin de producir una banda (20) de acero solidificada suministrada hacia abajo desde el punto de sujeción, caracterizado porque las superficies (16A) de fundición de los cilindros se texturan mediante la provisión de formaciones (11) de ranura y reborde que se extienden circunferencialmente, de profundidad (d) e inclinación (p) constantes, la profundidad (d) de la textura de la cresta de reborde a la raíz de la ranura queda dentro de la escala de 5 micrones a 50 micrones, quedando la inclinación dentro de la escala de 100 a 250 micrones .
14. 14. El aparato de conformidad con la reivindicación 13, que está además caracterizado porque las formaciones (11) de ranura y reborde en cada superficie de fundición se definen mediante una serie de ranuras (12) anulares paralelas que se extiende circunferencialmente alrededor de la superficie de fundición y longitudinalmente separadas de manera regular de la superficie de fundición en la inclinación.
15. 15. El aparato de conformidad con la reivindicación 13, que además está caracterizado porque las formaciones (11) de ranura y reborde en cada superficie de fundición se define mediante una o más ranuras que se extienden helicoidalmente de la superficie de fundición.
16. 16. El aparato de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 13 a 15, que está además caracterizado porque las ranuras (12) de las superficies de fundición son de sección transversal esencialmente en forma de "V" y las formaciones (13) de reborde tienen bordes u orillas circunferenciales pronunciadas.
17. 17. El aparato de conformidad con la cualesquiera de las reivindicaciones 13 a 16, que está además caracterizado porque la profundidad de la textura de la superficie de fundición queda dentro de la escala de 15 a 25 micrones y la inclinación es entre 150 y 200 micrones.
18. 18. El aparato de conformidad con la reivindicación 17, que además está caracterizado porque la profundidad de la textura en las superficies de fundición es de aproximadamente 20 micrones y la inclinación es de aproximadamente 180 micrones.
19. 19. El aparato de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 13 a 18, que está además caracterizado porque las superficies de fundición (16A) son superficies de cromo.